(57)【要約】  【構成】  撮像面に形成された有効エリア上の水平方向一方端には特定評価エリアＥｆが割り当てられ、有効エリア上の水平方向他方端には特定評価エリアＥｂが割り当てられる。また、光学的黒エリア上の特定評価エリアＥｆ近傍にはクランプエリアＣｆが割り当てられ、光学的黒エリア上の特定評価エリアＥｂ近傍にはクランプエリアＣｂが割り当てられる。輝度評価回路は、特定評価エリアＥｆについて輝度評価値Ｉｙｆを求め、特定評価エリアＥｂについて輝度評価値Ｉｙｂを求める。また、クランプ回路は、クランプエリアＣｆおよびＣｂの一方に注目して、生画像信号にクランプ処理を施す。ＣＰＵは、クランプ処理のために注目するエリアを、輝度評価値ＩｙｆおよびＩｙｂに基づいてクランプエリアＣｆおよびＣｂの間で切り換える。  【効果】  高精度のクランプ処理が可能となる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界の光学像が照射される有効エリアと前記有効エリアの周囲に形成されかつ光の入射が制限された光学的黒エリアとを有する撮像面で生成された画像信号を出力する撮像手段、
前記撮像手段から出力された画像信号のうち前記有効エリア上の第１端部に割り当てられた第１部分有効エリアに対応する第１部分画像信号の明るさを評価する第１評価手段、
前記撮像装置から出力された画像信号のうち前記有効エリア上の第２端部に割り当てられた第２部分有効エリアに対応する第２部分画像信号の明るさを評価する第２評価手段、
前記光学的黒エリア上の前記第１部分有効エリア近傍に割り当てられた第１部分黒エリアおよび前記光学的黒エリア上の前記第２部分有効エリア近傍に割り当てられた第２部分黒エリアの一方に注目して前記撮像手段から出力された画像信号にクランプ処理を施すクランプ手段、および
前記クランプ処理のために注目するエリアを前記第１評価手段によって求められた第１評価値および前記第２評価手段によって求められた第２評価値に基づいて前記第１部分黒エリアおよび前記第２部分黒エリアの間で切り換える切り換え手段を備える、電子カメラ。
【請求項２】
前記切り換え手段は、前記第１輝度評価値が第１閾値を上回るとき前記第２部分黒エリアを選択する第１選択手段、および前記第２輝度評価値が第２閾値を上回るとき前記第１部分黒エリアを選択する第２選択手段を含む、請求項１記載の電子カメラ。
【請求項３】
前記撮像手段はラスタ走査によって前記画像信号を出力し、
前記第１部分有効エリアおよび前記第２部分有効エリアは水平方向における一方端および他方端にそれぞれ形成される、請求項１または２記載の電子カメラ。
【請求項４】
前記クランプ処理を施された画像信号のうち前記有効エリアの中央に割り当てられた第３部分有効エリアに対応する第３部分画像信号に基づいて前記撮像手段の露光量を調整する調整手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子カメラに関し、特にたとえばディジタルカメラに適用され、イメージセンサから出力された生画像信号にクランプをかける、電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電子カメラの一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術は、ＣＣＤイメージャから出力された画像信号の光学的黒レベルおよび空送りレベルを検出し、これらのレベルの差分に応じてクランプタイミングを光学的黒期間と空送り期間との間で切り換えようとするものである。
【特許文献１】特開２０００−２７８６１３号公報［Ｈ０４Ｎ  ５／３３５，５／２３５］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来技術では、空送りレベルと光学的黒レベルとの間にレベル差があるため、クランプタイミングを空送り期間に設定すると、クランプレベルにずれが生じるという問題があった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、高精度のクランプ処理を実行できる、電子カメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明に従う電子カメラは、被写界の光学像が照射される有効エリアと有効エリアの周囲に形成されかつ光の入射が制限された光学的黒エリアとを有する撮像面によって生成された画像信号を出力する撮像手段、撮像手段から出力された画像信号のうち有効エリア上の第１端部に割り当てられた第１部分有効エリアに対応する第１部分画像信号の明るさを評価する第１評価手段、撮像装置から出力された画像信号のうち有効エリア上の第２端部に割り当てられた第２部分有効エリアに対応する第２部分画像信号の明るさを評価する第２評価手段、光学的黒エリア上の第１部分有効エリア近傍に割り当てられた第１部分黒エリアおよび光学的黒エリア上の第２部分有効エリア近傍に割り当てられた第２部分黒エリアの一方に注目して撮像手段から出力された画像信号にクランプ処理を施すクランプ手段、およびクランプ処理のために注目するエリアを第１評価手段によって求められた第１評価値および第２評価手段によって求められた第２評価値に基づいて第１部分黒エリアおよび第２部分黒エリアの間で切り換える切り換え手段を備える。
【０００６】
撮像手段の撮像面は、被写界の光学像が照射される有効エリアと、有効エリアの周囲に形成されかつ光の入射が制限された光学的黒エリアとを有する。撮像手段は、かかる撮像面で生成された画像信号を出力する。
【０００７】
有効エリア上の第１端部には第１部分有効エリアが割り当てられ、有効エリア上の第２端部には第２部分有効エリアが割り当てられる。また、光学的黒エリア上の第１部分有効エリア近傍には第１部分黒エリアが割り当てられ、光学的黒エリア上の第２部分有効エリア近傍には第２部分黒エリアが割り当てられる。
【０００８】
第１評価手段は、撮像手段から出力された画像信号のうち第１部分有効エリアに対応する第１部分画像信号の明るさを評価し、第２評価手段は、撮像手段から出力された画像信号のうち第２部分有効エリアに対応する第２部分画像信号の明るさを評価する。また、クランプ手段は、第１部分黒エリアおよび第２部分黒エリアの一方に注目して、撮像手段から出力された画像信号にクランプ処理を施す。
【０００９】
切り換え手段は、クランプ処理のために注目するエリアを、第１評価手段によって求められた第１評価値および第２評価手段によって求められた第２評価値に基づいて、第１部分黒エリアおよび第２部分黒エリアの間で切り換える。
【００１０】
このように、第１部分黒エリアおよび第２部分黒エリアは、第１部分有効エリアおよび第２部分有効エリアの近傍にそれぞれ割り当てられる。第１部分黒エリアおよび第２部分黒エリアのいずれに注目するかは、第１部分有効エリアおよび第２部分有効エリアの明るさに基づいて判断される。
【００１１】
これによって、第１部分有効エリアへの大量の光の入射によって第１部分黒エリアにブルーミングが発生する可能性があるときは、第２部分黒エリアに注目したクランプ処理を実行でき、第２部分有効エリアへの大量の光の入射によって第２部分黒エリアにブルーミングが発生する可能性があるときは、第１部分黒エリアに注目したクランプ処理を実行することができる。この結果、高精度のクランプ処理が実現される。
【００１２】
請求項２の発明に従う電子カメラは、請求項１に従属し、切り換え手段は、第１輝度評価値が第１閾値を上回るとき第２部分黒エリアを選択する第１選択手段、および第２輝度評価値が第２閾値を上回るとき第１部分黒エリアを選択する第２選択手段を含む。
【００１３】
請求項３の発明に従う電子カメラは、請求項１または２に従属し、撮像手段はラスタ走査によって画像信号を出力し、第１部分有効エリアおよび第２部分有効エリアは水平方向における一方端および他方端にそれぞれ形成される。
【００１４】
請求項４の発明に従う電子カメラは、請求項１ないし３のいずれかに従属し、クランプ処理を施された画像信号のうち有効エリアの中央に割り当てられた第３部分有効エリアに対応する第３部分画像信号に基づいて撮像手段の露光量を調整する調整手段をさらに備える。
【００１５】
第１部分有効エリア（第２部分有効エリア）に大量の光が入射してから第１部分黒エリア（第２部分黒エリア）にブルーミングが発生するまでには、時間がかかる。したがって、第１部分黒エリア（第２部分黒エリア）にブルーミングが発生した時点では、注目するエリアは第１部分黒エリア（第２部分黒エリア）から第２部分黒エリア（第１部分黒エリア）に切り換えられている。この結果、クランプ処理は的確に実行され、露光量も正確に調整される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、第１部分有効エリアへの大量の光の入射によって第１部分黒エリアにブルーミングが発生する可能性があるときは、第２部分黒エリアに注目したクランプ処理を実行でき、第２部分有効エリアへの大量の光の入射によって第２部分黒エリアにブルーミングが発生する可能性があるときは、第１部分黒エリアに注目したクランプ処理を実行することができる。この結果、高精度のクランプ処理が実現される。
【００１７】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、光学レンズ１２を含む。被写界の光学像は、光学レンズ１２を通して、上下逆向きの状態でＣＣＤイメージャ１４の撮像面に照射される。撮像面には、複数の受光素子１４ａ，１４ａ，…が図２に示す要領で形成される。かかる受光素子１４ａ，４ａ，…が、光学像に対応する電荷を光電変換によって生成する。なお、撮像面はベイヤ配列の原色フィルタ（図示せず）によって覆われ、各々の受光素子１４ａで生成される電荷の量は、Ｒ，ＧまたはＢの光量を反映する。
【００１９】
電源が投入されると、ＣＰＵ３２は、スルー画像処理を実行するべく、ＴＧ１６にプリ露光および間引き読み出しの繰り返しを命令する。ＴＧ（Timing Generator）１６は、ＳＧ（Signal Generator）１８から出力される垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよび水平同期信号Ｈｓｙｎｃに基づいてＣＣＤイメージャ１４に１／３０秒毎のプリ露光を施し、各々のプリ露光によって生成された電荷を間引き態様でＣＣＤイメージャ１４から読み出す。
【００２０】
間引き態様であるため、図２に示す受光素子１４ａ，１４ａ，…の一部で生成された電荷が垂直転送レジスタ１４ｂ，１４ｂ，…に読み出される。読み出された電荷は、垂直転送レジスタ１４ｂ，１４ｂ，…によって垂直方向に転送され、その後水平転送レジスタ１４ｃによって水平方向に転送される。水平転送を施された電荷は、出力回路１４ｄから外部に出力される。つまり、撮像面はラスタ走査を施され、電荷は１ラインずつ出力される。
【００２１】
ＣＣＤイメージャ１４から出力された電荷つまり低解像度の生画像信号は、ＣＤＳ（Correlation Double Sampling）回路２０によってノイズ除去を施される。クランプ回路２２は、ノイズが除去された生画像信号にクランプ処理を施す。図３に示すように、撮像面の光学的黒エリアにはクランプエリアＣｆおよびＣｂが形成される。クランプエリアＣｆは撮像面の前縁に位置し、クランプエリアＣｂは撮像面の後縁に位置する。クランプ回路２２は、クランプタイミングＴｆでアクティブとなるクランプパルスがＴＧ１６から出力されたとき、クランプエリアＣｆに注目してクランプ処理を実行し、クランプタイミングＴｂでアクティブとなるクランプパルスがＴＧ１６から出力されたとき、クランプエリアＣｂに注目してクランプ処理を実行する。これによって、生画像信号のペデスタルレベルが光学的黒レベルに合わせられる。
【００２２】
クランプ処理を施された生画像信号は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路２４によってゲイン調整を施され、その後Ａ／Ｄ変換器２６によってディジタル信号である生画像データに変換される。信号処理回路２８は、Ａ／Ｄ変換器２６から出力された生画像データに白バランス調整，ＹＵＶ変換などの信号処理を施し、ＹＵＶ形式の画像データをメモリ制御回路３６を通してＳＤＲＡＭ３８に書き込む。
【００２３】
ビデオエンコーダ４０はメモリ制御回路３６を通してＳＤＲＡＭ３８から各フレームの画像データを読み出し、読み出された画像データをＮＴＳＣ方式に従うコンポジットビデオ信号に変換する。変換されたコンポジットビデオ信号はＬＣＤモニタ４２に与えられ、この結果、被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。
【００２４】
信号処理回路２８によって生成された画像データのうちＹデータは、輝度評価回路３０にも与えられる。輝度評価回路３０は、与えられたＹデータを１フレーム期間（１／３０秒）毎に積算して、各フレームの輝度評価値を算出する。
【００２５】
図３を参照して、撮像面に形成された有効エリアの中央には通常評価エリアＥｃが割り当てられる。また、有効エリアのクランプエリアＣｆ近傍には特定評価エリアＥｆが割り当てられ、有効エリアのクランプエリアＣｂ近傍には特定評価エリアＥｂが割り当てられる。輝度評価回路３０は、通常評価エリアＥｃに対応するＹデータを１フレーム期間毎に積分して輝度評価値Ｉｙｃを求め、通常評価エリアＥｆに対応するＹデータを１フレーム期間毎に積分して輝度評価値Ｉｙｆを求め、そして通常評価エリアＥｂに対応するＹデータを１フレーム期間毎に積分して輝度評価値Ｉｙｂを求める。
【００２６】
なお、輝度評価回路３０には、積分器３０ｃ，３０ｆおよび３０ｂが設けられ、積分器３０ｃが輝度評価値Ｉｙｃの算出を担当し、積分器３０ｆが輝度評価値Ｉｙｆの算出を担当し、そして積分器３０ｂが輝度評価値Ｉｙｂの算出を担当する。
【００２７】
求められた輝度評価値Ｉｙｃ，ＩｙｆおよびＩｙｂのうち、輝度評価値Ｉｙｃは、ＣＰＵ３０のスルー画像用ＡＥ処理に利用される。ＣＰＵ３０は、輝度評価値Ｉｙｃを垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して輝度評価回路３０から取り込み、取り込まれた輝度評価値Ｉｙｃに基づいて最適露光期間を算出し、そして算出された最適露光期間をＴＧ１６に設定する。ＴＧ１６は、設定された最適露光期間に従うプリ露光を実行する。この結果、ＬＣＤモニタ４２に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。
【００２８】
シャッタボタン３４が半押しされると、記録用ＡＥ処理がＣＰＵ３０によって実行される。この結果、本露光のための最適露光期間が求められる。求められた最適露光期間は、ＴＧ１６に設定される。
【００２９】
シャッタボタン３４が全押しされると、ＣＰＵ３２によって撮影／記録処理が実行される。ＣＰＵ３２はまず、本露光および全画素読み出しの実行をＴＧ１６に命令し、本露光の開始から最適露光期間が経過した時点でメカニカルシャッタ（図示せず）の駆動を命令する。
【００３０】
ＴＧ１６はＣＣＤイメージャ１４に本露光を施し、メカニカルシャッタは所望のタイミングでイメージセンサ１４への入射光を遮断する。ＴＧ１６は、本露光によって生成された全ての電荷をメカニカルシャッタの駆動後にラスタ走査態様で読み出す。読み出された電荷つまり高解像度の生画像信号は、上述と同様の処理を施され、この結果、高解像度の画像データがＳＤＲＡＭ３８に書き込まれる。
【００３１】
ＣＰＵ３２は次に、ＪＰＥＧ圧縮をＪＰＥＧコーデック４４に命令する。ＪＰＥＧコーデック４４は、ＳＤＲＡＭ３８に格納された高解像度の画像データをメモリ制御回路３６を通して読み出し、読み出された画像データをＪＰＥＧ方式で圧縮し、そして圧縮画像データつまりＪＰＥＧデータをメモリ制御回路３６を通してＳＤＲＡＭ３８に書き込む。
【００３２】
ＣＰＵ３２はその後、かかるＪＰＥＧデータをメモリ制御回路３６を通してＳＤＲＡＭ３８から読み出し、読み出されたＪＰＥＧデータを含むＪＰＥＧファイルをＩ／Ｆ４８を通して記録媒体５０に記録する。
【００３３】
ＣＰＵ３２はμＩＴＯＮのようなマルチタスクＯＳを実行するマルチタスクＣＰＵであり、図４に示すメインタスクおよび図５に示すクランプエリア制御タスクを並列的に実行する。なお、マルチタスクＯＳおよび図４〜図５に示すタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４６に記憶される。
【００３４】
図４を参照して、ステップＳ１ではクランプエリア制御タスクを起動し、ステップＳ３ではスルー画像処理を実行する。ステップＳ３の処理によって、スルー画像がＬＣＤモニタ４２から出力される。
【００３５】
ステップＳ５ではシャッタボタン３４が半押しされたか否か判別し、ＮＯであればステップＳ７でスルー画像用ＡＥ処理を実行し、その後ステップＳ５に戻る。ステップＳ７の処理によってプリ露光期間が調整され、この結果、ＬＣＤモニタ４２に表示されるスルー画像の明るさが適度に調整される。
【００３６】
シャッタボタン３４が半押しされると、ステップＳ９でクランプエリア制御タスクを終了し、ステップＳ１１で記録画像用ＡＥ処理を実行する。ステップＳ１１の処理によって、本露光のための最適露光期間が求められる。
【００３７】
ステップＳ１３ではシャッタボタン３４が全押しされたか否かを判別し、ステップＳ１５ではシャッタボタン３４の操作が解除されたか否かを判別する。シャッタボタン３４の操作が解除されたときは、ステップＳ１５でＹＥＳと判断し、ステップＳ５に戻る。
【００３８】
シャッタボタン３４が全押しされたときは、ステップＳ１３でＹＥＳと判断し、ステップＳ１７で撮影／記録処理を実行する。ステップＳ１７の処理によって、本露光に基づく画像データが圧縮状態で記録媒体５０に記録される。ステップＳ１７の処理が完了すると、ステップＳ１に戻る。
【００３９】
図５を参照して、ステップＳ２１ではクランプタイミングＴｆをＴＧ１６に設定する。ＴＧ１６は、図３に示すクランプタイミングＴｆでアクティブとなるクランプパルスを発生する。生画像信号のペデスタルレベルは、クランプエリアＣｆのレベルに合わせられる。
【００４０】
ステップＳ２３では垂直同期信号ＶｓｙｎｃがＳＧ１８から出力されたか否かを判別し、ＹＥＳであれば、ステップＳ２５で輝度評価回路３０から輝度評価値ＩｙｆおよびＩｙｂを取り込む。ステップＳ２７では、現時点でＴＧ１８に設定されているクランプタイミングを判別する。
【００４１】
設定されているクランプタイミングが“Ｔｆ”であれば、ステップＳ２９に進み、取り込まれた輝度評価値Ｉｙｆを閾値ＴＨｆと比較する。そして、Ｉｙｆ≦ＴＨｆであれば、クランプエリアＣｆにブルーミングが発生することはないと判断し、ステップＳ２３に戻る。これに対して、Ｉｙｆ＞ＴＨｆであれば、クランプエリアＣｆにブルーミングが発生すると判断し、ステップＳ３１でクランプタイミングＴｂをＴＧ１６に設定してからステップＳ２３に戻る。
【００４２】
ステップＳ３１の処理によって、ＴＧ１６は、図３に示すクランプタイミングＴｂでアクティブとなるクランプパルスを発生する。生画像信号のペデスタルレベルは、クランプエリアＣｂのレベルに合わせられる。
【００４３】
ステップＳ２７でＮＯと判断されたときは、ステップＳ３３で輝度評価値Ｉｙｂを閾値ＴＨｂと比較する。そして、Ｉｙｂ≦ＴＨｂであれば、クランプエリアＣｂにブルーミングが発生することはないと判断し、ステップＳ２３に戻る。これに対して、Ｉｙｂ＞ＴＨｂであれば、クランプエリアＣｂにブルーミングが発生すると判断し、ステップＳ３５でクランプタイミングＴｆをＴＧ１６に設定してからステップＳ２３に戻る。
【００４４】
ステップＳ２３の処理によって、生画像信号のペデスタルレベルは、クランプエリアＣｆのレベルに合わせられる。
【００４５】
以上の説明から分かるように、ＣＣＤイメージャ１４の撮像面は、被写界の光学像が照射される有効エリアと、有効エリアの周囲に形成されかつ光の入射が制限された光学的黒エリアとを有する。ＣＣＤイメーカ１４は、かかる撮像面にラスタ走査を施して生画像信号を出力する。
【００４６】
有効エリア上の水平方向一方端には特定評価エリアＥｆが割り当てられ、有効エリア上の水平方向他方端には特定評価エリアＥｂが割り当てられる。また、光学的黒エリア上の特定評価エリアＥｆ近傍にはクランプエリアＣｆが割り当てられ、光学的黒エリア上の特定評価エリアＥｂ近傍にはクランプエリアＣｂが割り当てられる。
【００４７】
輝度評価回路３０に設けられた積分器３０ｆは、特定評価エリアＥｆについて輝度評価値Ｉｙｆを求め、同じ輝度評価回路３０に設けられた積分器３０ｂは、特定評価エリアＥｂについて輝度評価値Ｉｙｂを求める。また、クランプ回路２２は、クランプエリアＣｆおよびＣｂの一方に注目して、ＣＤＳ回路２０から出力された生画像信号にクランプ処理を施す。ＣＰＵ３２は、クランプ処理のために注目するエリアを、輝度評価値ＩｙｆおよびＩｙｂに基づいて、クランプエリアＣｆおよびＣｂの間で切り換える。
【００４８】
このように、クランプエリアＣｆおよびＣｂは、特定評価エリアＥｆおよびＥｂの近傍にそれぞれ割り当てられる。クランプエリアＣｆおよびＣｂのいずれに注目するかは、輝度評価値ＩｙｆおよびＩｙｂに基づいて判断される。
【００４９】
これによって、特定評価エリアＥｆへの大量の光の入射によってクランプエリアＣｆにブルーミングが発生する可能性があるときは、クランプエリアＣｂに注目したクランプ処理を実行でき、特定評価エリアＥｂへの大量の光の入射によってクランプエリアＣｂにブルーミングが発生する可能性があるときは、クランプエリアＣｆに注目したクランプ処理を実行することができる。この結果、高精度のクランプ処理が実現される。
【００５０】
また、有効エリアの中央には通常評価エリアＥｃが割り当てられ、輝度評価回路３０に設けられた積分器３０ｃは、この通常評価エリアＥｃについて輝度評価値Ｉｙｃを求める。ＣＰＵ３０は、かかる輝度評価値Ｉｙｃに基づいて露光量を調整する。
【００５１】
特定評価エリアＥｆ（またはＥｂ）に大量の光が入射してからクランプエリアＣｆ（またはＣｂ）にブルーミングが発生するまでには、時間がかかる。したがって、クランプエリアＣｆ（またはＣｂ）にブルーミングが発生した時点では、注目するエリアはクランプエリアＣｆ（またはＣｂ）からクランプエリアＣｂ（またはＣｆ）に切り換えられている。この結果、クランプ処理は的確に実行され、露光量も正確に調整される。
【００５２】
なお、この実施例では、ＣＣＤイメージャによって被写界を撮影するようにしているが、ＣＣＤイメージャに代えてＣＭＯＳイメージャを採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用されるＣＣＤイメージャの構造の一例を示す図解図である。
【図３】図１実施例に適用されるＣＣＤイメージャの動作の一部を示す図解図である。
【図４】図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図５】図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  …ディジタルカメラ
１４  …ＣＣＤイメージャ
１６  …ＴＧ
２２  …クランプ回路
３０  …積分回路
３２  …ＣＰＵ
【図１】
2005268861.tif 000003
【図２】
2005268861.tif 000004
【図３】
2005268861.tif 000005
【図４】
2005268861.tif 000006
【図５】
2005268861.tif 000007