(57)【要約】【課題】  ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて、ＣＣＤの時間経過による温度上昇を考慮して、ＣＣＤの各画素の特性のばらつきによる長時間露光時の画像ノイズを低減させることができるノイズリダクション装置を提供する。【解決手段】  撮像素子を撮像手段に用いたデジタルカメラのノイズリダクション装置は、被写体を撮像する本露光時の直後に、撮像素子を完全に遮光した状態で撮像する暗露光を連続して２回行う。２回の暗露光の露光時間はそれぞれ本露光の露光時間の半分である。２回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々の比から本露光時の撮像素子の各画素の暗電流によるノイズ成分を算出し各画素の本露光時の出力値から算出した値を減算する。２回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々は、それぞれの露光時間の間の暗電流の積分値から求められる。【選択図】      図５
2005079948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を撮像手段に用いたデジタルカメラにおいて、
被写体を撮像する本露光時の直後に、前記撮像素子を完全に遮光した状態で撮像する暗露光を連続して複数回行うことで、前記複数回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々の比から前記本露光時の前記撮像素子の各画素の暗電流によるノイズ成分を算出し前記各画素の前記本露光時の出力値から、前記算出した値を減算することを特徴とするノイズリダクション装置。
【請求項２】
前記暗露光は、２回であることを特徴とする請求項１に記載のノイズリダクション装置。
【請求項３】
前記暗露光の露光時間はそれぞれ等しいことを特徴とする請求項１に記載のノイズリダクション装置。
【請求項４】
前記暗露光の露光時間は、前記本露光の露光時間の１／２であることを特徴とする請求項３に記載のノイズリダクション装置。
【請求項５】
前記本露光の露光時間が、前記デジタルカメラに設定された第１基準時間よりも短い場合は、前記複数回の暗露光を行わず、前記本露光の露光時間と等しい時間だけ暗露光を前記本露光の直後に１回だけ行い、前記１回の暗露光時に得られた前記撮像素子の各々の暗電流によるノイズ成分を、前記本露光時の前記撮像素子の各々の暗電流によるノイズ成分として前記各画素の前期本露光時の出力値から減算することを特徴とする請求項１に記載のノイズリダクション装置。
【請求項６】
前記第１基準時間は６０秒であることを特徴とする請求項５に記載のノイズリダクション装置。
【請求項７】
前記本露光の露光時間が、前記第１基準時間よりも短い時間に設定された第２基準時間よりも短い場合は、前記暗露光を行わず、前記撮像素子の各々の暗電流によるノイズ成分の減算を行わないことを特徴とする請求項５に記載のノイズリダクション装置。
【請求項８】
前記第２基準時間は１秒であることを特徴とする請求項７に記載のノイズリダクション装置。
【請求項９】
前記複数回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々は、それぞれの露光時間の間の暗電流の積分値から求められることを特徴とする請求項１に記載のノイズリダクション装置。
【請求項１０】
撮像素子を撮像手段に用いたデジタルカメラにおいて、被写体を撮像する本露光を行う第１ステップと、
前記本露光の直後に、前記撮像素子を完全に遮光した状態で撮像する暗露光を連続して複数回行う第２ステップと、
前記複数回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々の比を算出する第３ステップと、
前記第３ステップから前記本露光時の前記撮像素子の各画素の暗電流によるノイズ成分を算出し前記各画素の前記本露光時の出力値から、前記算出した値を減算する第４ステップとを備えたことを特徴とするノイズ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラに関し、特に、夜景撮影や天体撮影などの長時間露光時におけるノイズリダクション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤなどによる撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて、長時間露光を行うと、ＣＣＤの各画素の暗電流のばらつきの影響により、ある画素は暗出力が大きくなり撮像画像上の暗部で高輝度の点として現れる問題があった。ＣＣＤの一部を遮光して得たオプティカルブラック出力を用いても暗電流成分を除去しきれずに全体に輝度が上がった画像となり画質を損なっていた。
【０００３】
このような各画素の特性のばらつきによる固定パターンノイズを除去する方法として、特許文献１の装置は、実際に撮影（本露光）された露光時間を記憶し（本露光時間）、直後に本露光時間と同じ時間だけＣＣＤを完全に遮光した状態で露光して（暗露光）、得られた本露光出力から暗露光出力を減算することにより、本露光時の各画素の暗出力をキャンセルしてノイズを除去することを開示している。
【特許文献１】特開２０００−２０９５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１は、本露光に引き続き行われる暗露光の時間的経過に伴うＣＣＤの温度上昇について考慮されていない。元々暗電流は熱により発生するものであり、露光時間が長時間になればなるほどＣＣＤの温度は上昇し（８〜１０℃で２倍）、本露光時の暗電流成分Ｉｍと、暗露光時の暗電流成分Ｉｄとの間に誤差が生じる。つまり本露光時から連続してＣＣＤが使用される暗露光時の方がＣＣＤの温度が上昇し、それに伴い暗電流も増加し、Ｉｍ＜Ｉｄの関係となる。そのため暗露光時の暗電流成分Ｉｄを基に減算することによって得られた画像は、暗出力を引き過ぎで、カラーバランスの崩れや輝度の低下（露出不足）を招く。
【０００５】
したがって本発明の目的は、ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて、連続使用によるＣＣＤの温度上昇を考慮して、ＣＣＤの各画素の特性のばらつきによる長時間露光時の画像ノイズを低減させることができるノイズリダクション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像素子を撮像手段に用いたデジタルカメラのノイズリダクション装置は、被写体を撮像する本露光時の直後に、撮像素子を完全に遮光した状態で撮像する暗露光を連続して複数回行うことで、複数回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々の比から本露光時の撮像素子の各画素の暗電流によるノイズ成分を算出し各画素の本露光時の出力値から算出した値を減算する。これにより、複数回行われた暗露光時の暗電流の暗出力値から、本露光時の暗電流の暗出力値を算出し、これらを画素ごとに本露光時の出力値から減算させることで、連続使用により生じたＣＣＤの温度上昇を考慮して暗電流による暗出力（ノイズ成分）を除去することが可能になる。
【０００７】
好ましくは、暗露光は、２回である。これにより、簡易な計算で本露光時の暗電流の暗出力の除去が可能になる。
【０００８】
また、好ましくは、前記暗露光の露光時間はそれぞれ等しい。これにより、簡易な計算で本露光時の暗電流の暗出力の除去が可能になる。
【０００９】
さらに好ましくは、暗露光の露光時間は、本露光の露光時間の１／２である。これにより、簡易な計算で本露光時の暗電流の暗出力の除去が可能になる。
【００１０】
また、好ましくは、本露光の露光時間が、デジタルカメラに設定された第１基準時間よりも短い場合は、複数回の暗露光を行わず、本露光の露光時間と等しい時間だけ暗露光を本露光の直後に１回だけ行い、１回の暗露光時に得られた撮像素子の各々の暗電流によるノイズ成分を、本露光時の撮像素子の各々の暗電流によるノイズ成分として各画素の本露光時の出力値から減算する。これにより、露光時間が比較的短い場合には、ＣＣＤの温度上昇を考慮しないで１回の暗露光で簡易に本露光時の暗電流の暗出力の除去が可能になる。
【００１１】
さらに好ましくは、第１基準時間は６０秒である。
【００１２】
また、さらに好ましくは、本露光の露光時間が、第１基準時間よりもさらに短い時間に設定された第２基準時間よりも短い場合は、暗露光を行わず、撮像素子の各々の暗電流によるノイズ成分の減算を行わない。
【００１３】
さらに好ましくは、第２基準時間は１秒である。
【００１４】
また、好ましくは、複数回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々は、それぞれの露光時間の間の暗電流の積分値から求められる。
【００１５】
また、撮像素子を撮像手段に用いたデジタルカメラにおけるノイズ除去方法は、被写体を撮像する本露光を行う第１ステップと、本露光の直後に、撮像素子を完全に遮光した状態で撮像する暗露光を連続して複数回行う第２ステップと、複数回の暗露光時に得られた暗出力の平均値の各々の比を算出する第３ステップと、第３ステップから本露光時の撮像素子の各画素の暗電流によるノイズ成分を算出し各画素の本露光時の出力値から算出した値を減算する第４ステップとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、ＣＣＤなどの撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて、連続使用によるＣＣＤの温度上昇を考慮して、ＣＣＤの各画素の特性のばらつきによる長時間露光時の画像ノイズを低減させることができるノイズリダクション装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図１は、本実施形態であるデジタルカメラのブロック図である。
【００１８】
このデジタルカメラは、一眼レフカメラであり、交換レンズ１１はマウントピン１２、１３を介してカメラ本体内に設けられた電気回路と電気的に接続される。交換レンズ１１のレンズ鏡筒内には前群レンズ１４と後群レンズ１５が設けられ、これらのレンズ１４、１５の間には絞り１６が配設されている。各レンズ１４、１５はレンズ制御回路１７の制御によって光軸方向に変位し、焦点調節が行われる。レンズ制御回路１７は、カメラ本体内に設けられたＣＰＵ３１からマウントピン１２を介して送られてくる制御信号に従って動作する。絞り１６は、カメラ本体内に設けられた絞り駆動回路３２からマウントピン１３を介して送られてくる制御信号に従って動作し、絞り１６の開度が調節される。絞り駆動回路３２はＣＰＵ３１によって制御される。
【００１９】
カメラ本体内において、レンズ１４、１５の光軸上には、クイックリターンミラー２１が設けられている。クイックリターンミラー２１は、図示された傾斜状態と上方へ回動した水平状態との間において回動自在である。クリックリターンミラー２１の上方にはピント板２２が設けられ、ピント板２２の上方にはペンタプリズム２３が設けられている。ペンタプリズム２３の後方にはファインダの接眼レンズ２４が配設されている。
【００２０】
クイックリターンミラー２１の後方には、シャッタ２５が設けられ、シャッタ２５の後方には赤外カットフィルタ２６と光学ローパスフィルタ２７が設けられている。光学ローパスフィルタ２７の後方にはＣＣＤ（撮像素子）３３が設けられている。すなわち、クリックリターンミラー２１、シャッタ２５、赤外カットフィルタ２６、光学ローパスフィルタ２７、ＣＣＤ３３は、レンズ１４、１５の光軸上に配置されている。
【００２１】
クイックリターンミラー２１の回動はミラー駆動回路３４によって駆動され、シャッタ２５の開閉動作はシャッタ駆動回路３５によって駆動される。ミラー駆動回路３４とシャッタ駆動回路３５はＣＰＵ３１によって制御される。
【００２２】
通常、クイックリターンミラー２１は傾斜状態に定められており、交換レンズ１１から取り込まれた光をペンタプリズム２３側に導く。このときシャッタ２５は閉じられており、ＣＣＤ３３に向かう光路を閉塞している。これに対し撮影が行われる時、クイックリターンミラー２１はミラー駆動回路３４の制御により上方に回動せしめられ、水平状態となる。このクイックリターンミラー２１の回動にともない、シャッタ２５はシャッタ駆動回路３５の制御により開口せしめられ、交換レンズ１１から取り込まれた光はＣＣＤ３３の受光面に照射される。すなわち、受光面にはレンズ１４、１５によって得られた画像が形成され、ＣＣＤ３３では、画像に対応した撮像信号が生成される。
【００２３】
ＣＰＵ３１には、上記レンズ制御回路１７、絞り駆動回路３２のほか、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４０、ＡＦセンサ５２、測光センサ５３や操作スイッチ５４、状態表示装置５５が接続されていて、ＣＰＵ３１は、これら接続された各種回路を制御してカメラ本体および装着された撮影レンズの動作を総括的に制御する。
【００２４】
ＤＳＰ４０は、ＣＣＤ３３の露光制御および露光により得られる画像データの処理を行うための制御回路であり、本露光、及び暗露光によって得られた画像データ等を基にＣＰＵ３１の制御により本露光の露光データからノイズ成分を除去する画像処理を行う。ＤＳＰ４０には、１つの画像に対応したデジタルの画像データを格納するために充分な容量を有するメモリ４１が接続されている。他にメモリ４１は、露光時間（Ｔｖ）、及び露光時間（Ｔｖ）の長さと比較する第１、第２基準時間が記憶される。
【００２５】
ＤＳＰ４０にはパルス発生回路（ＰＰＧ）３７が接続され、パルス信号発生回路３７は、ＤＳＰ４０の制御によって種々のパルス信号を発生する。これらのパルス信号に基づいて、ＣＣＤ駆動回路３８が駆動され、ＣＣＤ駆動回路３８によりＣＣＤ３３の動作が制御される。すなわちＣＣＤ３３から読み出された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器３９によってデジタル信号に変換され、ＤＳＰ４０において、所定の画像処理が施される。
【００２６】
上記説明のようなＰＰＧ３７、ＣＣＤ駆動回路３８、Ａ／Ｄ変換器３９によって、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）３６が構成されている。ＡＦＥ３６は、一定期間ごとに一定周期でＣＣＤ３３に垂直同期信号（Ｖｄパルス）を出力する。垂直同期信号（Ｖｄ）が出力されることにより、露光の開始や終了、露光データの取り込みなどが行われる。垂直同期信号（Ｖｄパルス）は、長時間露光の本露光時や暗露光時、及び露光データの取り込み時以外は、ＡＦＥ３６の設定などのレスポンスの考慮やスルー画表示のために、短い周期（５ｍｓ）で出力される。露光データ取り込み時は、１フィールド分の露光データが取り出されるのに必要な時間（本実施形態では１６８．３ｍｓ）分の長い周期で出力される。長時間露光の本露光時や暗露光時は、露光データ取り込み時と同じ長い周期（１６８．３ｍｓ）で出力される。本発明にかかるノイズリダクション装置は、これらＣＰＵ３１、ＡＦＥ３６、ＤＳＰ４０で構成される。
【００２７】
またＤＳＰ４０には、モニタインターフェース４２とカードインタフェース４３とＰＣインターフェース４４とが接続されている。これらのインターフェース４２、４３、４４はＤＳＰ４０によって制御される。
【００２８】
モニタインターフェース４２には、液晶駆動回路４５を介して、バックライト４６と液晶表示素子（ＬＣＤ）４７が接続され、またビデオ出力駆動回路５０を介してビデオ出力端子５１が接続されている。メモリ４１から読み出された画像データに基づいて、液晶駆動回路４５が制御され、液晶表示素子４７によって画像が表示される。また画像データはビデオ出力駆動回路５０において所定のフォーマットに変換され、ビデオ出力端子５１を介して、外部のビデオ装置に出力される。カードインターフェース４３にはカードコネクタ４８が接続され、ＰＣインターフェース４４にはＰＣコネクタ４９が接続されている。カードコネクタ４８には画像データを格納するＩＣメモリカードが装着可能であり、ＰＣコネクタ４９にはパーソナルコンピュータが接続可能である。
【００２９】
ＣＰＵ３１には、ＡＦセンサ５２と測光センサ５３が接続されている。ＡＦセンサ５２は従来公知の構成を有し、ＡＦセンサ５２によって、レンズ１４、１５の焦点調節状態が測定される。測光センサ５３によって、露光時の絞り１６の開度とＣＣＤ３３における電荷蓄積時間（露光時間）とを自動的に決定するための測光が行われる。
【００３０】
またＣＰＵ３１には、操作スイッチ５４と状態表示装置５５が接続されている。操作スイッチ５４は、測光スイッチとレリーズスイッチ等を備えている。測光スイッチは図示しないレリーズボタンを半押しすることによってオン状態となり、これにより、測光センサ５３によって測光が行われる。レリーズスイッチはレリーズボタンを全押しすることによってオン状態となり、これにより、シャッタ２５が開閉駆動される。すなわちＣＣＤ３３が露光され、ＣＣＤ３３には画像に対応した撮像信号が発生する。状態表示装置５５は液晶表示素子を有し、この液晶表示素子にはデジタルカメラの種々の設定状態が表示される。
【００３１】
次に、図２のフローチャート、図３、図４のタイミングチャートを使って、本露光と暗露光の流れを説明する。図３は、本露光の露光時間が第１基準時間（６０秒）よりも長い場合のタイミングチャート、図４は本露光の露光時間が第２基準時間（１秒）より長く第１基準時間（６０秒）以下の場合のタイミングチャートを示す。図３、図４のタイミングチャートは、横軸に時間をとり、長時間露光の開始と終了のパルス入力（レリーズシーケンス）に対して、垂直同期信号（Ｖｄ）が出力されるタイミング、本露光、暗露光でピクセルデータがＣＣＤ３３に電荷蓄積されるタイミングを示す。
【００３２】
図２のフローチャートは、不図示の電源スイッチが投入されることで、ＣＰＵ３１を介してＤＳＰ４０が起動して実行する動作を示したものである。ステップＳ11で開始の後、ステップＳ12で使用者のレリーズスイッチがオン状態にされたか否かを確認する。オン状態にされると（図３中のＴ11、図４中のＴ21）、ステップＳ13で本露光が開始される（Ｔ12、Ｔ22）。なお、本露光時間（Ｔ12からＴ13までの期間）は、手動設定あるいは自動設定により、レリーズスイッチオン以前に予め設定されているか、あるいはバルブモードで、使用者によりレリーズスイッチのオン状態が解除されるまでの時間である。本露光が終了すると（Ｔ13、Ｔ23）、本露光終了直後の垂直同期信号出力時点（Ｔ14、Ｔ24）から、ＡＦＥ３６がそれまでの露光モードから露光データ取り込みモードに設定変更される。Ｔ13〜Ｔ14（又はＴ23〜Ｔ24）の間は、露光は続けられているが遮光された状態で行われているので、実質的に本露光の露光時間はＴ12〜Ｔ13（又はＴ22〜Ｔ23）の間である。設定変更後（Ｔ15、Ｔ25）、フィールドごとに露光データの取り込みすなわちＣＣＤ３３の各画素に蓄積された電荷の取り込みが行われる。第１フィールドにおける露光データの取り込みがＴ15（又はＴ25）の時点から１６８．３ｍｓの間行われ、Ｔ15（又はＴ25）の時点から１６８．３ｍｓ経過後から、第２フィールドにおける露光データの取り込みが１６８．３ｍｓの間行われる。本露光では、ＣＣＤ３３に被写体からの光が照射された状態での電荷蓄積であり、蓄積された電荷は、被写体からの光に対応して蓄積された電荷と、暗電流により蓄積された電荷の和である。２つのフィールド両方の電荷取り込みが終了した（Ｔ16、Ｔ26）後、ステップＳ14でその露光時間（Ｔｖ）がカメラ本体に記憶され、後述する暗露光が開始される。暗露光の回数、及び暗露光が行われるか否かは、露光時間（Ｔｖ）に応じて判断される。この判断は、メモリ４１にあらかじめ記憶された第１基準時間（６０秒）、第２基準時間（１秒）と、露光時間（Ｔｖ）の長さの比較によって行われる。
【００３３】
ステップＳ15で、露光時間（Ｔｖ）が第１基準時間（６０秒）よりも長いか否かを確認する。６０秒よりも長い場合には、暗露光が２回行われる（ステップＳ16〜Ｓ19）。
【００３４】
６０秒以下である場合には、ステップＳ20で、露光時間（Ｔｖ）が第２基準時間（１秒）よりも長いか否かを確認する。１秒よりも長い場合には、暗露光が１回行われる（ステップＳ21〜Ｓ22）。露光時間が比較的短い場合（ここでは１秒〜６０秒）は、後述する２回の暗露光時の暗電流による暗出力値から本露光時の暗電流による暗出力値を算出せずに、従来からの１回の暗露光時の暗電流による暗出力値から本露光時の暗電流による暗出力値を算出する方法でもＣＣＤ３３の温度上昇による誤差は少ないからである。
【００３５】
１秒以下である場合には、暗露光は行われない。露光時間が更に短い場合は、本露光時の暗電流による暗出力値が小さいため、これを考慮する必要がないからである。
【００３６】
まず、暗露光が２回行われる場合を説明する。ステップＳ16で１回目の暗露光が開始される（Ｔ16）。本露光の半分の露光時間だけ経過後、１回目の暗露光が終了する（Ｔ17）。すなわち、実質的な本露光の露光時間であるＴ12〜Ｔ13の長さの１／２が、Ｔ16〜Ｔ17の長さに相当する。１回目の暗露光終了後、フィールドごとに露光データの取り込みすなわちＣＣＤ３３の各画素に蓄積された電荷の取り込みが行われる（Ｔ17）。暗露光では、ＣＣＤ３３を遮光した状態での電荷蓄積であり、各画素に蓄積された電荷は、暗電流により蓄積された電荷のみである。２つのフィールド両方の電荷取り出しが終了した（Ｔ18）後、２回目の暗露光が開始される。
【００３７】
次に、ステップＳ17で２回目の暗露光が開始される（Ｔ18）。１回目の暗露光と同様に、本露光の半分の露光時間だけ経過後、２回目の暗露光が終了する（Ｔ19）。すなわち、実質的な本露光の露光時間であるＴ12〜Ｔ13の長さの１／２が、Ｔ18〜Ｔ19の長さに相当する。２回目の暗露光終了後、フィールドごとに露光データの取り込みすなわちＣＣＤ３３の各画素に蓄積された電荷の取り込みが行われる（Ｔ19）。１回目の暗露光と同様、２回目の暗露光の露光時間に蓄積された電荷は、暗電流により蓄積された電荷のみである。
【００３８】
２つのフィールド両方の電荷取り込みが終了した（Ｔ20）後、ステップＳ18で、暗露光時の各画素から暗出力されたデータの平均値すなわち暗電流の積分値から、本露光時における暗電流による各画素から暗出力されたデータの平均値すなわち暗電流の積分値を算出する。ステップＳ19で、算出した値を使って本露光時における各画素の暗電流の影響を差し引いた出力値を算出し、ステップＳ23で終了する。ステップＳ18、Ｓ19の算出方法は後述する。
【００３９】
次に、暗露光が１回だけ行われる場合を説明する。ステップＳ20の後、ステップＳ21で、暗露光が開始される（Ｔ26）。本露光の露光時間だけ経過後、暗露光が終了する（Ｔ27）。すなわち、実質的な本露光の露光時間であるＴ22〜Ｔ23の長さが、Ｔ26〜Ｔ27の長さに相当する。暗露光終了後、フィールドごとに露光データの取り込みすなわちＣＣＤ３３の各画素に蓄積された電荷の取り込みが行われる（Ｔ27）。暗露光では、ＣＣＤ３３を遮光した状態での電荷蓄積であり、このとき蓄積された電荷は、暗電流により蓄積された電荷のみである。
【００４０】
２つのフィールド両方の電荷取り出しが終了した（Ｔ28）後、ステップＳ22で本露光時における各画素の暗電流の影響を差し引いた出力値を算出し、ステップＳ23で終了する。ステップＳ22の算出方法は、暗露光時における暗電流の暗出力値を、本露光時における暗電流の暗出力と同等と見なして、これを本露光時における出力値から減算させる。
【００４１】
暗露光が行われない場合は、ステップＳ20の後、ステップＳ23で終了する。
【００４２】
ここで、前述の暗露光が２回行われる場合の処理であるステップＳ18、Ｓ19の本露光データから暗電流による暗出力値を減算する計算について説明する。図３、図４で示したタイミングチャートにおいて、本露光の露光時間（Ｔ12〜Ｔ13）、１回目の暗露光の露光時間（Ｔ16〜Ｔ17）、及び２回目の暗露光の露光時間（Ｔ18〜Ｔ19）は、他の電荷取り込みされる時間（Ｔ17〜Ｔ18）等に比べて充分に長いと考えられるので、本露光から１回目の暗露光、２回目の暗露光は連続して行われると考えることができる。従って、露光時間一定で等時間間隔で連続して露光した場合の時間経過によるＣＣＤ３３の温度上昇分の暗電流の増加を図５のように示すことができる。図５は、横軸に時間を、縦軸に暗電流を表す。ある区間の暗電流の積分値は、その時間内にＣＣＤ３３の各画素から暗出力されたデータの平均値である。本露光の露光時間をｔ０〜ｔ２（図３のＴ12〜Ｔ13に相当）、１回目の暗露光の露光時間をｔ２〜ｔ３（図３のＴ16〜Ｔ17に相当）、２回目の暗露光の露光時間をｔ３〜ｔ４（図３のＴ18〜Ｔ19に相当）で表す。本露光の露光時間の半分の時点をｔ１で表す。ｔ０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４・・・の間にＣＣＤ３３の各画素から暗電流により暗出力されたデータの平均値をそれぞれＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・で表す。
【００４３】
１回目、２回目の暗露光時は、暗電流による電荷の蓄積のみが行われる。従って、ＣＣＤ３３の各画素から暗出力されたデータの平均値Ｓ２、Ｓ３は、１回目、２回目の暗露光時の暗電流の積分値から求められる。しかし、本露光時は、暗電流によるＣＣＤ３３の電荷蓄積とともに被写体から照射された光に対応したＣＣＤ３３の電荷蓄積も行われるので、本露光時の暗電流の積分値だけを直接求めることはできない。従って、本露光時にＣＣＤ３３の各画素から暗電流により暗出力されたデータの平均値Ｓｄ（Ｓ０＋Ｓ１）は、Ｓ２、Ｓ３の値から算出する必要がある。
【００４４】
図５のように、暗電流の増加曲線が線形であると近似し、ｔ０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４の区間で各画素から暗電流により暗出力されたデータの平均値すなわち暗電流の積分値Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３には、以下の関係式が成り立つ。（但し、Ｓ０＜Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３）
Ｓ１≒Ｓ２×（Ｓ２／Ｓ３）                    （１）
Ｓ０≒Ｓ１×（Ｓ１／Ｓ２）
＝Ｓ２×（Ｓ２／Ｓ３）×（Ｓ２／Ｓ３）    （２）
【００４５】
（１）、（２）式より、本露光時の暗電流の積分値Ｓｄは、以下の関係式が成り立つ。
Ｓｄ＝Ｓ０＋Ｓ１
≒Ｓ２×（Ｓ２／Ｓ３）×（Ｓ２／Ｓ３）＋Ｓ２×（Ｓ２／Ｓ３）
＝Ｓ２×｛（Ｓ２／Ｓ３）×（Ｓ２／Ｓ３）＋（Ｓ２／Ｓ３）｝        （３）
【００４６】
すなわち、本露光時の暗電流の積分値Ｓｄは、１回目の暗電流積分値Ｓ２に、１回目の暗電流積分値Ｓ２と２回目の暗電流積分値Ｓ３との比に基づいて計算した係数を乗算して求まる。この式（３）を各画素の暗電流成分の算出に適用して、暗電流成分を除去した各画素毎の画素データの算出式を考えてみる。本露光時の特定の画素の出力をＰｍ、その後の１回目の暗露光時の特定の画素の暗出力をＰｄ１とすると、本露光時の特定の画素における暗電流による暗出力（ノイズ分）を除去した出力Ｐｍ’は以下のように表される。
Ｐｍ’
＝Ｐｍ−Ｐｄ１×｛（Ｓ２／Ｓ３）×（Ｓ２／Ｓ３）＋（Ｓ２／Ｓ３）｝      （４）
（４）式を総ての画素にそれぞれ当てはめて行えば、本露光時の各画素の暗電流による暗出力（ノイズ分）を除去した出力値を算出することが可能になる。従って、図２のステップＳ16及びＳ17の実行により、上記Ｓ２、Ｓ３が得られ、ステップＳ18にてＳ２、Ｓ３から本露光時の暗電流の積分値Ｓｄが得られ、ステップＳ19にて画素ごとに暗電流による暗出力を除去した出力値が得られる。
【００４７】
なお、本実施形態では、暗電流成分算出および暗出力の除去を簡易な計算で行うことを考慮して、２回の暗露光をそれぞれ本露光の露光時間の半分ずつとして説明したが、暗露光の露光時間はこれに限られない。上記計算式とは異なってくるが、２回の暗露光の露光時間の暗電流の暗出力値から、本露光の露光時間の暗電流の暗出力値が求められる計算式を用意すれば同様の効果が得られるからである。暗露光の回数を２回としたのも、計算を簡単にするためであり、３回以上行って、さらに本露光の露光時間における暗電流の暗出力値の計算を精度高く行ってもよい。
【００４８】
また、本実施形態では、ステップＳ15、ステップＳ20において暗露光の回数や暗露光を行うか否かの判断を、露光時間（Ｔｖ）と第１基準時間を６０秒、第２基準時間を１秒とを比較することにより行ったが、第１、第２基準時間の長さはこれに限らない。
【００４９】
また、本実施形態では、１眼レフ式のデジタルカメラであるとして説明したが、デジタルカメラの形態はこれに限られない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態のデジタルカメラの構成図である。
【図２】本実施形態における本露光と、暗露光のフローチャートである。
【図３】本実施形態における本露光と、２回の暗露光のタイミングチャートである。
【図４】本実施形態における本露光と、１回の暗露光のタイミングチャートである。
【図５】時間と暗電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１１  交換レンズ
３１  ＣＰＵ
３３  ＣＣＤ
３６  ＡＦＥ（アナログフロントエンド）
４０  ＤＳＰ
【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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