(57)【要約】【課題】ＲＡＷデータ（デジタルデータ）の受光量に関する線形性補正を、専用の照明装置を設けることなく、外光下にて実施することができる撮像装置を提供する。【解決手段】線形性補正の実行時に、ＣＰＵ１２は、撮像レンズ１８をフォーカス位置から移動させてデフォーカスを行い、ＣＣＤイメージセンサ１６の電子シャッタ速度を変え、受光量を段階的に変化させるとともに、各受光量においてアナログ信号処理部２９を介して生成されたＲＡＷデータの所定画素データと、理想直線との差分量を求め、画素データと差分量との関係を対応させた線形性補正用ＬＵＴ１５ｂをＥＥＰＯＭ１４内に作成する。線形性補正処理回路３７は、線形性補正用ＬＵＴ１５ｂに基づいてＲＡＷデータを補正する。デフォーカスにより、光量が一定でない外光下で線形性補正を行うことが可能となる。【選択図】図１
2008053812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元配列された複数の光電変換素子で発生した信号電荷を電荷電圧変換器によって撮像信号に変換して出力する撮像手段と、
前記撮像手段に入射光を集光する撮像レンズと、
前記撮像手段から出力された撮像信号に所定の処理を施し、デジタルデータに変換するデジタルデータ変換手段と、
前記撮像手段の受光量を、遮光状態を含むように複数段階に変化させる受光量制御手段と、
前記受光量制御手段によって設定された各受光量において生成された前記デジタルデータに含まれる所定の画素データと、前記遮光状態と所定の露光状態とにおける前記画素データから求めた理想直線との差分量を求め、この差分量と前記画素データとを関係付けた線形性補正用データを算出する補正データ算出手段と、
前記線形性補正用データに基づいて前記デジタルデータを補正する補正処理手段と、
前記撮像レンズを駆動し、前記撮像レンズをフォーカス位置から移動させてデフォーカスを行うとともに、前記受光量制御手段、前記補正データ算出手段、および前記補正処理手段を動作させる補正制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正データ算出手段は、前記受光量制御手段によって設定されない受光量に対する前記画素データを、線形補間によって算出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】
前記撮像手段は、撮像信号を並列して出力させるために前記電荷電圧変換器を複数個備え、前記補正データ算出手段は、前記電荷電圧変換器ごとに前記線形性補正用データを算出し、前記補正処理手段は、前記各電荷電圧変換器に対応する前記デジタルデータを、前記電荷電圧変換器ごとに算出された前記線形性補正用データを用いて補正することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、前記光電変換素子から読み出され垂直転送された信号電荷を前記電荷電圧変換器へ向けて水平転送させる水平転送路を備え、前記水平転送路には、前記電荷電圧変換器が複数個接続されており、前記補正制御手段が補正動作を実行させる際には、前記水平転送路は、同一の光電変換素子から読み出された信号電荷を時系列的に前記各電荷電圧変換器に振り分けることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、前記光電変換素子から読み出され垂直転送された信号電荷を前記電荷電圧変換器へ向けて水平転送させる複数の水平転送路と、光電変換素子から読み出された信号電荷を前記各水平転送路に振り分ける振り分け手段とが設けられており、前記補正制御手段が補正動作を実行させる際には、前記振り分け手段は、同一の光電変換素子から出力された信号電荷を時系列的に前記各水平転送路に振り分けることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、前記補正制御手段は、前記温度検出手段によって検出された温度が所定値以上である場合に、補正動作を実行させることを特徴とする請求項１から５いずれか記載の撮像装置。
【請求項７】
動きを検出する動き検出手段を備え、前記補正制御手段は、前記動き検出手段によって検出された動き量が所定量以上である場合に、補正動作を停止し、補正を行わないことを特徴とすることを特徴とする請求項１から６いずれか記載の撮像装置。
【請求項８】
前記デジタルデータを前記線形性補正用データとともに記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項１から７いずれか記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像手段がＣＭＯＳイメージセンサであることを特徴とする請求項１から８いずれか記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像信号をデジタル化して記録する撮像装置に関し、特に、デジタル化された撮像信号のレベルと受光量との関係を線形化するための補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子で撮像した被写体光をデジタルの画像データに変換し、メモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラでは、固体撮像素子から出力される撮像信号は、ゲイン調整などのアナログ信号処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル化されるが、デジタル化された直後の撮像信号（ＲＡＷデータと称される）は、固体撮像素子内の電荷電圧変換器（出力回路）、アナログ信号処理回路、およびＡ／Ｄ変換器の回路特性により、受光量に対する線形性（リニアリティ）が損なわれる。そこで、本出願人は、特許文献１において、固体撮像素子が受光する受光量（蓄積電荷量）を受光時間の制御によって複数段階に変化させ、特定の画素から出力されデジタル化された画素データと理想直線との差分量を求め、この差分量を線形性補正データとして用いて補正を行うことを提案している。
【特許文献１】特願２００５−２１２７１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の補正方法を実施するには、一定光量の光を固体撮像素子に照射させるための装置が必要である。この補正は、メーカでの最終検査工程にて行われることが想定されており、外光下においてユーザ側で補正を実施することは好ましくない。一方、特許文献２，３では、ユーザ側で補正が行えるように撮像装置に専用の照明装置が組み込まれているが、このように照明装置を組み込むことは、撮像装置のコスト上昇や大型化を招くため、好ましくない。
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ＲＡＷデータ（デジタルデータ）の受光量に関する線形性補正を、専用の照明装置を設けることなく、外光下にて実施することが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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、２次元配列された複数の光電変換素子で発生した信号電荷を電荷電圧変換器によって撮像信号に変換して出力する撮像手段と前記撮像手段に入射光を集光する撮像レンズと、前記撮像手段から出力された撮像信号に所定の処理を施し、デジタルデータに変換するデジタルデータ変換手段と、前記撮像手段の受光量を、遮光状態を含むように複数段階に変化させる受光量制御手段と、前記受光量制御手段によって設定された各受光量において生成された前記デジタルデータに含まれる所定の画素データと、前記遮光状態と所定の露光状態とにおける前記画素データから求めた理想直線との差分量を求め、この差分量と前記画素データとを関係付けた線形性補正用データを算出する補正データ算出手段と、前記線形性補正用データに基づいて前記デジタルデータを補正する補正処理手段と、前記撮像レンズを駆動し、前記撮像レンズをフォーカス位置から移動させてデフォーカスを行うとともに、前記受光量制御手段、前記補正データ算出手段、および前記補正処理手段を動作させる補正制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお、前記補正データ算出手段は、前記受光量制御手段によって設定されない受光量に対する前記画素データを、線形補間によって算出することが好ましい。
【０００７】
また、前記撮像手段は、撮像信号を並列して出力させるために前記電荷電圧変換器を複数個備える装置にも適用され、前記補正データ算出手段は、前記電荷電圧変換器ごとに前記線形性補正用データを算出し、前記補正処理手段は、前記各電荷電圧変換器に対応する前記デジタルデータを、前記電荷電圧変換器ごとに算出された前記線形性補正用データを用いて補正することが好ましい。
【０００８】
また、前記撮像手段は、前記光電変換素子から読み出され垂直転送された信号電荷を前記電荷電圧変換器へ向けて水平転送させる水平転送路を備え、前記水平転送路には、前記電荷電圧変換器が複数個接続されており、前記補正制御手段が補正動作を実行させる際には、前記水平転送路は、同一の光電変換素子から読み出された信号電荷を時系列的に前記各電荷電圧変換器に振り分けることが好ましい。
【０００９】
また、前記撮像手段は、前記光電変換素子から読み出され垂直転送された信号電荷を前記電荷電圧変換器へ向けて水平転送させる複数の水平転送路と、光電変換素子から読み出された信号電荷を前記各水平転送路に振り分ける振り分け手段とが設けられており、前記補正制御手段が補正動作を実行させる際には、前記振り分け手段は、同一の光電変換素子から出力された信号電荷を時系列的に前記各水平転送路に振り分けることが好ましい。
【００１０】
また、周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、前記補正制御手段は、前記温度検出手段によって検出された温度が所定値以上である場合に、補正動作を実行させることが好ましい。
【００１１】
また、動きを検出する動き検出手段を備え、前記補正制御手段は、前記動き検出手段によって検出された動き量が所定量以上である場合に、補正動作を停止し、補正を行わないことが好ましい。
【００１２】
また、前記デジタルデータを前記線形性補正用データとともに記録する記録手段を備えたことが好ましい。
【００１３】
さらに、前記撮像手段がＣＭＯＳイメージセンサであることも好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の撮像装置は、線形性補正用データの取得時に、撮像レンズをフォーカス位置から移動させてデフォーカス（ピンボケ）させるので、入射光量の受光面内の輝度変化が緩和され、撮像装置の動きに伴う画素データの変化量が低減される。このため、一定光量の光を照射する専用の照明装置を用いることなく、外光下にて補正動作を実施することができる。
【００１５】
また、本発明は、撮像手段の受光量を遮光状態を含むように複数段階に変化させるとともに、理想直線を決定し、受光量の各段階ごとに取得されたデジタルデータに含まれる所定の画素データと、理想直線との差分量を求め、画素データと差分量との関係を対応させた線形性補正用データを算出し、この線形性補正用データに基づいてデジタルデータを補正するので、線形性劣化を完全に補正し、画質劣化を防止することができる。
【００１６】
また、本発明は、撮像手段が複数の電荷電圧変換器（出力回路）を備えている場合において、出力系統間の信号レベルのマッチングを図り、合成画像の出力系統間のずれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
デジタルカメラ１０の構成を示す図１において、操作部１１は、電源スイッチ１１ａ、シャッタボタン１１ｂ、モード切替ダイヤル１１ｃなどを含む。主制御部（ＣＰＵ）１２は、操作部１１から入力される操作信号に基づき、バス線１３を介して各部の動作制御を行う。ＥＥＰＲＯＭ１４は、周知のガンマ補正用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５ａおよび線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを格納している。なお、シャッタボタン１１ｂは、２段階のスイッチによって構成されており、半押しにより第１段目のスイッチ（ＳＷ１）がオンし、全押しにより第２段目のスイッチ（ＳＷ２）がオンする。デジタルカメラ１０は、ＳＷ１のオンにより測光／測距を含む撮影準備動作を行い、ＳＷ２のオンにより撮影動作を行う。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ（撮像手段）１６の被写体側には、メカシャッタ１７、撮影レンズ１８、および絞り１９が設けられており、モータ２０，２１，２２がそれぞれに接続されている。モータ２０〜２２は、モータドライバ２３から送信される駆動信号により、それぞれ独立して動作制御される。
【００１９】
ＣＣＤイメージセンサ１６は、メカシャッタ１７、撮影レンズ１８、および絞り１９を透過した被写体光を受光し、２次元配列された複数の光電変換素子（フォトダイオード）によって光電変換（撮像）を行う。ＣＣＤイメージセンサ１６には、ＣＣＤドライバ２４が接続されており、ＣＣＤドライバ２４には、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２５が接続されている。
【００２０】
ＣＣＤイメージセンサ１６は、ＣＣＤドライバ２４から供給されるシャッタ速度制御用の制御信号（例えば、縦型オーバーフロードレインの制御信号）によって電子シャッタ速度（信号電荷蓄積時間）が制御されるとともに、ＣＣＤドライバ２４から供給される信号電荷転送用の制御信号（垂直転送パルスおよび水平転送パルス）に基づいて垂直・水平転送を行い、電荷電圧変換器（出力回路）によって信号電荷の電荷量に応じた撮像信号（電圧信号）を画素ごとにシリアルに外部出力する。なお、メカシャッタ１７およびＣＣＤイメージセンサ１６の電子シャッタが受光量制御手段として機能する。なお、ＣＣＤイメージセンサ１６の受光部にはＲＧＢカラーフィルタが設けられており、ＲＧＢカラーフィルタの色配列はベイヤー配列となっている。
【００２１】
ＣＣＤイメージセンサ１６から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）２６、オートゲインコントロール・アンプ（ＡＧＣ）２７、およびＡ／Ｄ変換器２８からなるアナログ信号処理部（デジタルデータ変換手段）２９を介してデジタル化される。
【００２２】
ＣＤＳ２６は、ＣＣＤイメージセンサ１６のアンプ雑音とリセット雑音とを除去する。ＡＧＣ２７は、プログラマブルにゲインを変更できる増幅器であって、ＣＰＵ１２によってゲイン量（つまり、ＩＳＯ感度）が設定される。Ａ／Ｄ変換器２８は、ＣＤＳ２６およびＡＧＣ２７によって雑音除去とゲイン調整とが施された撮像信号をデジタル化し、ＲＡＷデータ（デジタルデータ）とする。Ａ／Ｄ変換器２８から出力されたＲＡＷデータは、画像メモリ３０に一時的に格納される。
【００２３】
デジタル信号処理回路３１は、画像メモリ３０に格納されたＲＡＷデータに対して、信号補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、輝度・色差変換、圧縮などの画像処理を施し、画像データを生成する。ＬＣＤドライバ３２は、この画像データを液晶表示器（ＬＣＤ）３３に順次に表示（スルー画表示という）させる。なお、ガンマ補正は、ＥＥＰＲＯＭ１４内のガンマ補正用ＬＵＴ１５ａに基づいて行われる。ガンマ補正は、階調変換の一種であり、表示系との整合性を図るための処理である。
【００２４】
また、積算回路３４は、画像メモリ３０に格納されたＲＡＷデータに基づいて、ＡＥ評価値およびＡＦ評価値を算出し、これらをＣＰＵ１２に入力する。ＣＰＵ１２は、ＣＣＤイメージセンサ１６の電子シャッタ速度および絞り１９の絞り値を調整し、ＡＥ評価値が適正値となるように露出設定を行う。また、ＣＰＵ１２は、ＣＣＤイメージセンサ１６に入射光を集光する撮影レンズ１８のレンズ位置を調節し、ＡＦ評価値が最大となるようにフォーカス設定を行う。このＡＥ／ＡＦ動作は、スルー画表示中には一定時間ごとに行われ、シャッタボタン１１ｂが半押しされた際には、ＡＥ／ＡＦ動作によってなされた露出およびフォーカスの設定が保持される。
【００２５】
メディアコントローラ３５は、シャッタボタン１１ｂが全押しされた際に、半押し時に保持されたＡＥ／ＡＦの設定に基づいて撮像が行われ、画像メモリ３０に記録されたＲＡＷデータ、または、該ＲＡＷデータにデジタル信号処理がなされた後の画像データを、メモリカード３６に記録する。メモリカード３６は、デジタルカメラ１０に着脱自在である。なお、メモリカード３６に記録するデータ形式は、操作部１１によって選択可能である。
【００２６】
線形性補正処理回路３７は、シャッタボタン１１ｂの全押しに伴う撮像によって得られたＲＡＷデータに対し、ＥＥＰＲＯＭ１４内の線形性補正用ＬＵＴ１５ｂに基づき、ＲＡＷデータを構成する画素データのレベル（ＱＬ値）を、ＣＣＤイメージセンサ１６への入射光量に対して線形性が得られるように補正変換する。補正がなされたＲＡＷデータは、前述のように、そのままメディアコントローラ３５を介してメモリカード３６に記録されるか、または、デジタル信号処理回路３１によりデジタル信号処理がなされた後、メディアコントローラ３５を介してメモリカード３６に記録される。
【００２７】
線形性補正用ＬＵＴ１５ｂは、シャッタボタン１１ｂの全押しに伴う撮像の直後に、ＣＰＵ１２によって作成される。ＣＰＵ１２は、モータドライバ２３を制御し、撮影レンズ１８をフォーカス位置から所定量ずらした状態（デフォーカス状態）において、メカシャッタ１７およびＣＣＤイメージセンサ１６の電子シャッタを制御して受光量を変化させ、設定された各受光量において所定の画素からＱＬ値を取得する。そして、ＣＰＵ１２は、補正データ算出手段として機能し、設定外の受光量に対するＱＬ値を線形補間によって求め、各ＱＬ値と理想直線との差分量を算出し、その差分量とＱＬ値との関係を線形性補正用ＬＵＴ１５ｂとしてＥＥＰＲＯＭ１４内に作成する。
【００２８】
次に、ＣＰＵ１２による線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成方法を、図２を用いて説明する。横軸は、ＣＣＤイメージセンサ１６の特定画素の受光量（電荷蓄積量）、縦軸は、その画素に対応するＱＬ値を示しており、Ａ０〜Ａ３は、異なる４つの受光量Ｓ０〜Ｓ３におけるＱＬ値の実データをそれぞれ例示している。Ｓ０は、メカシャッタ１７を閉じ、遮光状態とすることにより設定される。Ｓ１〜Ｓ３は、メカシャッタ１７を開放した状態で、ＣＣＤイメージセンサ１６の電子シャッタ速度（電荷蓄積時間）を変化させることにより設定される。なお、Ｓ３は、ＣＣＤイメージセンサ１６の受光量が飽和した飽和状態（信号電荷の飽和蓄積状態）に対応する。
【００２９】
理想直線Ｌは、座標（Ｓ３，Ｂ３）と原点（Ｓ０，０）とを結ぶ直線状のデータであり、Ｂ３＝Ａ３−Ａ０と定義されている。すなわち、Ｂ３は、飽和状態のＱＬ値から遮光状態の暗電流成分を減算した値である。Ｓ１，Ｓ２における理想直線Ｌ上のＱＬ値、Ｂ１，Ｂ２は、比例計算により次式のように表される。
Ｂ１＝（Ａ３−Ａ０）・（Ｓ１−Ｓ０）／（Ｓ３−Ｓ０）
Ｂ２＝（Ａ３−Ａ０）・（Ｓ２−Ｓ０）／（Ｓ３−Ｓ０）
【００３０】
Ａ１，Ａ２からＢ１，Ｂ２をそれぞれ減算することにより、ＱＬ値の各実データにおける理想直線Ｌとの差分量が求まる。その他のＱＬ値における差分量は、Ａ０〜Ａ１間、Ａ１〜Ａ２間、Ａ２〜Ａ３間のＱＬ値をそれぞれ線形補間によって算出し、算出した各ＱＬ値と理想直線Ｌとの差を、上記と同様な計算によって算出することにより求まる。このようにして、線形性補正用ＬＵＴ１５ｂが作成される。なお、受光量の設定間隔などは、適宜変更してよい。
【００３１】
次に、上記のように構成されたデジタルカメラ１０の動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。電源スイッチ１１ａにより電源が投入され、モード切替ダイヤル１１ｃにより撮影モードに設定された後、シャッタボタン１１ｂが半押しされると、撮影準備動作が行われる。この撮影準備動作では、ＡＥ／ＡＦ動作が行われ、露出設定およびフォーカス設定が行われる。この状態で、さらにシャッタボタン１１ｂが全押しされると、本撮影が行われ、ＣＣＤイメージセンサ１６から撮像信号が出力される。この撮像信号は、アナログ信号であり、前述のアナログ信号処理部２９を介してデジタル化される。このデジタル化された撮像信号（ＲＡＷデータ）は、画像メモリ３０に一時的に記憶される。
【００３２】
次いで、前述の線形性補正を行うために、まず、撮影レンズ１８が、上記の撮影準備動作時のＡＦ動作において設定されたフォーカス位置から移動され、デフォーカスが行われる。このデフォーカスにより、ＣＣＤイメージセンサ１６の受光面内における入射光の輝度変化が緩やかとなる。この状態で、メカシャッタ１７およびＣＣＤイメージセンサ１６の電子シャッタが制御され、受光量（電荷蓄積量）を、遮光状態と飽和状態とを含むように段階的に変化されながら、受光量の各段階において本撮影と同様な撮像動作（補正用撮影）が行われる。そして、特定の画素から得られたＱＬ値と受光量との関係に基づき、前述の手法を用いて線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを作成する。
【００３３】
この後、本撮影時に画像メモリ３０に一時的に記憶されたＲＡＷデータに対し、線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを用いて補正変換（線形性補正）が行われ、ＲＡＷデータ中の各ＱＬ値と受光量との関係が線形化される。そして、デジタルカメラ１０がＲＡＷ記録モードに設定されている場合には、線形性補正がなされたＲＡＷデータがメモリカード３６に記録される。一方、ＲＡＷ記録モードに設定されていない場合には、線形性補正がなされたＲＡＷデータに対して前述のデジタル信号処理がなされ、その結果生成された画像データがメモリカード３６に記録される。
【００３４】
以上説明したように、本発明では、線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを作成するための補正用撮影の際にデフォーカスを行うため、ＣＣＤイメージセンサ１６の受光面内における入射光の輝度変化が緩やかとなり、デジタルカメラ１０に動きが生じたとしても、各画素に入射される光量の変化が抑えられるため、精度良く線形性補正用ＬＵＴ１５ｂが作成される。したがって、本発明では、一定光量の光をＣＣＤイメージセンサ１６に照射するための専用の照明装置を使用することなく、外光下にて線形性補正を行うことができ、ユーザによってなされる撮影時に、線形性補正を併せて行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、本撮影の後に線形性補正を実行するようにＣＰＵ１２を構成しているが、本撮影の前に線形性補正を実行するようにＣＰＵ１２を構成することも好適である。この場合のデジタルカメラ１０の動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。上記と同様に、シャッタボタン１１ｂが半押しされると、まず、撮影準備動作としてＡＥ／ＡＦ動作が行われ、露出設定およびフォーカス設定が行われる。続いて、撮影レンズ１８がフォーカス位置から移動されてデフォーカスが行われ、この状態で、前述の補正用撮影および線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成が行われる。この線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成が終了すると、撮影レンズ１８がＡＦ動作で設定されたフォーカス位置に戻され、フォーカス設定が行われる。なお、ここで、再度ＡＦ動作を行ってもよい。
【００３６】
次いで、シャッタボタン１１ｂが全押しされると、本撮影が行われ、ＣＣＤイメージセンサ１６から撮像信号が出力される。この撮像信号は、アナログ信号であり、前述のアナログ信号処理部２９を介してデジタル化される。このデジタル化された撮像信号（ＲＡＷデータ）は、画像メモリ３０に一時的に記憶される。このＲＡＷデータに対し、線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを用いて補正変換（線形性補正）が行われ、ＲＡＷデータ中の各ＱＬ値と受光量との関係が線形化される。そして、デジタルカメラ１０がＲＡＷ記録モードに設定されている場合には、線形性補正がなされたＲＡＷデータがメモリカード３６に記録される。一方、ＲＡＷ記録モードに設定されていない場合には、線形性補正がなされたＲＡＷデータに対して前述のデジタル信号処理がなされ、その結果生成された画像データがメモリカード３６に記録される。
【００３７】
また、上記実施形態では、ＲＡＷ記録モード時に、線形性補正を施した後のＲＡＷデータをメモリカード３６に記録しているが、ＲＡＷデータに線形性補正を施さず、ＲＡＷデータに線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを添付した状態でＲＡＷデータをメモリカード３６に記録してもよい。ユーザは、ＲＡＷデータに線形性補正用ＬＵＴ１５ｂが添付されたＲＡＷデータをメモリカード３６からＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に取り込んだ後、適宜に線形性補正を実施することができる。
【００３８】
また、上記実施形態のように、撮影時に併せて線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの取得を行っているが、線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの取得を、撮影とは別に独立して実施するための補正データ取得モードを設けてもよい。この場合のデジタルカメラ１０の動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。補正データ取得モードは、モード切替ダイヤル１１ｃによってユーザが手動で設定可能である。モード切替ダイヤル１１ｃによって補正データ取得モードが設定されると、上記と同様に、撮影準備動作としてＡＥ／ＡＦ動作が行われた後、デフォーカスが行われた状態で補正用撮影および線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成が行われる。詳細は前述の通りであるため省略する。
【００３９】
この補正データ取得モード時に、デジタルカメラ１０の各駆動モードごとに個別に線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成を行ってもよい。駆動モードは、ＩＳＯ感度、ＣＣＤイメージセンサ１６の駆動周波数、絞り値などの組み合わせによって定義される。これにより、撮影時には線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの取得を行わず、撮影時に、取得済みの線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを用いて線形性補正を行うことができる。
【００４０】
また、さらなる拡張として、撮影モードにおいてシャッタボタン１１ｂが操作されるまでの間のスタンバイ時において、所定条件に基づいて、上記の補正データ取得モードを自動的に実行するように構成することも好ましい。この所定条件としては、操作部１１によって設定されるＩＳＯ感度が挙げられる。図６に示すように、モード切替ダイヤル１１ｃによって撮影モードに設定され、ＩＳＯ感度設定が所定値（例えば、ＩＳＯ８００）以上である場合に、前述の撮影準備動作、デフォーカス、補正用撮影、および線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成が順に行われる。
【００４１】
また、ＩＳＯ感度設定に代えて、図７に示すように設けられた温度センサ３８によって測定される温度に基づいて、補正データ取得モードを自動的に実行するように構成することも好ましい。図８に示すように、撮影モードにおいて、温度センサ３８によって測定される温度が所定値（例えば、３０℃）以上である場合に、前述の撮影準備動作、デフォーカス、補正用撮影、および線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成が順に行われる。ＩＳＯ感度や温度が高い場合には、ノイズが多く発生し、線形性が劣化する可能性が高いため、予め線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成を行うことにより、効率よく補正処理を行うことができる。
【００４２】
さらに、図９に示すように、デジタルカメラ自体の動きを検出するための動き検出部３９を設けることも好適である。この動き検出部３９は、ジャイロ装置などによって構成される。ユーザによりデジタルカメラが大きく動かされた場合には、ＣＣＤイメージセンサ１６に入射される光量は大きく変化するため、デフォーカスによる作用は十分に発揮されない。このため、ＣＰＵ１２は、動き検出部３９による動き量の検出値が所定値以上の場合には、上記の各線形性補正動作（デフォーカスから線形性補正用ＬＵＴ１５ｂの作成まで）を停止し、補正を実行しない。
【００４３】
また、上記実施形態では、撮像素子として、１つの電荷電圧変換器（出力回路）を備え、撮像信号をシリアルに出力するＣＣＤイメージセンサ１６を用いているが、撮像信号の出力の高速化を図るために、複数の電荷電圧変換器を設け、撮像信号を電荷電圧変換器の数だけ並列して出力するように構成された撮像素子を用いる場合に本発明を適用することも好適である。この場合、光量に対する線形性に加え、出力系統間の信号レベルのマッチングを図ることができる。
【００４４】
図１０に示すように、撮像素子４０には、複数の電荷電圧変換器４１が設けられている。各電荷電圧変換器４１に対して、ＣＤＳ２６、ＡＧＣ２７、およびＡ／Ｄ変換器２８が一組ずつ設けられ、前述の線形性補正処理が各電荷電圧変換器４１から出力され、デジタル化されたＲＡＷデータに対して行われる。これにより、複数の出力系統間の特性差による画質劣化が防止され、合成画像の画質が向上する。
【００４５】
図１１および図１２は、複数の電荷電圧変換器を有する撮像素子の具体例を示す。図１１（Ａ）において、ＣＣＤイメージセンサ４２は、受光部４３の下辺に沿って配置された水平転送路（ＨＣＣＤ）４４の出力段に、２つの電荷電圧変換器４５ａ，４５ｂが接続されている。受光部４３には、垂直転送路（図示せず）が設けられている。
【００４６】
実撮影時には、図１１（Ａ）に示すように、受光部４３内に配された光電変換素子（フォトダイオード：ＰＤ）４３ａから読み出されＨＣＣＤ４４に転送された信号電荷は、偶数列から出力された信号電荷と、奇数列から出力された信号電荷とに分けられ、各電荷電圧変換器４５ａ，４５ｂでそれぞれ撮像信号に変換され、並列に出力される。
【００４７】
一方、補正用撮影時には、図１１（Ｂ）に示すように、同一のＰＤ４３ａから読み出された信号電荷が、ＨＣＣＤ４４によって時系列的に各電荷電圧変換器４５ａ，４５ｂに振り分けられ、各電荷電圧変換器４５ａ，４５ｂから撮像信号として交互に出力される。このとき、ＣＰＵ１２によって、同様にデフォーカスが行われる。第１の電荷転送期間では、ＰＤ４３ａから読み出された信号電荷は一方の電荷電圧変換器４５ａに転送され、第２の電荷転送期間では、ＰＤ４３ａから読み出された信号電荷は他方の電荷電圧変換器４５ｂに転送される。このように、補正用撮影時に、各電荷電圧変換器４５ａ，４５ｂへの信号電荷の供給源（供給元の画素）を同一とすることで、ＰＤ４３ａの受光特性のばらつきによる受光量の差をなくすことができ、より正確に線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを作成することができる。なお、ＨＣＣＤ４４に接続される電荷電圧変換器の数は２個には限定されず、３個以上としてもよい。
【００４８】
図１２（Ａ）において、ＣＣＤイメージセンサ４６は、受光部４７が水平方向に２つの領域４７ａ，４７ｂに分けられており、各領域４７ａ，４７ｂに対応してそれぞれＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂが設けられ、ＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂの各出力段に、電荷電圧変換器４９ａ，４９ｂがそれぞれ設けられている。また、受光部４７と各ＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂとの間には、ラインメモリ（ＬＭ）５０が設けられている。ＬＭ５０は、同図に示すように、受光部４７の各領域４７ａ，４７ｂから入力された信号電荷を対応するＨＣＣＤ４７ａ，４７ｂに転送することのほか、図１２（Ｂ）に示すように、信号電荷をＬＭ５０内で水平方向に移動させることにより、他方のＨＣＣＤに転送することも可能とする。ＬＭ５０は、信号電荷を各ＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂに振り分ける振り分け手段として機能する。
【００４９】
実撮影時には、図１２（Ａ）に示すように、各領域４７ａ，４７ｂに配されたＰＤ５１ａ，５１ｂから読み出された信号電荷は、それぞれＬＭ５０を介して対応するＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂに転送され、各ＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂの電荷電圧変換器４９ａ，４９ｂから撮像信号として、並列に出力される。
【００５０】
一方、補正用撮影時には、図１２（Ｂ）に示すように、各領域４７ａ，４７ｂのＰＤ５１ａ，５１ｂから読み出された信号電荷は、ＬＭ５０によって時系列的に左右のＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂに振り分けられ、各ＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂの電荷電圧変換器４９ａ，４９ｂから撮像信号として出力される。このとき、ＣＰＵ１２によって、同様にデフォーカスが行われる。第１の電荷転送期間では、例えば、ＰＤ５１ａから読み出された信号電荷は、ＬＭ５０によって一方のＨＣＣＤ４８ａに転送され、続く第２の電荷転送期間では、同一のＰＤ５１ｂから読み出された信号電荷が、ＬＭ５０によって水平方向に移動された後、他方のＨＣＣＤ４８ｂに転送される。このとき、各信号電荷は、各ＨＣＣＤ４８ａ，４８ｂの基端側から他端側の各電荷電圧変換器４９ａ，４９ｂへ水平転送され、水平転送経路が左右対称となっている。この場合も同様に、補正用撮影時に、各電荷電圧変換器４９ａ，４９ｂへの信号電荷の供給源（供給元の画素）を同一とされているので、より正確に線形性補正用ＬＵＴ１５ｂを作成することができる。なお、受光部４７の領域分割は、２分割に限定されず、３分割以上としてもよい。
【００５１】
また、図１１，図１２の例では、受光部の下辺に沿ってＨＣＣＤを配置しているが、本発明はこれに限定されず、受光部を上下に分割し、各領域から同時に信号電荷を読み出せるように、受光部の上下にそれぞれＨＣＣＤを配置してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、補正用撮影時において、メカシャッタ１７を閉じた状態で撮像を行うことにより、遮光状態のＱＬ値を取得しているが、本発明はこれに限定されず、図１３に示すＣＣＤイメージセンサ５２のように、ＰＤ５３ａが配された受光部５３の周辺部にメタル層などでＰＤ５３ａが遮光された光学的黒（オプティカルブラック：ＯＢ）領域５４を設け、ＯＢ領域５４からＨＣＣＤ５５および電荷電圧変換器５６を介して出力される撮像信号により、遮光状態のＱＬ値を取得してもよい。また、遮光状態のＱＬ値は、必ずしも補正撮影を実施するたびに取得する必要はなく、前回の補正撮影時に取得したものを流用してもよい。なお、図１３は、電荷電圧変換器が１つの場合を示しているが、図１１，図１２で示したように、電荷電圧変換器が複数の場合でも同様である。
【００５３】
また、上記実施形態では、撮像素子として、ＣＣＤイメージセンサを例示しているが、本発明はこれに限定されず、ＣＭＯＳイメージセンサなどの他のイメージセンサを適用することも可能である。図１４は、ＣＣＤイメージセンサに代えて、ＣＭＯＳイメージセンサを用いたデジタルカメラの構成を示す。同図において、ＣＭＯＳイメージセンサ６０には、光電変換部（受光部）６１、垂直シフトレジスタ６２、垂直アンプ６３、および水平シフトレジスタ６４からなるセンサ部と、これと同一基板に形成されたタイミングジェネレータ（ＴＧ）６５、Ａ／Ｄ変換器６６、ラインメモリ６７、およびデジタルインターフェース（Ｉ／Ｆ）６８からなる周辺回路部とによって構成されている。ＣＭＯＳイメージセンサ６０は、ＣＰＵ１２に制御されて撮像動作を行い、ＣＭＯＳイメージセンサ６０から出力された撮像信号（ＲＡＷデータ）は、画像メモリ３０に取り込まれる。その他の部分は、上記実施形態と同一であるため、同一の符号を付しており、詳しい説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明を適用したデジタルカメラを示すブロック図である。
【図２】受光量に対するＱＬ値の実測データおよび理想曲線を示すグラフである。
【図３】デジタルカメラの動作を説明するフローチャートである。
【図４】撮影準備動作後に補正用撮影および線形性補正用ＬＵＴの作成を行うようにした例を説明するフローチャートである。
【図５】補正データ取得モードの動作を説明するフローチャートである。
【図６】ＩＳＯ感度の設定値に応じて補正データ取得モードを動作させるようにした例を説明するフローチャートである。
【図７】温度センサが設けられたデジタルカメラを示すブロック図である。
【図８】温度センサが測定する温度に応じて補正データ取得モードを動作させるようにした例を説明するフローチャートである。
【図９】動き検出部が設けられたデジタルカメラを示すブロック図である。
【図１０】複数の電荷電圧変換器を有するＣＣＤイメージセンサに接続されたアナログ信号処理部を示すブロック図である。
【図１１】複数の電荷電圧変換器がＨＣＣＤに接続されたＣＣＤイメージセンサを示す図である。
【図１２】複数のＨＣＣＤが設けられたＣＣＤイメージセンサを示す図である。
【図１３】光学的黒領域が設けられたＣＣＤイメージセンサを示す図である。
【図１４】ＣＭＯＳイメージセンサを内蔵したデジタルカメラを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  デジタルカメラ（撮像装置）
１２  主制御部（補正データ算出手段、補正制御手段）
１５ａ  ガンマ補正用ルックアップテーブル
１５ｂ  線形性補正用ルックアップテーブル（線形性補正用データ）
１６  ＣＣＤイメージセンサ（撮像手段）
１７  メカシャッタ
１８  撮影レンズ
１９  絞り
２６  相関二重サンプリング回路
２７  オートゲインコントロール・アンプ
２８  Ａ／Ｄ変換器
２９  アナログ信号処理部（デジタルデータ変換手段）
３０  画像メモリ
３１  デジタル信号処理回路
３４  積算回路
３６  メモリカード
３７  線形性補正処理回路（補正処理手段）
３８  温度センサ（温度検出手段）
３９  動き検出部（動き検出手段）
４０  撮像素子
４１  電荷電圧変換器
４２  ＣＣＤイメージセンサ
４３  受光部
４４  水平転送路
４５ａ，４５ｂ  電荷電圧変換器
４６  ＣＣＤイメージセンサ
４７  受光部
４８ａ，４８ｂ  水平転送路
４９ａ，４９ｂ  電荷電圧変換器
５０  ラインメモリ（振り分け手段）
５２  ＣＣＤイメージセンサ
５３  受光部
５４  光学的黒領域
５５  水平転送路
５６  電荷電圧変換器
６０  ＣＭＯＳイメージセンサ
【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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