(57)【要約】【課題】条件変更後のＯＢレベルを取得することなく（時間短縮）、信号処理回路での色信号処理を黒レベルがずれることなく行えるようにすること。【解決手段】被写体を撮像素子上に光学的に結像する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号に対して、所定ゲイン或は可変ゲインで増幅する増幅手段と、前記電気信号の中から画像の黒基準となる光学的黒レベルを抽出する手段を持ち、該黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する信号処理部と、を備え、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベル積分値を用いて、新たに読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正することを特徴とする。【選択図】図３
2006074559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像素子上に光学的に結像する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号に対して、所定ゲインあるいは可変ゲインで増幅する増幅手段と、前記電気信号の中から画像の黒基準となる光学的黒レベルを抽出する手段を持ち、該黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する信号処理部と、を備え、
前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベルを用いて、新たに読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベルを用いて、前記増幅器の増幅度が変化した後に読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
新たに読み出された画像信号の光学的黒レベルは、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベルの、光学的黒レベル目標値に対する光学的黒レベル誤差を求め、前記黒レベル目標値と、前記光学的黒レベル誤差を前記変化増幅度倍したものと、の加算結果とすることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体を撮像素子上に光学的に結像する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号に対して、所定ゲインあるいは可変ゲインで増幅する増幅手段と、前記電気信号の中から画像の黒基準となる光学的黒レベルを抽出する手段を持ち、該黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する信号処理部と、各種パラメータ等を保持するメモリと、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベルを用いて、新たに読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する手段、とを備え、
前記黒レベル補正手段に加え、第１の手段として、新たに読み出された画像信号に対して、前記メモリが保持する、前記増幅器の増幅度毎の光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する、第２の手段として、新たに読み出された画像信号に対して、前記信号処理部は黒レベルを少なくとも１度再取得し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する、第３の手段として、新たに読み出された画像信号に対して、前記信号処理部は事前に取得した光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する、上記３つの手段のうち少なくとも何れかの手段を持ち、所定の条件に応じて黒レベル補正手段を切り換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮像装置は温度検出手段を有し、所定の温度に基づき、前記信号処理部の光学的黒レベル補正手段を切り換えることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置の電源スイッチを有し、電源スイッチ押下後の所定の時間に基づき、前記信号処理部の光学的黒レベル補正手段を切り換えることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連した従来の技術のうち、似た構成を持つものとして、特許文献１を用いて説明する。その前に光学的黒基準を一定の黒レベルに保とうとするクランプ動作について説明する。
【０００３】
デジタルスチルカメラを例に挙げる。ＣＣＤ等の撮像素子は被写体を画像として出力する際に、遮光されて光が当たらない部分を画像信号の光学的黒基準として用いている。この基準のことをＯＢ（オプティカルブラック）と呼ぶ。
【０００４】
図１にクランプ回路の一例を挙げる。
【０００５】
図１において、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子１０１があり、この撮像素子１０１から出力される撮像信号が、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路と呼ばれる回路１０２に入力されてリセットノイズが除去された後に、オフセット加算回路１０３に入力されて所定のオフセット電圧が加算されて、そのオフセット加算出力が可変増幅器１０４に入力される。又、ＣＤＳ回路１０２は、１０６より入力された所定の基準電圧ＶＲＥＦによって撮像信号のフィードスルー部の基準とするＣＤＳ回路を成しており、同様に、可変増幅器１０４は、基準電圧ＶＲＥＦを撮像信号の直流増幅の基準とする直流増幅器を構成している。
【０００６】
可変増幅器１０４からの増幅出力信号は、一方で、画像処理・記録・表示回路１０８に入力されるとともに、他方で、サンプルホールド回路１０７に入力され、１０９より入力されたＯＢ画素の読み出しタイミングに同期するＯＢクランプパルスによって、サンプルホールドされたＯＢレベルが積分アンプ１０５に入力される。積分アンプ１０５は、コンデンサ１０５ｂ、抵抗１０５ｃにより所定の積分時定数を成しており、前記サンプルホールドされたＯＢレベルと、１０６より入力される所定の基準電圧ＶＲＥＦとの差分電圧（クランプ誤差電圧）が前記積分時定数にて積分されるとともに、その出力（電圧ＶＲＥＦからのずれ量）が、オフセット加算回路１０３に入力されて減算されるネガティブフィードバック制御の構成になっている。
【０００７】
このような構成を採ることで、常に前記基準電圧ＶＲＥＦに近い直流電圧に保たれるので、クランプ動作は精度良く働く筈であるが、実際には、撮像素子１０１のフィードスルー成分と信号成分との差成分（ＣＣＤオフセット）及び撮像素子の温度に依存する暗電流成分が重畳されてオフセット誤差を有している（通常、数ミリ〜数十ミリボルト）。このオフセット誤差は、撮像素子ごとにばらつき、又、温度により変動する。そして、このオフセット誤差が可変増幅器１０４によって増幅されて最終的に、撮像信号の黒レベル変動として出力される。
【０００８】
以上のように、クランプ動作は、温度、ゲインにより、理想的な目標電圧値よりずれてしまう。ここで、特許文献１のシステムについて述べる。図２に前記特許の代表図を挙げる。尚、前記特許では、Ｒ，Ｇ，Ｂ各チャネルに対して、図２の構成を採っているが、ここでは１チャンネル分に再構成している。
【０００９】
前記特許の効果として、温度変化／利得変化に対する黒レベル変動を抑制できるとしている。ＣＣＤ等の固体撮像素子２０１により光電変換された電気信号がＣＤＳ２０２で所定の間隔でサンプル・ホールドされる。この時点でＣＣＤオフセット及び撮像素子の温度に依存する暗電流成分が重畳され、オフセット誤差を有している。オプティカルブラッククランプ回路２０３で、最初の黒レベル補正を行う。ここでの補正は粗調的なものである。黒レベル検出回路２０６により、基準電圧ＶＲＥＦに対して撮像素子の黒レベル誤差方向を判定し、この誤差をフィードバックすることで微調的な黒レベル補正を行っている。黒レベルを２段階構成で補正するのは、前段で粗くクランプすることで、後段の黒レベル検出回路２０６の可変範囲を必要十分な範囲に制限して精度を上げているとしている。
【００１０】
上記構成により、ハイゲイン時の黒レベル及び黒バランスの安定性が保たれ、温度変化／利得変化に対する黒レベル変動を抑制できるとしている。
【００１１】
特許文献１と本特許の間での大きな相違点に時間軸というキーワードが挙げられる。本特許は今後、ゲイン等変更されたときのＯＢレベルを現在のＯＢレベルより精度良く求めることで、条件変更後のＯＢレベルを取得することなく（時間短縮）、信号処理回路での色信号処理を黒レベルがずれることなく行えるようにすることを目的としている。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１２７８２３号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
背景技術の項で述べたが、特許文献１と本特許の間での大きな相違点に時間軸というキーワードが挙げられる。本発明の目的は今後、ゲイン等変更されたときのＯＢレベルを現時点で精度良く求めることで、条件変更後のＯＢレベルを取得することなく（時間短縮）、信号処理回路での色信号処理を黒レベルがずれることなく行えるようにすることである。この点で、特許文献１を直接改善することとは意味合いが違ってくる。特許文献１と共通の概念は、温度／ゲイン変化に伴うＯＢレベル変動を吸収できる補正システムという点である。
【００１４】
そこで、本発明の効果に関し、効果が分かり易い例を挙げ説明する。
【００１５】
但し、以下に挙げる例はあくまで本発明の核となる部分に対しての問題点を挙げるために述べるのであって、全てを否定するためのものではない。現に実施例の中では以下の例を併用する構成を採っている。この点を踏まえて以下に説明する。
【００１６】
図３は固体撮像素子を用いたデジタルカメラの撮像信号処理系と感度・露光制御系の構成を示すブロック図である。
【００１７】
３０１は被写体を像面に結像するためのレンズ、３０２はレンズからの像面光量を制御するための絞り、３０３はレンズからの光の像面への入射を必要時間のみ照射するためのメカニカルシャッター、３０４は結像された光の像を電気的な信号に変換するための固体撮像素子で、ここではＣＣＤとする。３０５はＣＣＤを駆動するために必要な振幅パルスを供給する撮像素子駆動回路、３０６はＣＣＤ出力を相関二重サンプリングするＣＤＳ回路である。３０７はＣＤＳ回路の出力信号を増幅するためのＰＧＡ回路である。３０８はＯＢ電圧値を基準の電圧にクランプするためのクランプ回路、３０９はクランプ回路から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路である。
【００１８】
３１０は映像処理回路であり、デジタル信号に変換された撮像信号を輝度と色の映像信号に処理する映像信号処理回路３１１、入力されるＣＣＤ信号のレベルから測光量を測定する測光回路３１２、又、図示されていないが、入力されるＣＣＤ信号から被写体の色温度を測定して上記映像信号処理回路のホワイトバランスに必要な情報を引き出すＷＢ回路等により構成される。３１３はカメラ各部の回路に必要なタイミングパルスを発生させるタイミングパルス発生回路である。３１４はカメラを制御するＣＰＵで、上記の測光回路の情報に基づき、感度、露光を制御すべく、上記のＰＧＡ回路のゲインを変える命令を出したり、露光制御回路３１６に露出をどのようにするかの命令を出したりする機能等を有する。
【００１９】
３１７は電源スイッチであり、３１８，３１９はシャッタースイッチであり、通常、このスイッチは２段階になっており、半押し状態で検出されるスイッチをＳ１（３１８）、最後まで押したところで検知されるスイッチをＳ２（３１９）とする。Ｓ１まで押された段階で、カメラはピントの追い込みと本露光時のシャッター秒時と絞り開口を決める。露光条件はＳ１が押された時点でのファインダー駆動時のＣＣＤ出力から判断される。Ｓ２が押されると本露光撮影がされるが、そのときの露光条件はＳ１押し時点で決定された絞り値とシャッター秒時で決まり、絞り値はメカニカル絞りの絞り開口径、シャッター秒時は、ＣＣＤの電子シャッターパルスを露光開始時間とし、メカニカルシャッター閉で終了するシャッター秒時とによって決定される。３２１はデジタルカメラの各種設定情報、又は演算等に使用するメモリである。
【００２０】
図４（ａ）は第１の例を示すフローチャートである。
【００２１】
デジタルカメラのモードとして、ＥＶＦモードの状態とする（４１１）。ＥＶＦモードとはビデオスルー表示の状態であり、図示してはいないが液晶ファインダー等でユーザが被写体に対する画角を合わせる状態である。
【００２２】
レンズ３０１から入射された光は上述のＣＣＤ３０４、ＣＤＳ回路３０６、ＰＧＡ回路３０７、ＡＤ変換回路３０９を通り、映像処理回路３１０で、そのときの温度におけるＯＢ積分値を図５（ａ）のように垂直同期信号ＶＤに合わせて求めていく（４１２）。タイミングパルス発生回路３１３は、ＡＤ変換回路３０９により出力されたデータがＣＣＤの垂直・水平方向画素配置と同期が取れるよう垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号ＨＤを出力している。
【００２３】
ここで、ユーザがＳ１を押すと、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行う（４１３）。
【００２４】
具体的には、測光回路３１２入力されるＣＣＤ信号のレベルから測光量を測定し、露光制御回路３１６が適正露出になるよう命令を出す。このとき、或るゲインが入射光量に対し必要であると判断されたとき、ゲイン条件変化後のＯＢレベルは、Ｓ１押下直前のＯＢ積分値を用いるものとする（４１４）。映像処理回路３１０ではこの値を黒基準としてＥＶＦモード時の画像処理を行う。
【００２５】
このときの問題点として、Ｓ１押下直前のＯＢ積分値を用いているので温度変化に対しては追従できているが、ゲイン条件に対しては何も考慮していないことになってしまう。よって、Ｓ１押下後のゲインが大きく変化してしまった場合、ＯＢレベル誤差が大きくなり黒レベルがずれることになる。図４（ｂ）は第２の例を示すフローチャートである。
【００２６】
第２の例で第１の例と異なる点はＳ１押下後のＯＢレベルをどのように求めるかという点であるので第１の例と重なる部分は省略する。
【００２７】
デジタルカメラのモードとして、ＥＶＦモードの状態とする（４２１）。現在のゲインをデジタルカメラで一般的に用いられるＩＳＯ感度で表し、この値がＩＳＯ５０であったとする。ユーザがＳ１を押し、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行ったとき、３段ゲインアップのＩＳＯ４００のゲインが必要になったとする（４２２）。そして、ゲイン条件変化後のＯＢレベルに、ＩＳＯ感度毎のテーブル値を用いる（４２３）。このテーブル値はメモリ（３２１）が保持し、図５（ｂ）に示すように各ＩＳＯ感度毎のＯＢ値を持っている。映像処理回路３１０ではこの値を黒基準としてＥＶＦモード時の画像処理を行う。
【００２８】
このときの問題点として、ＩＳＯ感度毎のＯＢ積分値を用いているのでゲイン変化に対しては追従できているが、温度条件に対しては何も考慮していないことになってしまう。よって、Ｓ１押下後の温度が大きく変化してしまった場合、ＯＢレベル誤差が大きくなり黒レベルがずれることになる。
【００２９】
図４（ｃ）は第３の例を示すフローチャートである。
【００３０】
第３の例で第１，２の例と異なる点はＳ１押下後のＯＢレベルをどのように求めるかという点であるので第１，２の例と重なる部分は省略する。
【００３１】
デジタルカメラのモードとして、ＥＶＦモードの状態とする（４３１）。現在のゲインがＩＳＯ５０であったとする。ユーザがＳ１を押し、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行ったとき、３段ゲインアップのＩＳＯ４００のゲインが必要になったとする（４３２）。そして、ゲイン条件変化後のＯＢレベルに、図５（ｃ）に示すようにＳ１押下後ＯＢ積分値を求める。映像処理回路３１０ではこの値を黒基準としてＥＶＦモード時の画像処理を行う。
【００３２】
このときの問題点として、Ｓ１押下後のＩＳＯ感度のＯＢ積分値を取得しているので温度・ゲイン変化に対しては追従できている。但し、Ｓ１押下後ＯＢ積分値を取得した値を用いることができるのは次のフィールド以降になってしまい、１フィールド目のＯＢレベルについては何もケアされないことにしまう。又、ＯＢ積分値を再取得するので映像処理回路３１０での処理時間が掛かることになる。
【００３３】
以上のような３点の例に対し、本発明では、ゲイン、温度によりＯＢレベルが変化するシステムに対し、露光制御時にＯＢレベルを取得することなく、そのときの温度、適正ゲインを考慮したＯＢレベルを予測し、この値を用いて補正することで、精度良く黒バランスが保たれ、又、時間が短縮されることでレリーズタイムラグを縮めることができる。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記で述べた課題を解決するための手段について以下に述べる。
【００３５】
請求項１記載の本発明は、被写体を撮像素子上に光学的に結像する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号に対して、所定ゲイン或は可変ゲインで増幅する増幅手段と、前記電気信号の中から画像の黒基準となる光学的黒レベルを抽出する手段を持ち、該黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する信号処理部と、を備え、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベル積分値を用いて、新たに読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置に関するものである。
【００３６】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の撮像装置において、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベル積分値を用いて、前記増幅器の増幅度が変化した後に読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正することを特徴とする撮像装置に関するものである。
【００３７】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は２記載の撮像装置において、新たに読み出された画像信号の光学的黒レベルは、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベル積分値の、光学的黒レベル目標値に対する光学的黒レベル誤差を求め、前記黒レベル目標値と、前記光学的黒レベル誤差を前記変化増幅度倍したものとの加算結果とすることを特徴とする撮像装置に関するものである。
【００３８】
請求項４記載の本発明は、被写体を撮像素子上に光学的に結像する結像手段と、前記被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子による光電変換後の電気信号に対して、所定ゲイン或は可変ゲインで増幅する増幅手段と、前記電気信号の中から画像の黒基準となる光学的黒レベルを抽出する手段を持ち、該黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する信号処理部と、各種パラメータ等を保持するメモリと、前記信号処理部が事前に取得した光学的黒レベルを用いて、新たに読み出された画像信号に対して適切な光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する手段、とを備え、前記黒レベル補正手段に加え、第１の手段として、新たに読み出された画像信号に対して、前記メモリが保持する、前記増幅器の増幅度毎の光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する、第２の手段として、新たに読み出された画像信号に対して、前記信号処理部は黒レベルを少なくとも１度再取得し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する、第３の手段として、新たに読み出された画像信号に対して、前記信号処理部は事前に取得した光学的黒レベルを提供し、該光学的黒レベルに基づき画像の黒レベルを補正する、上記３つの手段のうち少なくとも何れかの手段を持ち、所定の条件に応じて黒レベル補正手段を切り換えることを特徴とする撮像装置に関するものである。
【００３９】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の撮像装置において、前記撮像装置は温度検出手段を有し、所定の温度に基づき、前記信号処理部の光学的黒レベル補正手段を切り換えることを特徴とする撮像装置に関するものである。
【００４０】
請求項６記載の本発明は、請求項４記載の撮像装置において、前記撮像装置の電源スイッチを有し、電源スイッチ押下後の所定の時間に基づき、前記信号処理部の光学的黒レベル補正手段を切り換えることを特徴とする撮像装置に関するものである。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、ゲイン、温度によりＯＢレベルが変化するシステムに対し、露光制御時にＯＢレベルを取得することなく、そのときの温度、適正ゲインを考慮したＯＢレベルを予測することで、精度良く黒バランスを保つことができる。黒レベルがずれると、ホワイトバランスが正常に保たれず、白を白らしく画像処理する際に被写体の持つ色情報に対し、色バランスがくずれ、画像劣化へと繋がってしまう。本発明では、ＯＢレベルを再取得しないので時間短縮を図ることができ、レリーズタイムラグを縮めることができる。
【００４２】
又、クランプ回路の構成としても特許文献のように２段階構成の複雑なクランプ回路を用いる必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４４】
＜実施の形態１＞
実施例１の撮像装置は「発明が解決しようとする課題」で用いた図３と同様である。
【００４５】
図３は固体撮像素子を用いたデジタルカメラの撮像信号処理系と感度・露光制御系の構成を示すブロック図である。
【００４６】
３０１は被写体を像面に結像するためのレンズ、３０２はレンズからの像面光量を制御するための絞り、３０３はレンズからの光の像面への入射を必要時間のみ照射するためのメカニカルシャッター、３０４は結像された光の像を電気的な信号に変換するための固体撮像素子で、ここではＣＣＤとする。３０５はＣＣＤを駆動するために必要な振幅パルスを供給する撮像素子駆動回路、３０６はＣＣＤ出力を相関二重サンプリングするＣＤＳ回路である。３０７はＣＤＳ回路の出力信号を増幅するためのＰＧＡ回路である。３０８はＯＢ電圧値を基準の電圧にクランプするためのクランプ回路、３０９はクランプ回路から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路である。
【００４７】
３１０は映像処理回路であり、デジタル信号に変換された撮像信号を輝度と色の映像信号に処理する映像信号処理回路３１１、入力されるＣＣＤ信号のレベルから測光量を測定する測光回路３１２、又、図示されていないが、入力されるＣＣＤ信号から被写体の色温度を測定して上記映像信号処理回路のホワイトバランスに必要な情報を引き出すＷＢ回路等により構成される。３１３はカメラ各部の回路に必要なタイミングパルスを発生させるタイミングパルス発生回路である。３１４はカメラを制御するＣＰＵで、上記の測光回路の情報に基づき、感度、露光を制御すべく、上記のＰＧＡ回路のゲインを変える命令を出したり、露光制御回路３１６に露出をどのようにするかの命令を出したりする機能等を有する。
【００４８】
３１７は電源スイッチであり、３１８，３１９はシャッタースイッチであり、通常、このスイッチは２段階になっており、半押し状態で検出されるスイッチをＳ１、最後まで押したところで検知されるスイッチをＳ２とする。Ｓ１まで押された段階で、カメラはピントの追い込みと本露光時のシャッター秒時と絞り開口を決める。露光条件はＳ１が押された時点でのファインダー駆動時のＣＣＤ出力から判断される。Ｓ２が押されると本露光撮影がされるが、そのときの露光条件はＳ１押し時点で決定された絞り値とシャッター秒時で決まる訳であり、絞り値はメカニカル絞りの絞り開口径、シャッター秒時は、ＣＣＤの電子シャッターパルスを露光開始時間とし、メカニカルシャッター閉で終了するシャッター秒時とによって決定される。３２０は温度計であるが本実施例ではなくても良い。３２１はデジタルカメラの各種設定情報、又は演算等に使用するメモリである。
【００４９】
図６は実施の形態１を示すフローチャートである。
【００５０】
デジタルカメラのモードとして、ＥＶＦモード（測光）の状態とする（６１１）。ＥＶＦモードとはビデオスルー表示の状態であり、図示してはいないが液晶ファインダー等でユーザが被写体に対する画角を合わせる状態である。
【００５１】
レンズ３０１から入射された光は上述のＣＣＤ３０４、ＣＤＳ回路３０６、ＰＧＡ回路３０７、ＡＤ変換回路３０９を通り、映像処理回路３１０で、そのときの温度におけるＯＢ積分値を図５（ａ）のように垂直同期信号ＶＤ毎に求めていく（６１２）。タイミングパルス発生回路３１３は、ＡＤ変換回路３０９により出力されたデータがＣＣＤの垂直・水平方向画素配置と同期が取れるよう垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号HDを出力している。
【００５２】
ここで、ユーザがＳ１を押すと、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行う。
【００５３】
具体的には、測光回路３１２入力されるＣＣＤ信号のレベルから測光量を測定し、露光制御回路３１６が適正露出になるよう命令を出す。現在のゲインをデジタルカメラで一般的に用いられるＩＳＯ感度で表し、この値がベースゲイン（０段ゲインアップ）ＩＳＯ５０であったとする。ユーザがＳ１を押し、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行ったとき、３段ゲインアップのＩＳＯ４００のゲインが必要になったとする（６１３）。このとき、映像処理回路３１０はＳ１押下直前に求めたＯＢ積分値（６１２）と理想的なクランプ目標値との差をＯＢ誤差とするよう計算し、この値をゲインアップ分（３段―０段＝３段）の８倍する。求められた値がクランプ目標値に対するＳ１時のＯＢ誤差となり、クランプ目標値と加算する。最終的にこの値をＳ１時のＯＢレベルと予測する（６１４）。
【００５４】
上記の式を一般化したものを以下に示す。
【００５５】
予測値[LSB] ＝clp ＋（bef_clp - clp ）× 2＾ (S1_gain _ evf_gain) …（式１）
clp ：クランプ目標値[LSB] 
bef_clp ：Ｓ１押下前のOB値[LSB] 
S1_gain ：ベースゲインに対するＳ１適正露光ゲインアップ分
evf_gain：ベースゲインに対する測光時のゲインアップ分
（上記ゲインアップ分をこの例で言うとＩＳＯ５０＝０倍、ＩＳＯ１００＝２倍、ＩＳＯ２００＝４倍、ＩＳＯ８００＝８倍となる）。
【００５６】
前述した数値での例を式１を用いて説明する。
【００５７】
クランプ目標値を３２とし、clp =
32[LSB] 
ＥＶＦ（測光）時のゲインがＩＳＯ５０なので、evf_gain
= 0
ＥＶＦ（測光）時のＯＢレベルが３４であったならば、 bef_clp = 34[LSB]
Ｓ１押下時の適正ゲインがＩＳＯ４００なので、S1_gain
= 3 
これらを（式１）に代入し、
予測値 = 32 + (34 _ 32) × 2＾ (3 _ 0) = 48[LSB]
と求められ、４８[LSB] を現在の温度におけるＩＳＯ４００時のＯＢレベルと予測する。（式１）は測光時のゲインが数段アップの条件でも、又、測光時よりＳ１適正露光時の方がゲインが低い場合でも成り立つ。
【００５８】
（式１）より求められるＯＢ予測値を用いることで、露光制御時にＯＢレベルを取得することなく、そのときの温度、適正ゲインを考慮したＯＢレベルを予測し、この値を用いて補正することで、精度良く黒バランスが保たれ、又、時間が短縮されることでレリーズタイムラグを縮めることができる。
【００５９】
＜実施の形態２＞
実施の形態２の撮像装置は、実施の形態１で用いた図３と同様の構成である。本実施の形態では温度計３２０を必要とする。
【００６０】
実施の形態２で、実施の形態１と異なる点は、どの条件下でＳ１押下後のＯＢレベル補正をどのように行うかという点にあるので実施の形態１と重なるＯＢレベル補正以外の動作は省略する。
【００６１】
図１０は撮像装置電源投入後の温度勾配を示すグラフである。
【００６２】
ユーザが電源スイッチ３１７を押下後は撮像装置のボディは冷たく、或る一定の温度まで上昇する際は安定領域に比べ急峻な温度勾配を示すことが考えられる。測光時の温度とＳＷ１押下時の温度で変化しているとき、実施の形態１を適用するとＯＢレベルが温度変化に正確に追従していないことになり予測式の効果がないことも考えられる。又、温度が低い間は、たとえ温度勾配が急峻でも暗電流成分は小さい。これを考慮したものが実施の形態２である。
【００６３】
図７は実施の形態２のフローチャートである。
【００６４】
先ず、電源投入後の現在の温度を温度計３２０で計測する。ここで、温度計の温度に閾値を持たせておき、或る温度以上なら（６２１）、実施の形態１と同様のフローチャート（６２３〜６２５）により（式１）よりＯＢレベルを予測する。この部分については省略する。
【００６５】
又、温度が閾値以下であるなら（６２２）以下のフローチャートに沿うものとする。現在のゲインをＩＳＯ５０であったとする。ユーザがＳ１を押し、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行ったとき、３段ゲインアップのＩＳＯ８００のゲインが必要になったとする（６２６）。そして、ゲイン条件変化後のＯＢレベルには、ＩＳＯ感度毎のテーブル値を用いる（６２７）。このテーブル値はメモリ（３２１）が保持し、図５（ｂ）に示すように各ＩＳＯ感度毎のＯＢ値を持っている。映像処理回路３１０ではこの値を黒基準としてＥＶＦモード時の画像処理を行う。
【００６６】
このように温度勾配が急峻な場合、若しくは温度が低い場合は実施の形態１の予測式を用いず、ＩＳＯ感度毎のテーブル値を用いてＯＢレベル補正をする。上記予測式が適用できない温度を事前検討し、閾値となる温度を設定すれば、実施の形態１よりも広範囲な条件においてＯＢレベルを精度良く求められる最適な手法を選ぶことができる。
【００６７】
又、温度計の種類としてはサーミスタ等が考えられる。
【００６８】
＜実施の形態３＞
実施の形態３の撮像装置は、実施の形態１で用いた図３と同様の構成である。実施の形態３も実施の形態２と同様に、撮像装置のボディの温度勾配に対する対策を講じ、その手段が異なっている。
【００６９】
実施の形態３で、実施の形態２と異なる点は、Ｓ１押下後のＯＢレベル補正をどのように行うかという点であるので実施の形態１又は２と重なるＯＢレベル補正以外の動作は省略する。
【００７０】
図７の撮像装置電源投入後の温度勾配を示すグラフで実施の形態２では縦軸の温度を検出する手段として温度計を用いたが、本実施の形態では横軸の時間に対応するものである。
【００７１】
図８が実施の形態３のフローチャートである。
【００７２】
先ず、ユーザが電源スイッチ３１７を押下後の秒時を閾値を持たせておき、或る秒時以上なら（６３１）、実施の形態１と同様のフローチャート（６３３〜６３５）により（式１）よりＯＢレベルを予測する。この部分については省略する。
【００７３】
又、電源投入後の秒時が閾値以下であるなら（６３２）以下のフローチャートに沿うものとする。
【００７４】
現在のゲインがＩＳＯ５０だったとする。ユーザがＳ１を押し、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行ったとき、３段ゲインアップのＩＳＯ８００のゲインが必要になったとする（６３６）。そして、ゲイン条件変化後のＯＢレベルに、図５（ｃ）に示すようにＳ１押下後ＯＢ積分値を求める。映像処理回路３１０ではこの値を黒基準としてＥＶＦモード時の画像処理を行う。
【００７５】
このように温度勾配が急峻な場合、若しくは温度が低い場合は実施の形態１の予測式を用いず、ＳＷ１押下後少なくとも１度ＯＢレベルを取得し、この値を用いてＯＢレベル補正をする。上記予測式が適用できない電源投入後の秒時を事前検討し、閾値となる秒時を設定すれば、実施の形態１よりも広範囲な条件においてＯＢレベルを精度良く求められる最適な手法を選ぶことができる。
【００７６】
＜実施の形態４＞
実施の形態４の撮像装置は、実施の形態１で用いた図３と同様の構成である。実施の形態４も実施の形態２同様、撮像装置のボディの温度勾配に対する対策を講じ、その手段が異なっている。
【００７７】
実施の形態４で、実施の形態２と異なる点は、Ｓ１押下後のＯＢレベル補正をどのように行うかという点であるので実施の形態１又は２と重なるＯＢレベル補正以外の動作は省略する。
【００７８】
図９が実施の形態４のフローチャートである。
【００７９】
先ず、ユーザが電源スイッチ３１７を押下後の秒時を閾値を持たせておき、或る秒時以上なら（６４１）、実施の形態１と同様のフローチャート（６４３〜６４５）により（式１）よりＯＢレベルを予測する。この部分については省略する。
【００８０】
又、電源投入後の秒時が閾値以下であるなら（６４２）以下のフローチャートに沿うものとする。
【００８１】
現在のゲインがＩＳＯ５０だったとする。ユーザがＳ１を押し、カメラが現在の測光状況により適正な露光制御を行ったとき、３段ゲインアップのＩＳＯ８００のゲインが必要になったとする（６４６）。そして、ゲイン条件変化後のＯＢレベルに、Ｓ１押下前に取得したＯＢ積分値を用いる（６４７）。映像処理回路３１０ではこの値を黒基準としてＥＶＦモード時の画像処理を行う。
【００８２】
このように温度勾配が急峻な場合、若しくは温度が低い場合は実施の形態１の予測式を用いず、ＳＷ１押下前のＯＢ値を用いてＯＢレベル補正をする。上記予測式が適用できない温度を事前検討し、閾値となる温度を設定すれば、実施の形態１よりも広範囲な条件においてＯＢレベルを精度良く求められる最適な手法を選ぶことができる。
【００８３】
又、温度計の種類としてはサーミスタ等が考えられる。
【００８４】
以上、４つの実施の形態を挙げたが、撮像素子はＣＣＤである必要はない。又、実施の形態２において、撮像装置の温度が或る温度以下のとき、ＩＳＯ感度毎のテーブル値を用いているが、実施の形態３のようにＳＷ１押下後少なくとも１度ＯＢレベルを取得し、ＯＢレベル補正をする構成でも良い。逆に実施の形態３において、撮像装置の電源投入後、或る秒時以下のとき、ＩＳＯ感度毎のテーブル値を用いる構成でも良く、ＳＷ１押下前の値を用いる構成でも良い。低温時は暗電流によるＯＢレベル誤差が小さいので、ＩＳＯ感度毎のテーブル値を用いても精度は悪くはならない。何れにせよ、上記実施の形態の組み合わせに固執する必要はなく、最適な組み合わせをそれぞれの撮像装置において検討実施することで発明を最大限に生かせるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】背景技術のクランプ動作に係るブロック図である。
【図２】特許文献１、特開平７−１２７８２３号に係る代表図である。
【図３】本発明の全実施の形態に係る撮像装置の全体構成図である。
【図４】発明が解決しようとする課題で挙げた例に係るフローチャートである。
【図５】発明が解決しようとする課題及び実施例に係る関係図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係るフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係るフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２〜４に係る関係図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０１    撮像素子
１０２    ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路
１０３    オフセット加算回路１０３
１０４    可変増幅器
１０５ａ  積分アンプ
１０５ｂ  コンデンサ
１０５ｃ  抵抗
１０６    基準電圧ＶＲＥＦ
１０７    サンプル・ホールド回路
１０８    画像処理・記録・表示回路
１０９    ＯＢクランプパルス
２０１    ＣＣＤ
２０２    ＣＤＳ回路
２０３    オプティカルブラッククランプ回路
２０４    黒レベル調整回路
２０５    利得調整回路
２０６    黒レベル検出回路
２０７    映像プロセス回路
２１０    タイミング発生回路
２１１    基準電源発生回路
３０１    レンズ
３０２    絞り
３０３    メカニカルシャッター
３０４    固体撮像素子
３０５    撮像素子駆動回路
３０６    ＣＤＳ回路
３０７    ＰＧＡ回路
３０８    クランプ回路
３０９    ＡＤ変換回路
３１０    映像処理回路
３１１    映像信号処理回路
３１２    測光回路
３１３    タイミングパルス発生回路
３１４    ＣＰＵ
３１５    感度、露光制御部
３１６    露光制御回路
３１７    電源スイッチ
３１８    シャッタースイッチ（ＳＷ１）
３１９    シャッタースイッチ（ＳＷ２）
３２０    温度計
３２１    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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