(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部及びオプティカルブラック部を有する電子増倍型撮像素子を備える撮像装置における電子増倍率の測定方法であって、
予め設定された所定の電子増倍率で増倍画像を取得する第１工程と、
前記増倍画像において、前記受光部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する第２工程と、
前記増倍画像において、前記オプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する第３工程と、
前記第２及び前記第３工程で算出した前記輝度平均値及び前記輝度分散平均値を用いて、前記増倍画像の変換係数を算出する第４工程と、
前記第４工程で算出した前記変換係数、及び基準電子増倍率における変換係数の比から、前記増倍画像の電子増倍率を求める第５工程と、
を備えることを特徴とする電子増倍率の測定方法。
【請求項２】
前記第５工程で求めた前記電子増倍率が、予め設定された前記所定の電子増倍率となるように、電子増倍電圧を調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電子増倍率の測定方法。
【請求項３】
前記第５工程で求めた前記電子増倍率が、予め設定された前記所定の電子増倍率となるように、前記増倍画像の輝度値を補正する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電子増倍率の測定方法。
【請求項４】
前記第５工程で求めた前記電子増倍率を、該電子増倍率に応じた過剰雑音指数を用いて補正する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の電子増倍率の測定方法。
【請求項５】
前記第１工程では、互いに異なる時刻に撮像された第１及び第２増倍画像を前記増倍画像として取得し、
前記第２工程では、前記第１増倍画像と前記第２増倍画像との加算画像に基づいて、前記増倍画像における前記受光部に対応する画素の輝度平均値を算出すると共に、前記第１増倍画像と前記第２増倍画像との減算画像に基づいて、前記増倍画像における前記受光部に対応する画素の輝度分散平均値を算出し、
前記第３工程では、前記第１増倍画像と前記第２増倍画像との加算画像に基づいて、前記増倍画像における前記オプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値を算出すると共に、前記第１増倍画像と前記第２増倍画像との減算画像に基づいて、前記増倍画像における前記オプティカルブラック部に対応する画素の輝度分散平均値を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の電子増倍率の測定方法。
【請求項６】
受光部及びオプティカルブラック部を有する電子増倍型撮像素子を備える撮像装置であって、
予め設定された所定の電子増倍率で増倍画像を取得する画像取得部と、
前記増倍画像において、前記受光部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出すると共に、前記オプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する輝度算出部と、
前記輝度算出部が算出した前記輝度平均値及び前記輝度分散平均値を用いて、前記増倍画像の変換係数を算出する変換係数算出部と、
前記変換係数算出部が算出した前記変換係数、及び基準電子増倍率における変換係数の比から、前記増倍画像の電子増倍率を求める増倍率算出部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子増倍率の測定方法及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置として、電荷増倍手段を有するＣＭＤ（Charge  Multiplying  Detector）−ＣＣＤ撮像素子を備えたものが知られている。このような撮像装置では、当該装置の劣化等に起因して、ユーザが設定する増倍率と撮像された増倍画像における実際の増倍率との間にずれが生じる場合がある。そこで、このような撮像装置においては、ＣＭＤ−ＣＣＤ撮像素子の遮光領域に対応する画素で撮像されて増倍率１で増倍された第１の信号値を記憶し、さらに、該遮光領域に対応する画素で撮像されて所定の増倍率で増倍された第２の信号値を記憶した後、第２の信号値を第１の信号値で除することによって、実際の増倍率を算出する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような撮像装置においては、増倍率をリアルタイムで測定可能な増倍率の測定方法が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、電子増倍率をリアルタイムで測定可能な電子増倍率の測定方法及び撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子増倍率の測定方法は、受光部及びオプティカルブラック部を有する電子増倍型撮像素子を備える撮像装置における電子増倍率の測定方法であって、予め設定された所定の電子増倍率で増倍画像を取得する第１工程と、増倍画像において、受光部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する第２工程と、増倍画像において、オプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する第３工程と、第２及び第３工程で算出した輝度平均値及び輝度分散平均値を用いて、増倍画像の変換係数を算出する第４工程と、第４工程で算出した変換係数、及び基準電子増倍率における変換係数の比から、増倍画像の電子増倍率を求める第５工程と、を備えることを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、受光部及びオプティカルブラック部を有する電子増倍型撮像素子を備える撮像装置であって、予め設定された所定の電子増倍率で増倍画像を取得する画像取得部と、増倍画像において、受光部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出すると共に、オプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する輝度算出部と、輝度算出部が算出した輝度平均値及び輝度分散平均値を用いて、増倍画像の変換係数を算出する変換係数算出部と、変換係数算出部が算出した変換係数、及び基準電子増倍率における変換係数の比から、増倍画像の電子増倍率を求める増倍率算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この電子増倍率の測定方法及び撮像装置は、所定の電子増倍率で増倍画像を取得し、取得した増倍画像において、受光部とオプティカルブラック部とにそれぞれ対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出し、算出した輝度平均値及び輝度分散平均値を用いて増倍画像における変換係数を算出する。そして、算出した変換係数と基準増倍率における変換係数とを用いて、増倍画像の電子増倍率を求める。このように、この電子増倍率の測定方法及び撮像装置によれば、受光部とオプティカルブラック部にそれぞれ対応する同じ増倍率の画素を用いて、増倍画像の電子増倍率を求めるので、電子増倍率がリアルタイムで測定可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る電子増倍率の測定方法においては、第５工程で求めた電子増倍率が、予め設定された所定の電子増倍率となるように、電子増倍電圧を調整する工程をさらに備えることが好ましい。この電子増倍率の測定方法によれば、上述したように、電子増倍率がリアルタイムで測定可能となる。したがって、求められた電子増倍率が予め設定された所定の電子増倍率となるように電子増倍電圧を調整することで、電子増倍率がリアルタイムで調整可能となる。
【００１０】
また、本発明の電子増倍率の測定方法においては、第５工程で求めた電子増倍率が、予め設定された所定の電子増倍率となるように、増倍画像の輝度値を補正する工程をさらに備えることが好ましい。本発明の電子増倍率の測定方法によれば、上述したように、電子増倍率がリアルタイムで測定可能となる。したがって、求められた電子増倍率が予め設定された所定の電子増倍率となるように増倍画像の輝度値を補正することで、電子増倍率がリアルタイムで調整可能となる。
【００１１】
また、本発明の電子増倍率の測定方法においては、第５工程で求めた電子増倍率を、該電子増倍率に応じた過剰雑音指数を用いて補正する工程をさらに備えることが好ましい。この場合、求めた電子増倍率をこの電子増倍率に応じた過剰雑音指数を用いて補正するので、正確な電子増倍率を得ることができる。
【００１２】
さらに、本発明の電子増倍率の測定方法においては、第１工程では、互いに異なる時刻に撮像された第１及び第２増倍画像を増倍画像として取得し、第２工程では、第１増倍画像と第２増倍画像との加算画像に基づいて、増倍画像における受光部に対応する画素の輝度平均値を算出すると共に、第１増倍画像と第２増倍画像との減算画像に基づいて、増倍画像における受光部に対応する画素の輝度分散平均値を算出し、第３工程では、第１増倍画像と第２増倍画像との加算画像に基づいて、増倍画像におけるオプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値を算出すると共に、第１増倍画像と第２増倍画像との減算画像に基づいて、増倍画像におけるオプティカルブラック部に対応する画素の輝度分散平均値を算出する、ことが好ましい。この場合、増倍画像は、異なる時刻に撮像された２つの増倍画像（第１及び第２増倍画像）を含む。そして、この電子増倍率の測定方法では、増倍画像における受光部及びオプティカルブラック部に対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を、それぞれ２つの増倍画像に基づいて算出する。このため、正確な輝度平均値及び輝度分散平均値を得ることができる。特に、輝度分散平均値は、２つの増倍画像の減算画像に基づいて算出されるため、当該撮像装置のシェーディングの影響が軽減されて、正確な値となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電子増倍率をリアルタイムで測定可能な電子増倍率の測定方法及び撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る電子増倍型撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示された固体撮像素子の構成の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示されたＣＰＵの機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示された電子増倍型撮像装置における電子増倍率の測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】輝度平均値と輝度分散平均値との関係の一例を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は輝度平均値と輝度分散平均値との関係の一例を示すグラフであり、図６（ｂ）は電子増倍率と過剰雑音指数との関係の一例を示すグラフである。
【図７】電子増倍率と過剰雑音指数とを対応付ける表の一例である。
【図８】本実施形態に係る電子増倍率の測定方法の別の手順の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１に示されるように、電子増倍型撮像装置１は、電子増倍型の固体撮像素子（電子増倍型撮像素子）１０を備えている。この固体撮像素子１０は、アレイ状に配列された複数の画素を有し、その各画素において光入射量に応じて生成された電荷信号を出力すると共に、電荷信号を増倍する電子増倍部を有して構成されている。
【００１７】
図２に示されるように、固体撮像素子１０は、垂直シフトレジスタからなる撮像部１０１及び蓄積部１０２と、水平シフトレジスタ１０３と、を有するＦＴ（フレームトランスファー）型ＣＣＤとして構成されている。撮像部１０１は、入射光像による画像の取得に用いられるイメージ部（受光部）１０１ａと、所定の遮光部材により遮光されており、光入射の無い部分の輝度のリファレンスとして用いられるオプティカルブラック（ＯＰＢ）部１０１ｂと、を含む。本実施形態では、イメージ部１０１ａは撮像部１０１の中央に配置されており、ＯＰＢ部１０１ｂはイメージ部１０１ａの縁に沿って配置されている。このような撮像部１０１は、単位画素１００が２次元アレイ状に配列された構造となっている。
【００１８】
蓄積部１０２は、撮像部１０１と同様に、単位画素が２次元アレイ状に配列された構造となっている。また、蓄積部１０２は、撮像部１０１と水平シフトレジスタ１０３との間に設けられている。このような蓄積部１０２は、不透明な金属などによってマスクされて光像の検出には用いられず、撮像部１０１の各単位画素１００で生成された電荷信号の蓄積や、水平シフトレジスタ１０３への当該電荷信号の転送に用いられる。
【００１９】
このような構成を有する固体撮像素子１０では、まず、撮像部１０１に対して光像が入射されると、複数の画素１００のそれぞれにおいて入射光に応じた電荷信号が生成されることにより画像の取得が行われる。次に、撮像部１０１の各画素１００で生成された電荷信号が蓄積部１０２に蓄積される。続いて、出力レジスタである水平シフトレジスタ１０３による電荷信号の読み出しが行われる。
【００２０】
固体撮像素子１０は、水平シフトレジスタ１０３に加えて、電子増倍機能を有する電子増倍部である増倍レジスタ１０５が設けられている。これにより、この固体撮像素子１０は、増倍レジスタ１０５に通常よりも高い電圧を電子増倍電圧として印加しつつ電荷信号を転送することで、電荷信号を所定の電子増倍率で増倍することが可能な電子増倍型ＣＣＤ（ＥＭ−ＣＣＤ）の構成となっている。このような構成では、撮像部１０１の各画素１００から水平シフトレジスタ１０３へと転送された電荷信号が、さらに接続レジスタ１０４を介して増倍レジスタ１０５に転送されることにより所定の電子増倍率で増倍され、得られた増倍電荷信号が出力端１０６から画像データとして出力される。
【００２１】
ここで、図１に示されるように、電子増倍型撮像装置１は、冷却器１２と放熱器１４とをさらに備えている。冷却器１２は、暗電流ノイズ等を低減すべく、固体撮像素子１０を所定温度まで冷却された状態に保持する。放熱器１４は、冷却器１２の放熱側に接続されており、ファンによる対流、あるいは水の循環などによって放熱を行う。なお、冷却器１２と固体撮像素子１０とは、真空封じきり管１１内に封入された構成とされている。
【００２２】
また、電子増倍型撮像装置１は、アナログ信号処理部１６と、Ａ／Ｄ変換部１８と、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）部２０と、ビデオ信号変換部２２とをさらに備えている。アナログ信号処理部１６は、固体撮像素子１０から出力されるアナログの電荷信号に対して必要な信号処理を行う。アナログ信号処理部１６で行われる信号処理は、例えば、固体撮像素子１０から出力されたアナログビデオ信号（電荷信号）を直流再生すると共に、後段でのＡ／Ｄ変換に適した振幅となるようにアナログビデオ信号を増幅する、といった処理である。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換部１８は、アナログ信号処理部１６から出力されたアナログビデオ信号をデジタルビデオ信号に変換して後段のＤＳＰ部２０へ出力する。ＤＳＰ部２０は、Ａ／Ｄ変換部１８から出力されたデジタルビデオ信号に信号処理を施し、後段のビデオ信号変換部２２へ出力する。ビデオ信号変換部２２は、ＤＳＰ部２０から出力される画像データであるデジタルビデオ信号に対して水平、垂直のビデオ同期信号を付加し、電子増倍型撮像装置１から外部へと出力される出力信号としてのデジタルビデオ信号を生成する。
【００２４】
電子増倍型撮像装置１は、ＣＰＵ２４と、タイミング制御部２６と、固体撮像素子駆動部２８とをさらに備えている。ＣＰＵ２４は、撮像制御処理を実行するＣＰＵであり、ＤＳＰ部２０やタイミング制御部２６や固体撮像素子駆動部２８等の電子増倍型撮像装置１の各部の動作を制御する。
【００２５】
また、ＣＰＵ２４は、機能的には、図３に示されるように、画像取得部２４ａ、輝度算出部２４ｂ、変換係数算出部２４ｃ、増倍率算出部２４ｄ及び補正部２４ｅを有している。ＣＰＵ２４は、画像取得部２４ａ〜補正部２４ｅが所定の演算を行うことにより、後述する電子増倍率の測定方法の各処理を実行する。
【００２６】
タイミング制御部２６は、固体撮像素子１０やＡ／Ｄ変換部１８等の動作に必要なタイミング信号を生成して出力する。固体撮像素子駆動部２８は、タイミング制御部２６からのタイミング信号やＣＰＵ２４からの指示信号等を参照して、撮像部１０１、蓄積部１０２、及び各レジスタ１０３〜１０５での電荷転送の制御や、増倍レジスタ１０５に対する電子増倍電圧の条件の制御等を行う。なお、電子増倍型撮像装置１の各部の動作に必要な電圧は、電源部３０から供給される。
【００２７】
次に、図４を参照して、電子増倍型撮像装置１における電子増倍率の測定方法について説明する。当該測定方法は、ＣＰＵ２４が電子増倍型撮像装置１の各部を適宜制御すると共に画像取得部２４ａ〜補正部２４ｅが所定の演算を行うことで実行される。
【００２８】
先ず、画像取得部２４ａが、予め設定された所定の電子増倍率で増倍画像を取得する（第１工程Ｓ１）。具体的には、予め設定された所定の電子増倍率で固体撮像素子１０により生成された増倍電荷信号を、アナログ信号処理部１６で信号処理した後にＡ／Ｄ変換部１８でデジタル信号に変換し、増倍画像としてＤＳＰ部２０のメモリに記憶する。
【００２９】
続いて、輝度算出部２４ｂが、第１工程Ｓ１で取得（記憶）された増倍画像において、イメージ部１０１ａに対応する画素の輝度平均値（平均出力カウント数）及び輝度分散平均値（平均出力カウント数の分散）を算出する（第２工程Ｓ２）。ここで、増倍画像においてイメージ部１０１ａに対応する画素とは、増倍画像の一部を構成する画素であって、固体撮像素子１０のイメージ部１０１ａの各画素１００からの電荷信号に対応する画素である。
【００３０】
続いて、輝度算出部２４ｂが、同じく第１工程Ｓ１で取得された増倍画像において、ＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出する（第３工程Ｓ３）。ここで、増倍画像においてＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素とは、増倍画像の一部を構成する画素であって、固体撮像素子１０のＯＰＢ部１０１ｂの各画素１００からの電荷信号に対応する画素である。
【００３１】
続いて、変換係数算出部２４ｃが、第２工程Ｓ２及び第３工程Ｓ３で算出された輝度平均値及び輝度分散平均値を用いて、第１工程Ｓ１で取得された増倍画像の変換係数を算出する（第４工程Ｓ４）。ここで、変換係数とは、１の出力カウントが何フォトエレクトロンに相当するかを示す係数であり、次のようにして求めることができる。
【００３２】
輝度分散平均値は、下式に示されるように、輝度平均値の一次関数として表されることが知られている。
【数１】
0005551510.tif 000002
【００３３】
ここで、Ｖ（Ｉ）は輝度分散平均値、ＣＦは変換係数、Ｉは輝度平均値、ｒは読み出しノイズである。上式によれば、輝度分散平均値Ｖ（Ｉ）の傾き（輝度平均値Ｉの係数）が、変換係数ＣＦの逆数となっている。図５は、一例として複数の画像における輝度平均値と輝度分散平均値とをプロットした図である。図５において、各点を結んだ直線Ｌが、概ね上式の輝度分散平均値Ｖ（Ｉ）である。
【００３４】
したがって、この直線Ｌの傾きを求めて逆数をとれば、変換係数が求められる。そして、この直線Ｌの傾きは、互いに輝度の異なる２つの増倍画像（或いは画素）の輝度平均値及び輝度分散平均値から求められる。つまり、イメージ部１０１ａに対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値をそれぞれＩａ及びＶａとし、ＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値をそれぞれＩｂ及びＶｂとすると、下式により変換係数ＣＦが求められる。
【数２】
0005551510.tif 000003
【００３５】
続いて、増倍率算出部２４ｄが、上記のようにして第４工程Ｓ４で算出された変換係数と、予め保持している基準電子増倍率（例えば１倍）における変換係数とを用いて、第１工程Ｓ１で取得された増倍画像の正味の電子増倍率（即ち固体撮像素子１０による正味の電子増倍率）を算出する（第５工程Ｓ５）。この正味の電子増倍率は、本発明者らの知見によれば、下式により求めることができる。
【数３】
0005551510.tif 000004
【００３６】
ここで、上式の正味の電子増倍率における変換係数とは、第４工程Ｓ４で算出された変換係数である。以上の工程により、予め設定した所定の電子増倍率で取得された増倍画像の実際の電子増倍率が求められる。なお、求められた電子増倍率は、リアルタイムで数値として出力してもよいし、画像データと共に出力してもよい。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態に係る電子増倍率の測定方法では、予め設定された所定の電子増倍率で増倍画像を取得し、取得した増倍画像において、イメージ部１０１ａとＯＰＢ部１０１ｂとにそれぞれ対応する画素の輝度平均値及び輝度分散平均値を算出し、算出した輝度平均値及び輝度分散平均値を用いて増倍画像における変換係数を算出する。そして、算出した変換係数と基準増倍率における変換係数とを用いて、増倍画像の電子増倍率を求める。このように、この電子増倍率の測定方法によれば（即ち電子増倍型撮像装置１によれば）、イメージ部１０１ａとＯＰＢ部１０１ｂとにそれぞれ対応する同じ増倍率の画素を用いて、増倍画像の電子増倍率を求めるので、電子増倍率がリアルタイムで測定可能となる。
【００３８】
なお、所定の電子増倍率において、輝度の異なる２つの増倍画像を取得し、それぞれの輝度平均値及び輝度分散平均値を算出することで、上記のように変換係数を求めて電子増倍率を求めることもできる。この場合、２つの増倍画像のうちの一方の増倍画像を、シャッタやキャップ等により遮光して取得されるダーク画像としてもよい。しかしながら、本実施形態に係る電子増倍率の測定方法では、このダーク画像として、ＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素を利用することにより、シャッタやキャップ等により遮光してダーク画像を取得する必要が無くなると共に、イメージ部１０１ａに対応する画素を併せて利用することにより、１つの増倍画像を基にして電子増倍率を求めることができるため、効率的である。
【００３９】
ここで、輝度平均値と輝度分散平均値と間の直線性は、輝度平均値が大きくなるにつれて、図６（ａ）に示されるように悪くなる。したがって、予め直線性が悪い輝度平均値を測定し、直線性が悪い輝度平均値では電子増倍率を求めないように、最大輝度平均値を設定しておくことが好ましい。この場合、直線性が悪い最大輝度平均値を超えた輝度平均値で電子増倍率を求めることが防止されるので、電子増倍率を正確に求めることが可能となる。
【００４０】
また、より正確な電子増倍率を求めるためには、過剰雑音指数（エクセスノイズファクター：excess noise factor）を考慮する必要がある。なお、過剰雑音指数とは、電子を増倍する上で発生する増倍揺らぎを示すものである。このような過剰雑音指数は、電子増倍率の変化に伴って変化することが知られている（例えば「PhotonTransfer Methods and Results For Electron Multiplication CCDs, Proceedings ofSPIE Vol.5558,P248-P259」参照）。電子増倍率の変化に伴う過剰雑音指数の変化の一例を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）によれば、過剰雑音指数は、電子増倍率が１倍では１．０であるが、電子増倍率が上昇するに伴って上昇し、電子増倍率が１０倍以上ではほぼ１．４となる。
【００４１】
そこで、本実施形態に係る電子増倍率の測定方法は、第５工程Ｓ５の後工程として、補正部２４ｅが、第５工程Ｓ５で求められた電子増倍率を、この電子増倍率に応じた過剰雑音指数で補正する工程をさらに備えることが好ましい。この場合、第５工程Ｓ５で求められた電子増倍率を、その電子増倍率に応じた過剰雑音指数で除することによって、補正後の電子増倍率を求めることができる。このような補正を行うことにより、第１工程Ｓ１で取得された増倍画像の実際の電子増倍率を正確に求めることができる。なお、図７に示されるような、電子増倍率と過剰雑音指数とを対応付けたテーブルを予め保持し、それを参照して当該補正を行うことで、より効率的に電子増倍率を補正できる。
【００４２】
また、本実施形態に係る電子増倍率の測定方法においては、第１工程Ｓ１で、図８に示されるように、画像取得部２４ａが、互いに異なる（可能ならば連続した）時刻に撮像された第１増倍画像（例えば１フレーム前の画像）Ａ及び第２増倍画像（例えば現在の画像）Ｂを増倍画像ＡＢとして取得することができる。このとき、画像取得部２４ａは、第１増倍画像Ａと第２増倍画像Ｂとの加算画像Ｃを生成してＤＳＰ部２０のメモリに記憶すると共に、第１増倍画像Ａと第２増倍画像Ｂとの減算画像Ｄを生成してＤＳＰ部２０のメモリに記憶する。なお、第１増倍画像Ａ及び第２増倍画像Ｂは、同一の電子増倍率及び光量で撮像されたものである。また、第１増倍画像Ａ、第２増倍画像Ｂ、加算画像Ｃ及び減算画像Ｄは、それぞれ、イメージ部１０１ａに対応する画素の領域１０２ａと、ＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の領域１０２ｂと、を含む。
【００４３】
この場合、第２工程Ｓ２以降の各工程は以下のようになる。先ず、第２工程Ｓ２では、輝度算出部２４ｂが、加算画像Ｃに基づいて、増倍画像ＡＢのイメージ部１０１ａに対応する画素の（即ち領域１０２ａの）輝度平均値を算出すると共に、減算画像Ｄに基づいて、増倍画像ＡＢのイメージ部１０１ａに対応する画素の輝度分散平均値を算出する。具体的には、輝度算出部２４ｂは、加算画像Ｃのイメージ部１０１ａに対応する画素の輝度平均値を算出し、それを２で割って得られる値を、増倍画像ＡＢのイメージ部１０１ａに対応する画素の輝度平均値Ｉａとする。また、輝度算出部２４ｂは、減算画像Ｄのイメージ部１０１ａに対応する画素の輝度分散平均値を算出し、それを２で割って得られる値を、増倍画像ＡＢのイメージ部１０１ａに対応する画素の輝度分散平均値Ｖａとする。
【００４４】
続いて、第３工程Ｓ３では、輝度算出部２４ｂが、加算画像Ｃに基づいて、増倍画像ＡＢのＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の（即ち領域１０２ｂの）輝度平均を算出すると共に、減算画像Ｄに基づいて、増倍画像ＡＢのＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度分散平均を算出する。具体的には、輝度算出部２４ｂは、加算画像ＣのＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度平均値を算出し、それを２で割って得られる値を、増倍画像ＡＢのＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度平均値Ｉｂとする。また、輝度算出部２４ｂは、減算画像ＤのＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度分散平均値を算出し、それを２で割って得られる値を、増倍画像ＡＢのＯＰＢ部１０１ｂに対応する画素の輝度分散平均値Ｖｂとする。
【００４５】
そして、上記のようにして算出された輝度平均値Ｉａ，Ｉｂ及び輝度分散平均値Ｖａ，Ｖｂを用いて変換係数算出部２４ｃが変換係数ＣＦを算出し（第４工程Ｓ４）、増倍率算出部２４ｄが増倍画像ＡＢの正味の電子増倍率を算出する（第５工程Ｓ５）。
【００４６】
このように、第１工程Ｓ１で第１増倍画像Ａ及び第２増倍画像Ｂの２つの増倍画像を取得し、第２工程Ｓ２及び第３工程Ｓ３でこれらの増倍画像の加算及び減算画像を利用することによって、増倍画像ＡＢの正確な輝度平均値及び輝度分散平均値を得ることができる。特に、輝度分散平均値は、２つの画像の減算画像に基づいて算出されるため、被写体やレンズや電子増倍型撮像装置１等のシェーディングの影響が排除されて、正確な値となる。また、仮に、イメージ部１０１ａに入射される光の量が不均一な場合でも、正確な電子増倍率を求めることが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態に係る電子増倍率の測定方法は、第５工程の後工程として、第５工程Ｓ５で求められた電子増倍率が予め設定された所定の電子増倍率と異なる場合に（即ち、実際の電子増倍率と設定された電子増倍率とが異なる場合に）、第５工程Ｓ５で求められた電子増倍率が予め設定された所定の電子増倍率となるように、補正部２４ｅが電子増倍電圧を調整する工程を備えることができる。
【００４８】
或いは、本実施形態に係る電子増倍率の測定方法は、第５工程の後工程として、第５工程Ｓ５で求められた電子増倍率が予め設定された所定の電子増倍率と異なる場合、第５工程Ｓ５で求められた電子増倍率が予め設定された所定の電子増倍率となるように、補正部２４ｅが増倍画像の輝度値を補正する工程を備えることができる。
【００４９】
これらの工程を備える場合、上述した第１工程Ｓ１〜第５工程Ｓ５により電子増倍率がリアルタイムで測定可能であることから、電子増倍率がリアルタイムで調整可能となる。
【００５０】
なお、上記実施形態における各画像の記憶は、ＤＳＰ部２０のメモリに限らず、例えば、電子増倍型撮像装置１に接続されたＨＤＤ等の外部記憶装置で行われてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…電子増倍型撮像装置、１０…固体撮像素子、２４ａ…画像取得部、２４ｂ…輝度算出部、２４ｃ…変換係数算出部、２４ｄ…増倍率算出部、１０１ａ…イメージ部、１０１ｂ…ＯＰＢ部。
【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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