(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像素子の構造を変えることなく、ＯＢ画素領域の画素欠陥によって画質劣化が起きるような状況下においても、画質劣化を軽減する。【解決手段】アナログ信号処理部は、感光画素領域１３ａの読み出しライン１３ｅの黒レベルを、ＯＢ画素領域１３ｂのＴＰパターン１３ｆの各画素の黒レベルの平均値から算出し、クランプ処理する。デジタルカメラは、（ａ）に示す通常のＴＧパターンと、（ｂ）に示す通常のＴＧパターンよりもクランプ画素数の多いＴＧパターンを備え、ＣＰＵは、状況に応じてどちらのＴＧパターンから感光画素領域１３ａの黒レベルを算出するかを判断する。例えば、ＩＳＯ感度が８００以上の場合にクランプ画素数の多いＴＧパターンを使用し、ＩＳＯ感度が８００未満の場合に通常のＴＧパターンを使用する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子が二次元的に配列された撮像素子であって、受光した被写体光を画像信号に変換する感光画素領域と、該感光画素領域の側方に隣接して設けられ、遮光部材により遮光されたオプティカルブラック領域とから構成された撮像素子と、
前記感光画素領域の任意の水平ラインの画素について、前記オプティカルブラック領域の画素の出力信号であって前記感光画素領域の水平ラインと同じ水平位置のラインを含む所定のライン数の画素の出力信号から、前記感光画素領域の水平ラインの画素のクランプレベルを取得する取得手段と、
前記取得手段が取得したクランプレベルに基づいて前記感光画素領域の水平ラインの画素の出力信号をクランプするクランプ手段と、
前記クランプ手段によりクランプされた信号に基づいて撮影画像を生成する手段と、
前記オプティカルブラック領域の画素欠陥に起因する前記撮影画像の画質劣化が発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記画質劣化の発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出すると前記所定のライン数を増加させる切替手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮影ＩＳＯ感度を設定する手段を備え、
前記検出手段は、前記設定された撮影ＩＳＯ感度が第１の所定値より高い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出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】
前記撮像素子の温度を測定する手段を備え、
前記検出手段は、前記測定された撮像素子の温度が第２の所定値より高い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影環境として検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
複数の駆動周波数の中から１つの駆動周波数を選択する手段と、
前記選択された駆動周波数に同期して前記撮像素子の出力信号を読み出す手段と、を備え、
前記検出手段は、前記駆動周波数が第３の所定値より低い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体輝度を算出する手段を備え、
前記検出手段は、前記算出された被写体輝度が第４の所定値より低い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体の水平方向及び／又は垂直方向の解像度を算出する手段を備え、
前記検出手段は、前記算出された解像度が第５の所定値より低い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
ホワイトバランスを調整するためのＲゲイン及びＢゲインを算出する手段を備え、
前記検出手段は、前記算出されたＲゲインが第６の所定値より高い、又は前記算出されたＢゲインが第７の所定値より高い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
受光素子が二次元的に配列された撮像素子であって、受光した被写体光を画像信号に変換する感光画素領域と、該感光画素領域の側方に隣接して設けられ、遮光部材により遮光されたオプティカルブラック領域とから構成された撮像素子の前記感光画素領域の任意の水平ラインの画素について、前記オプティカルブラック領域の画素の出力信号であって前記感光画素領域の水平ラインと同じ水平位置のラインを含む所定のライン数の画素の出力信号から、前記感光画素領域の水平ラインの画素のクランプレベルを取得する取得工程と、
前記取得工程において取得したクランプレベルに基づいて前記感光画素領域の水平ラインの画素の出力信号をクランプするクランプ工程と、
前記クランプ工程においてクランプされた信号に基づいて撮影画像を生成する工程と、
前記オプティカルブラック領域の画素欠陥に起因する前記撮影画像の画質劣化が発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出する検出工程と、
前記検出工程において前記画質劣化の発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出すると前記所定のライン数を増加させる切替工程と、
を備えたことを特徴とする撮像制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び撮像制御方法に係り、特に、ＯＢ画素領域に画素欠陥がある場合において画質劣化を軽減する撮像装置及び撮像制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ等のイメージセンサの出力には、暗電流成分によるノイズが含まれていることが知られている。このノイズは、光が入射しない状態であっても発生し、ノイズ信号電圧が蓄積時間に比例するうえに、温度依存性を持っている。
【０００３】
この暗電流成分を補償するために、ＣＣＤ等のイメージセンサの有効画素領域の外側に、遮光された受光素子の集合であるオプティカルブラック画素領域（ＯＢ画素領域）を配置し、ＯＢ画素領域から取得した黒レベルの平均値を基準レベルとして有効画素領域の画像信号をクランプすることが行われている。
【０００４】
しかし、クランプを行うＯＢ画素領域に大きな画素欠陥（特に線キズ）がある場合、画素欠陥を含んだＯＢ画素領域から黒レベルを取得すると基準レベルが変動してしまうため、撮影画像に横筋上のノイズ（線キズの場合、線キズ発生ライン以降黒沈み）による画質劣化が発生する。また、高ＩＳＯ感度、低輝度被写体等の撮影条件によって、上記問題がより顕著に現れる。
【０００５】
特許文献１には、ＯＢ領域の画素のホトダイオードのリセット端を電位平均化ラインで共通に接続することで、暗電流積分信号を読み出し前に平均化し、クランプ回路において平均化する必要の無い技術が記載されている。この技術によれば、画素欠陥等によりクランプレベルがばらつくのを防止するとともに、黒レベルをより短時間で求めることが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−２８５５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、従来の撮像素子構造が使用できないという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮像素子の構造を変えることなく、ＯＢ画素領域の画素欠陥によって画質劣化が起きるような状況下においても、画質劣化を軽減できる撮像装置及び撮像制御方法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】
【０００８】
前記目的を達成するために請求項１に記載の撮像装置は、受光素子が二次元的に配列された撮像素子であって、受光した被写体光を画像信号に変換する感光画素領域と、該感光画素領域の側方に隣接して設けられ、遮光部材により遮光されたオプティカルブラック領域とから構成された撮像素子と、前記感光画素領域の任意の水平ラインの画素について、前記オプティカルブラック領域の画素の出力信号であって前記感光画素領域の水平ラインと同じ水平位置のラインを含む所定のライン数の画素の出力信号から、前記感光画素領域の水平ラインの画素のクランプレベルを取得する取得手段と、前記取得手段が取得したクランプレベルに基づいて前記感光画素領域の水平ラインの画素の出力信号をクランプするクランプ手段と、前記クランプ手段によりクランプされた信号に基づいて撮影画像を生成する手段と、前記オプティカルブラック領域の画素欠陥に起因する前記撮影画像の画質劣化が発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出する検出手段と、前記検出手段が前記画質劣化の発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出すると前記所定のライン数を増加させる切替手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明によれば、画質劣化が発生しやすい撮影条件や撮影環境において、クランプレベルを取得するためのＯＢ画素領域のライン数を増加させるようにしたので、ＯＢ画素領域の画素欠陥によって画質劣化が起きるような状況下においても、画質劣化を軽減することができる。
【００１０】
請求項２に示すように請求項１に記載の撮像装置において、撮影ＩＳＯ感度を設定する手段を備え、前記検出手段は、前記設定された撮影ＩＳＯ感度が第１の所定値より高い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする。
【００１１】
これにより、適切に画質劣化の発生しやすい撮影条件を検出することができる。
【００１２】
請求項３に示すように請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記撮像素子の温度を測定する手段を備え、前記検出手段は、前記測定された撮像素子の温度が第２の所定値より高い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影環境として検出することを特徴とする。
【００１３】
これにより、適切に画質劣化の発生しやすい撮影環境を検出することができる。
【００１４】
請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置において、複数の駆動周波数の中から１つの駆動周波数を選択する手段と、前記選択された駆動周波数に同期して前記撮像素子の出力信号を読み出す手段とを備え、前記検出手段は、前記駆動周波数が第３の所定値より低い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする。
【００１５】
これにより、適切に画質劣化の発生しやすい撮影条件を検出することができる。
【００１６】
請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置において、被写体輝度を算出する手段を備え、前記検出手段は、前記算出された被写体輝度が第４の所定値より低い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする。
【００１７】
これにより、適切に画質劣化の発生しやすい撮影条件を検出することができる。
【００１８】
請求項６に示すように請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置において、被写体の水平方向及び／又は垂直方向の解像度を算出する手段を備え、前記検出手段は、前記算出された解像度が第５の所定値より低い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする。
【００１９】
これにより、適切に画質劣化の発生しやすい撮影条件を検出することができる。
【００２０】
請求項７に示すように請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置において、ホワイトバランスを調整するためのＲゲイン及びＢゲインを算出する手段を備え、前記検出手段は、前記算出されたＲゲインが第６の所定値より高い、又は前記算出されたＢゲインが第７の所定値より高い場合に前記画質劣化が発生しやすい撮影条件として検出することを特徴とする。
【００２１】
これにより、適切に画質劣化の発生しやすい撮影条件を検出することができる。
【００２２】
前記目的を達成するために請求項８に記載の撮像制御方法は、受光素子が二次元的に配列された撮像素子であって、受光した被写体光を画像信号に変換する感光画素領域と、該感光画素領域の側方に隣接して設けられ、遮光部材により遮光されたオプティカルブラック領域とから構成された撮像素子の前記感光画素領域の任意の水平ラインの画素について、前記オプティカルブラック領域の画素の出力信号であって前記感光画素領域の水平ラインと同じ水平位置のラインを含む所定のライン数の画素の出力信号から、前記感光画素領域の水平ラインの画素のクランプレベルを取得する取得工程と、前記取得工程において取得したクランプレベルに基づいて前記感光画素領域の水平ラインの画素の出力信号をクランプするクランプ工程と、前記クランプ工程においてクランプされた信号に基づいて撮影画像を生成する工程と、前記オプティカルブラック領域の画素欠陥に起因する前記撮影画像の画質劣化が発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出する検出工程と、前記検出工程において前記画質劣化の発生しやすい撮影条件及び／又は撮影環境を検出すると前記所定のライン数を増加させる切替工程とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明によれば、画質劣化が発生しやすい撮影条件や撮影環境において、クランプレベルを取得するためのＯＢ画素領域のライン数を増加させるようにしたので、ＯＢ画素領域の画素欠陥によって画質劣化が起きるような状況下においても、画質劣化を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、画質劣化が発生しやすい撮影条件や撮影環境において、クランプレベルを取得するためのＯＢ画素領域のライン数を増加させるようにしたので、ＯＢ画素領域の画素欠陥によって画質劣化が起きるような状況下においても、画質劣化を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明に係るデジタルカメラ１０の電気的構成の一例を示す図である。同図に示すように、デジタルカメラ１０は、レンズ１１、モータドライバ１２、ＣＣＤ１３、タイミングジェネレータ１４、アナログ信号処理部１５、ＣＰＵ１６、クロックジェネレータ１７、操作部１８、画像信号処理部１９、圧縮処理部２０、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１、メモリ２２、ビデオエンコーダ２３、画像表示装置２４、音入力処理部２５、マイク２６、メディア記録制御部２７、記録メディア２８、音出力処理部２９、スピーカ３０、バス３１、電源ブロック３２、バッテリ３４等を備えて構成される。
【００２７】
各部はＣＰＵ１６に制御されて動作し、ＣＰＵ１６は、操作部１８からの入力に基づき所定の制御プログラムを実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００２８】
デジタルカメラ１０は図示しないＲＯＭを備えており、ＲＯＭにはＣＰＵ１６が実行する制御プログラムのほか、制御に必要な各種データ等が記録されている。ＣＰＵ１６は、ＲＯＭに記録された制御プログラムをメモリ２２に読み出し、逐次実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００２９】
なお、メモリ２２は、ＳＤＲＡＭで構成されており、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、各種作業領域として利用される。
【００３０】
操作部１８は、図示しないシャッタレリーズボタン、ＩＳＯ感度切替スイッチ等を備え、それぞれの操作に応じた信号をＣＰＵ１６に出力する。
【００３１】
レンズ１１は、図示しないズームレンズ、フォーカスレンズを含み、ドライバ１２に駆動されて、ズーミング及びフォーカシングを行う。
【００３２】
ＣＣＤ１３は、レンズ１１の後段に配置されており、レンズ１１を透過した被写体光を受光する。図２に、ＣＣＤ１３の概略図を示す。同図に示すように、ＣＣＤ１３は、感光画素領域１３ａ、ＯＢ画素領域１３ｂ、水平転送路１３ｃ、及びアンプ１３ｄ等から構成される。
【００３３】
ＣＣＤ１３の受光面（感光画素領域１３ａ）には図示しない多数の受光素子が二次元的に配列されており、各受光素子に対応して図示しない赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。感光画素領域１３ａ上に結像された被写体光は、各受光素子によって電気信号に変換される。
【００３４】
また、感光画素領域１３ａの向かって右側には、感光画素領域１３ａに隣接してＯＢ画素領域１３ｂが設けられている。このＯＢ画素領域１３ｂにも、感光画素領域１３ａと同様の多数の受光素子が二次元的に配列配列されているが、これらの受光素子はアルミニウムなどの図示しない遮光部材によって覆われている。
【００３５】
感光画素領域１３ａ、ＯＢ画素領域１３ｂの受光素子に蓄積された電気信号は、図示しない垂直転送路に読み出される。垂直転送路は、この信号を、タイミングジェネレータ１４から供給されるクロックに同期して、１ラインずつ水平転送路１３ｃに転送する。さらに水平転送路１３ｃは、垂直転送路から転送された１ライン分の信号を、タイミングジェネレータ１４から供給されるクロックに同期してアンプ１３ｄへ出力する。
【００３６】
なお、画像信号の出力は、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると開始される。すなわち、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると、画像表示装置２４にスルー画像を表示するため、画像信号の出力が開始される。このスルー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると、一旦停止され、本撮影が終了すると、再度開始される。
【００３７】
アンプ１３ｄから出力されたアナログの画像信号はアナログ信号処理部１５に入力される。アナログ信号処理部１５は、図示しない相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、クランプ処理回路、及び自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）を含んで構成される。
【００３８】
ＣＤＳは、画像信号に含まれているアンプ１３ｄで発生したノイズの除去を行う。クランプ処理回路は、暗電流成分を除去する処理を行うものであり、感光画素領域１３ａの信号が、ＯＢ画素領域１３ｂの電気信号に基づいたクランプレベルにクランプされる。具体的には、ＯＢ画素領域１３ｂのＴＧパターン１３ｆの黒レベルの平均値を基準値として、感光画素領域１３ａの水平ライン１３ｅの出力信号をクランプする。
【００３９】
図３は、水平ライン１３ｅと、この水平ラインに対するＴＧパターン１３ｆとの位置関係を示す図である。感光画素領域１３ａの黒塗り部分が読み出される水平ライン１３ｅを示しており、ＯＢ画素領域１３ｂの黒塗り部分がＴＧパターン１３ｆを示している。前述のように、感光画素領域１３ａ及びＯＢ画素領域１３ｂは、水平１ラインずつ水平転送路１３ｃにより読み出されている。したがって、ＴＧパターン１３ｆは、ＯＢ画素領域における水平ライン１３ｅと同じ位置の水平ラインと、その水平ラインより先に読み出された複数のラインから構成されていることになり、例えば５１２画素程度で構成される。クランプ処理回路は、このＴＧパターンの各画素から黒レベルの平均値を算出し、算出した平均値を基準レベルとして該当する水平ラインの信号をクランプする。
【００４０】
さらに、ＡＧＣは、暗電流成分が除去された画像信号を、設定されたＩＳＯ感度に応じた所定のゲインで増幅する。
【００４１】
このアナログ信号処理部１５で所要の信号処理が施されたアナログの画像信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器において所定ビットの階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換される。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素ごとＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。このデジタルの画像信号は、バス３１を介してメモリ２２に格納される。
【００４２】
バス３１には、上記ＣＰＵ１６、メモリ２２のほか、画像信号処理部１９、圧縮処理部２０、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１、ビデオエンコーダ２３、メディア記録制御部２７、音入力処理部２５、音出力処理部２９等が接続されており、これらはバス３１を介して互いに情報を送受信できるようにされている。
【００４３】
画像信号処理部１９は、メモリ２２に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
【００４４】
ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１は、ＣＰＵ１６の指令に従い、メモリ２２に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を取り込み、ＡＥ制御に必要な積算値を算出する。ＣＰＵ１６は、積算値から輝度値を算出し、輝度値から露出値を求める。また露出値から所定のプログラム線図に従って、絞り値及びシャッタスピードを決定する。
【００４５】
さらに、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１は、ＣＰＵ１６の指令に従い、メモリ２２に格納された画像信号に基づいてＡＦ（Automatic Focus）制御に必要な焦点評価値を算出する。ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１は、画面に設定された所定のフォーカス領域内の信号を切り出すフォーカス領域抽出部、及び、フォーカス領域内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカス領域内の絶対値データを焦点評価値としてＣＰＵ１６に出力する。ＣＰＵ１６は、ＡＦ制御時、このＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置にレンズ１１を移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。
【００４６】
また、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１は、ホワイトバランスゲイン調整用のゲイン値を算出するホワイトバランスゲイン算出回路、及びＲ、Ｇ、Ｂの色信号のレベルを増減するためのゲイン可変アンプを含み、ＣＰＵ１６からの指令に基づいて、各色信号のホワイトバランスゲインに応じたゲイン調整を行う。
【００４７】
圧縮処理部２０は、ＣＰＵ１６からの圧縮指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ１６からの伸張指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。
【００４８】
ビデオエンコーダ２３は、ＣＰＵ１６からの指令に従い、画像表示装置２４への表示を制御する。
【００４９】
メディア記録制御部２７は、ＣＰＵ１６からの指令に従い、記録メディア２８に対してデータの読み／書きを制御する。なお、記録メディア２８は、メモリカードのようにデジタルカメラ１０の本体に対して着脱自在なものでもよいし、また、デジタルカメラ１０の本体に内蔵されたものでもよい。着脱自在とする場合は、デジタルカメラ１０の本体にカードスロットを設け、このカードスロットに装填して使用する。
【００５０】
音入力処理部２５は、ＣＰＵ１６からの指令に従い、マイク２６から入力された音声入力を所定のフォーマットのデジタル信号に変換する。この音声信号は、バス３１を介してメモリ２２に格納される。
【００５１】
音出力処理部２９は、ＣＰＵ１６からの指令に従い、所定のフォーマットの音声信号をスピーカ３０から出力する。
【００５２】
電源ブロック３２は、ＤＣ／ＤＣ変換部３３を備えており、ＣＰＵ１６の指令に従い、バッテリ３４から供給される電源電圧を所望の電圧に変換し、各デバイスへ給電する。
【００５３】
次に、デジタルカメラ１０の黒レベルクランプ処理について説明する。
【００５４】
図４は、ＣＣＤ１３のＯＢ画素領域１３ｂの垂直転送路の欠陥に起因する直線状の欠陥画素列（線キズ１３ｇ）が存在する場合の、各水平ラインのクランプ後の黒レベルを示す図である。前述したように、各水平ラインの黒レベルは、ＯＢ画素領域１３ｂの同じ水平位置のラインと、それ以前に読み出された複数のラインからなるＴＧパターンから算出される。図４に示すように、ＯＢ画素領域１３ｂに線キズ１３ｇがある場合は、線キズ１３ｇを含む水平ライン位置から黒レベルが異常となる。したがって、図５（ａ）に示す線キズ１３ｇが無い場合の撮影画像と比較して、図５（ｂ）に示すように、水平に黒レベルが変化した画質劣化が発生する。
【００５５】
ここで、ＯＢ画素領域１３ｂの垂直転送路に線キズ１３ｇがある場合に、図６（ａ）に示すＴＧパターンで黒レベルを算出したときの、クランプ後の黒レベルを図７の実線で示す。これに対し、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）のＴＧパターンよりもＯＢ画素領域１３ｂのライン数を増やすことによりクランプ画素数を増やしたＴＧパターンで黒レベルを算出したときの、クランプ後の黒レベルを図７の点線で示す。また、図６（ｂ）のＴＧパターンでクランプレベルを算出した場合の撮影画像を図５（ｃ）に示す。このようにＴＧパターンのクランプ画素数を増やすと、黒レベル算出の時定数が大きくなるために、線キズによる黒レベルの変動が小さくなる。その結果、急激な黒レベルの変化が緩和され、画像としては画質劣化（黒沈み）が軽減される。デジタルカメラ１０は、図６（ａ）に示すＴＧパターンと、図６（ｂ）に示すＴＧパターンを切り替えることが可能に構成されている。
【００５６】
次に、デジタルカメラ１０の動作について、図８を用いて説明する。
【００５７】
ＣＰＵ１６は、本撮影前に、必要に応じて図６（ｂ）に示すクランプ画素数の多いＴＧパターンを選択するようにアナログ信号処理部１５に指令を出す（ステップＳ１）。本撮影前には、前述のように、画像表示装置２４にスルー画像を表示しており、図６（ａ）に示す通常のＴＧパターン（クランプ画素数の少ないＴＧパターン）が選択されている。また、ＴＧパターンの切替えは、１垂直期間単位のタイミング、即ち１画面分の走査が終了した時点で行う。
【００５８】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【００５９】
このように、必要に応じてパターンを変更することにより、撮像素子のキズ等による画質の劣化を低減することが可能となる。
【００６０】
ＣＣＤ１３のＯＢ画素領域１３ｂに画素欠陥があることがわかっている場合には、初期設定としてクランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する設定をしておいてもよい。この場合、メモリ２２に画素欠陥があることを記録しておく。
【００６１】
なお、本来は、クランプ画素数は多すぎない方が好ましい。読み出しラインから離れたＯＢ画素の黒レベルは、本来のクランプすべき黒レベルの値とは異なってくると考えられるからである。
【００６２】
また、本実施の形態では、撮影開始前にＴＧパターン変更の指示を行っているが、ＣＣＤ１３の信号取り込みが始まる前までに設定可能であれば、露光中にＣＰＵ１６から命令を送ってもよい。
【００６３】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態のデジタルカメラ１０は、ＩＳＯ感度に応じてＴＧパターンを選択する。
【００６４】
図９は、ＣＣＤ１３の各ＩＳＯ感度における露光信号とクランプレベル（黒レベル）の割合を表した図であり、斜線部が露光による信号量、黒塗りつぶし部が遮光時の信号量（黒レベル）を表す。同図に示すように、ＩＳＯ感度が高くなるほど露光信号量が減り（その分ゲインで持ち上げる）、信号量全体における暗電流の割合が増加するため、ＩＳＯ感度が高いほど黒レベルの変動に対して大きく影響を受けることになる。即ち、ＩＳＯ感度が高くなるほどＯＢ画素領域１３ｂの画素欠陥の影響が増してくる。したがって、第２の実施の形態のデジタルカメラ１０は、画質劣化の条件が厳しい高ＩＳＯ感度で、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【００６５】
図１０は、第２の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
アナログ信号処理部１５は、予め設定されている図６（ａ）に示す通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用して撮影画像の黒レベルクランプ処理を行っている。
【００６７】
ＣＰＵ１６は、操作部１８のＩＳＯ感度切替スイッチによって設定されているＩＳＯ感度について、ＩＳＯ感度Ａ＝８００以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６８】
設定されているＩＳＯ感度が８００以上の場合は、ＣＰＵ１６は、アナログ信号処理部１５に対し、図６（ｂ）に示すクランプ画素数の多いＴＧパターンを使用するように指令を出す（ステップＳ１）。設定されているＩＳＯ感度が８００未満の場合は、引き続き図６（ａ）に示す通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用する。前述したように、本来は、クランプ画素数は多すぎない方が好ましいからである。
【００６９】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、選択されたＴＧパターンに基づいて、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【００７０】
本実施の形態では、ＩＳＯ感度を用いてＴＧパターンを選択しているが、アナログ信号処理部１５の自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）のアナログゲイン値を用いてＴＧパターンを選択してもよい。
【００７１】
また、複数のＴＧパターンを備え、ＩＳＯ感度に応じたＴＧパターンを選択してもよい。この場合も、ＩＳＯ感度が高いほどクランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態のデジタルカメラ１０は、ＣＣＤ１３の温度に応じてＴＧパターンを選択する。
【００７３】
図１１に、第３の実施の形態に係るデジタルカメラ１０のブロック図を示す。なお、図１に示すブロック図と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１に示すブロック図とは、サーミスタ１３ｈを備えたところが異なる。
【００７４】
サーミスタ１３ｈは、ＣＣＤ１３の背面に接するように配置されており、ＣＣＤ１３（特にＯＢ画素領域１３ｂ）の温度を測定することが可能である。
【００７５】
撮影時の撮像素子の温度が高いほど画素欠陥の出力レベルが大きくなるので、黒レベルの変動に対して大きく影響を受けることになる。したがって、第３の実施の形態のデジタルカメラ１０は、画質劣化の条件が厳しい撮像素子が高温時において、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【００７６】
図１２は、第３の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
ＣＰＵ１６は、サーミスタ１３ｈの出力信号から、ＣＣＤ１３の温度がＢ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００７８】
ＣＣＤ１３の温度がＢ以上の場合は、ＣＰＵ１６は、アナログ信号処理部１５に対し、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択するように指令を出す（ステップＳ１）。Ｂ未満の場合は、引き続き通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用する。
【００７９】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、選択されたＴＧパターンに基づいて、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【００８０】
このように、サーミスタ１３ｈによってＣＣＤ１３の温度を測定し、測定した温度に応じてＴＧパターンを選択することで、ＯＢ画素領域１３ｂの画素欠陥による画質劣化を軽減することが可能となる。
【００８１】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態のデジタルカメラ１０は、タイミングジェネレータ１４から供給されるＣＣＤ１３の駆動クロックの周波数に応じてＴＧパターンを選択する。
【００８２】
撮影時の撮像素子の駆動周波数が遅いほど、転送路上の画素欠陥の出力レベルが大きくなるので、黒レベルの変動に対して大きく影響を受けることになる。したがって、第４の実施の形態のデジタルカメラ１０は、画質劣化の条件が厳しい撮像素子の駆動周波数が遅い場合において、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【００８３】
図１３は、第４の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８４】
ＣＰＵ１６は、タイミングジェネレータ１４から出力されるＣＣＤ１３の駆動周波数がＣＭＨｚ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００８５】
ＣＣＤ１３の駆動周波数がＣＭＨｚ以下の場合は、ＣＰＵ１６は、アナログ信号処理部１５に対し、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択するように指令を出す（ステップＳ１）。ＣＭＨｚより速い場合は、引き続き通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用する。
【００８６】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、選択されたＴＧパターンに基づいて、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【００８７】
ＣＣＤ１３の駆動周波数は、低消電化等のために、本来の駆動クロックを分周することにより周波数を低減して使用することがある。本実施の形態のように、タイミングジェネレータ１４から出力されるＣＣＤ１３の駆動周波数に応じてＴＧパターンを選択することで、ＯＢ画素領域１３ｂの画素欠陥による画質劣化を軽減することが可能となる。
【００８８】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態のデジタルカメラ１０は、被写体輝度に応じてＴＧパターンを選択する。
【００８９】
図１４に示すように、被写体輝度が低いと露光信号量が少なくなり、黒レベルの変動が支配的になる。したがって、第５の実施の形態のデジタルカメラ１０は、画質劣化の条件が厳しい撮像被写体輝度が低い場合において、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【００９０】
図１５は、第５の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９１】
ＣＰＵ１６は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１から被写体の輝度情報を取得する（ステップＳ１４）。この取得した輝度が、Ｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００９２】
輝度がＤ以下の場合は、ＣＰＵ１６は、アナログ信号処理部１５に対し、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択するように指令を出す（ステップＳ１）。Ｄより高い場合は、引き続き通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用する。
【００９３】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、選択されたＴＧパターンに基づいて、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【００９４】
このように、被写体の輝度情報を取得し、輝度に応じてＴＧパターンを選択することで、ＯＢ画素領域１３ｂの画素欠陥による画質劣化を軽減することが可能となる。
【００９５】
＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態のデジタルカメラ１０は、被写体の解像度に応じてＴＧパターンを選択する。
【００９６】
図１６は、画像の垂直方向における画像の高周波成分を示す図である。露光信号の周波数成分を抜き出すと、解像度が高いほど高周波成分が大きくなる。解像度の低い平坦な被写体を撮影した場合、黒レベルの変動が横筋上のノイズとなり、画として目立ちやすくなる。したがって、第６の実施の形態のデジタルカメラ１０は、画質劣化の条件が厳しい被写体解像度が低い場合において、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【００９７】
図１７は、第６の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９８】
ＣＰＵ１６は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１から被写体の解像度情報を取得する（ステップＳ１６）。解像度情報は、図１６に示すように画像の垂直方向の解像度でもよいし、水平方向の解像度でもよいし、両方でもよい。この取得した解像度が、Ｅ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００９９】
解像度がＥ以下の場合は、ＣＰＵ１６は、アナログ信号処理部１５に対し、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択するように指令を出す（ステップＳ１）。Ｅより高い場合は、引き続き通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用する。
【０１００】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、選択されたＴＧパターンに基づいて、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【０１０１】
このように、被写体の解像度情報を取得し、解像度に応じてＴＧパターンを選択することで、ＯＢ画素領域１３ｂの画素欠陥による画質劣化を軽減することが可能となる。
【０１０２】
＜第７の実施の形態＞
第７の実施の形態のデジタルカメラ１０は、被写体のホワイトバランスゲインに応じてＴＧパターンを選択する。
【０１０３】
図１８（ａ）はＯＢ画素領域１３ｂに画素欠陥がない場合、図１８（ｂ）はＯＢ画素領域１３ｂに画素欠陥があり、黒レベルが変動した場合の、グレー被写体撮影時におけるＲＧＢ信号と黒レベルの関係を示した図であり、左側がホワイトバランスゲイン前、右側がホワイトバランスゲイン後の信号について示している。
【０１０４】
一般的な撮像素子で得られるグレー被写体のＲＧＢ信号はＧが最も大きく、Ｒ、Ｂは小さいためホワイトバランスを合わせるためには、小さいＲ、Ｂの信号をＧと同じレベルまでゲインで持ち上げる必要がある。そのため、Ｒ、Ｂの方がゲインが大きくなる。更に、被写体光源がタングステン等のようにＲ、Ｂどちらかの波長に偏った光源下においては、ホワイトバランスゲインもそれに応じてＢ、Ｒどちらかに偏ったゲインとなる。ＯＢ画素領域１３の画素欠陥により黒レベルが変動した場合、ホワイトバランスゲインが大きい色の信号は、ホワイトバランスゲイン後の信号の減少量も大きくなり、画としては黒沈みする部分に色がつき、より画質劣化が目立つことになる。したがって、第７の実施の形態のデジタルカメラ１０は、ホワイトバランスゲインのＲ、Ｂがあるゲインより大きい場合において、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択する。
【０１０５】
図１９は、第７の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０６】
ＣＰＵ１６は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１から被写体のホワイトバランスゲイン情報を取得する（ステップＳ１８）。この取得したホワイトバランスゲインについて、ＲのゲインがＦ以上、又はＢのゲインがＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【０１０７】
ＲのゲインがＦ以上、又はＢのゲインがＨ以上の場合は、ＣＰＵ１６は、アナログ信号処理部１５に対し、クランプ画素数の多いＴＧパターンを選択するように指令を出す（ステップＳ１）。ＲのゲインがＦ未満、かつＢのゲインがＨ未満の場合は、引き続き通常のクランプ画素数のＴＧパターンを使用する。
【０１０８】
その後、操作部１８のシャッタレリーズボタンが操作されると、選択されたＴＧパターンに基づいて、本撮影を開始する（ステップＳ２）。
【０１０９】
このように、被写体のホワイトバランスゲイン情報を取得し、ホワイトバランスゲインに応じてＴＧパターンを選択することで、ＯＢ画素領域１３ｂの画素欠陥による画質劣化を軽減することが可能となる。
【０１１０】
なお、本実施の形態においては、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部２１から被写体に応じたホワイトバランスゲイン情報を取得したが、ホワイトバランスゲインが固定の撮影モードにおいても同様の判定を行ってもよい。さらに、Ｇゲインも変動する場合は、Ｇゲインも同様に判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１は、本発明に係るデジタルカメラ１０の電気的構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、ＣＣＤ１３の概略図である。
【図３】図３は、水平ライン１３ｅと、この水平ラインに対するＴＧパターン１３ｆとの位置関係を示す図である。
【図４】図４は、垂直転送路に線キズがある場合の、各水平ラインのクランプ後の黒レベルを示す図である。
【図５】図５は、ＴＧパターンの違いによる画質劣化の違いを示す図である。
【図６】図６は、ＴＧパターンについて示す図である。
【図７】図７は、ＴＧパターンの違いによるクランプ後の黒レベルの違いを示す図である。
【図８】図８は、デジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は、ＣＣＤ１３の各ＩＳＯ感度における露光信号とクランプレベル（黒レベル）の割合を表した図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態に係るデジタルカメラ１０のブロック図である。
【図１２】図１２は、第３の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第４の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、被写体輝度と露光信号量の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、第５の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、画像の垂直方向における画像の高周波成分を示す図である。
【図１７】図１７は、第６の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、グレー被写体撮影時におけるＲＧＢ信号と黒レベルの関係を示した図である。
【図１９】図１９は、第７の実施の形態のデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…デジタルカメラ、１３…ＣＣＤ、１３ａ…感光画素領域、１３ｂ…ＯＢ画素領域、１３ｃ…水平転送路、１３ｄ…アンプ、１３ｅ…読み出し水平ライン、１３ｆ…ＴＧパターン、１３ｇ…線キズ、１３ｈ…サーミスタ、１４…タイミングジェネレータ、１５…アナログ信号処理部、１６…ＣＰＵ、１８…操作部、１９…画像信号処理部、２１…ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理部、２２…メモリ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2010034744.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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