(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子に対して被写体光を通過および遮光するシャッタ装置と、
前記被写体光が通過された状態で前記撮像素子に所定時間の撮像動作を行わせて第１の撮像信号を出力させ、前記被写体光が遮光された状態で前記撮像素子に前記所定時間の撮像動作を行わせて第２の撮像信号を出力させる撮像回路と、
前記第１の撮像信号から前記第２の撮像信号を減算して信号補正を行う信号補正回路と、
前記遮光状態における撮像動作時間を、前記撮像素子の特性によって定められる上限値で制限するように前記撮像回路を制御する制御回路とを備えることを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラにおいて、
前記制御回路は、前記撮像素子から出力される前記第２の撮像信号が当該撮像素子の出力飽和レベルを超えないように前記上限値を定めることを特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子カメラにおいて、
カメラ内の温度を検出する温度検出素子をさらに備え、
前記制御回路は、前記温度検出素子によって検出される温度、および前記撮像素子の撮像感度の少なくとも一方に応じて前記上限値を定めることを特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電子カメラにおいて、
前記制御回路は、前記撮像素子の撮像感度の設定範囲、およびカメラの使用温度範囲の少なくとも一方に応じて前記上限値を定めることを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子を用いて被写体像を撮像する電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤなどの撮像素子は、入射された被写体光の強さに応じて電荷を蓄積する一方、画素を構成する受光素子に流れる暗電流に起因して素子への入射光がない状態でも電荷が蓄積される。暗電流は受光素子ごとにバラツキを有するので、この暗電流によって蓄積された電荷は各画素ごとに不均一な固定パターンを形成する。このような固定パターンは、撮像素子の感度およびダイナミックレンジを制限する要因となる。特開平８−５１５７１号公報には、暗電流による蓄積電荷の影響を除去するため、撮像素子に被写体光を露光させて電荷を蓄積させる本撮影と、撮像素子への被写体光を遮光した状態で本撮影と同時間電荷を蓄積させる遮光撮影とを行い、本撮影によるデータから遮光撮影によるデータを減算する技術が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、長時間露光の本撮影を行う場合には遮光撮影の時間も長くなる。遮光撮影を長時間行うと、暗電流によって蓄積された電荷が撮像素子の電荷蓄積容量を超え、電荷がオーバフローを起こすおそれがある。この場合には、遮光撮影によるデータを減算する効果が得られないばかりか、遮光撮影に要する時間も無駄になる。
【０００４】
本発明の目的は、遮光状態での撮像動作時間を制限するようにした電子カメラを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子カメラは、撮像信号を出力する撮像素子と、撮像素子に対して被写体光を通過および遮光するシャッタ装置と、被写体光が通過された状態で撮像素子に所定時間の撮像動作を行わせて第１の撮像信号を出力させ、被写体光が遮光された状態で撮像素子に所定時間の撮像動作を行わせて第２の撮像信号を出力させる撮像回路と、第１の撮像信号から第２の撮像信号を減算して信号補正を行う信号補正回路と、遮光状態における撮像動作時間を、撮像素子の特性によって定められる上限値で制限するように撮像回路を制御する制御回路とを備えることにより、上述した目的を達成する。
制御回路は、撮像素子から出力される第２の撮像信号が当該撮像素子の出力飽和レベルを超えないように上限値を定めてもよい。
上記カメラはさらに、カメラ内の温度を検出する温度検出素子を備え、この場合の制御回路は、温度検出素子によって検出される温度、および撮像素子の撮像感度の少なくとも一方に応じて上限値を定めるようにしてよい。
制御回路は、撮像素子の撮像感度の設定範囲、およびカメラの使用温度範囲の少なくとも一方に応じて上限値を定めることもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による電子カメラの構成を説明するブロック図である。図１において、演算回路１０１は、マイクロコンピュータなどによって構成される。演算回路１０１は、後述する各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づいて制御信号を各ブロックへ出力する。撮像素子１０２は、ＣＣＤなどで構成される。撮像素子１０２は、撮影レンズＬを通過した被写体光による像を撮像し、撮像信号をＡ／Ｄ変換回路１０３へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路１０３は、アナログ撮像信号をディジタル信号に変換する。撮像素子１０２およびＡ／Ｄ変換回路１０３は、タイミング回路１０４から出力される駆動信号によって所定の動作タイミングで駆動される。
【０００７】
画像処理回路１０５は、ＡＳＩＣなどによって構成される。画像処理回路１０５は、ディジタル変換後の画像データにホワイトバランス処理などの画像処理を行う他、画像処理後の画像データを所定の形式で圧縮する圧縮処理、圧縮された画像データを伸長する伸長処理などを行う。
【０００８】
バッファメモリ１０６は、画像処理回路１０５によって処理される画像データを一時的に格納する。バッファメモリ１０６はさらに、後述するシャッタ１１６を開いて撮像される原画像データからシャッタ１１６を閉じて撮像される固定画像データを減算するノイズ除去の際に、原画像データおよび固定画像データをそれぞれ一時的に格納する。ここで、シャッタ１１６を閉じて撮像される画像は、撮像素子の画素を構成する受光素子ごとにバラツキを有する暗電流によって蓄積される電荷による画像であり、撮像素子ごとに不均一な固定パターンを形成することから固定画像とよばれる。
【０００９】
記録媒体１０７は、カメラに対して着脱可能なメモリカードなどによって構成される。記録媒体１０７には、画像処理後の画像データが記録される。レリーズスイッチＳＷ１は、不図示のレリーズ操作ボタンに連動してレリーズ操作信号を演算回路１０１に出力する。
【００１０】
測光装置１０８は、被写体輝度を検出して検出信号を演算回路１０１に出力する。測光装置１０８は、光電変換素子を含むＩＣによって構成され、輝度検出信号の他に絶対温度に比例する電圧信号Ｖrefを出力する。演算回路１０１は、電圧信号Ｖrefの電圧値を次式（１）に代入することにより、カメラ内における測光装置１０８の温度θ（単位は℃）を算出する。
【数１】
θ＝（Ｖref／Ｖ０）×２９８−２７３           （１）
ただし、Ｖ０は温度２５℃の場合の基準電圧であり、あらかじめ演算回路１０１に記憶されている。
【００１１】
焦点検出装置１０９は、撮影レンズＬによる焦点位置の調節状態を検出し、検出信号を演算回路１０１へ出力する。レンズ駆動装置１１０は、演算回路１０１の指令により撮影レンズＬの不図示のフォーカスレンズを光軸方向に進退駆動し、撮影レンズＬの焦点位置を調節する。
【００１２】
設定操作部材１１１は、電子カメラに対する設定操作を行うスイッチであり、設定操作に応じた操作信号を演算回路１０１へ出力する。設定操作には、ノイズ除去処理を行うか否かの設定、シャッタ速度の設定、絞り値の設定、および撮像感度の設定が含まれる。表示装置１１２は、シャッタ速度、絞り値などの撮影情報や、適正露出か否かの露出情報、ならびにノイズ除去処理を行うか否かを示す情報を表示する。
【００１３】
モータ制御回路１１３は、演算回路１０１の指令によってシーケンスモータ１１４を駆動制御する。シーケンスモータ１１４は、不図示のシーケンス駆動装置を構成し、不図示のミラーのアップ／ダウン、不図示の絞りの駆動、およびシャッタ１１６のチャージなどを行う。シーケンススイッチＳＷ２は、上述したシーケンス駆動装置を構成し、シーケンスモータ１１４のブレーキ制御タイミングなどを発生するスイッチである。
【００１４】
シャッタ制御回路１１５は、シャッタ１１６の不図示の先幕および後幕の保持および解除をそれぞれ制御する。絞り位置検出装置１１７は、絞り値に対応する絞り位置を検出して検出信号を演算回路１０１に出力する。絞り係止装置１１８は、駆動中の絞りを係止し、所定の絞り値で絞りを停止させる。
【００１５】
本発明は、上記の電子カメラで原画像データを構成する信号から固定画像データを構成する信号を減算してノイズ除去、すなわち、信号補正する場合に、固定画像データの撮像時間に上限を設けるようにしたことに特徴を有する。
【００１６】
電子カメラの演算回路１０１で行われるカメラ動作の処理について、図２〜図３のフローチャートを参照して説明する。図２〜図３のフローチャートによるプログラムは、電子カメラに不図示の電池が装填されると起動する。図２のステップＳ１において、演算回路１０１は、初期リセットとしてフラグＳを０に、フラグＢを０に、シャッタ速度ＴＶを７に、絞り値ＡＶを５に、撮像感度ＳＶを６に、それぞれセットしてステップＳ２へ進む。ここで、フラグＳはノイズ除去を行うようにノイズ除去設定が行われると１にされ、ノイズ除去設定が解除されると０にされるフラグである。フラグＢは、シャッタ速度が１秒より低速のバルブ設定された場合に１にされ、シャッタ速度がバルブ設定されない場合に０にされるフラグである。
【００１７】
シャッタ速度ＴＶ、絞り値ＡＶ、および撮像感度ＳＶはアペックス値が用いられる。本実施の形態によるカメラのシャッタ速度の設定範囲はＴＶ０（１秒）〜ＴＶ１０（１／１０００秒）である。本実施の形態によるカメラの絞り値の設定範囲はＡＶ３（Ｆ２．８）〜ＡＶ９（Ｆ２２）である。本実施の形態によるカメラの撮像感度の設定範囲はＳＶ６（ＩＳＯ２００相当）〜ＳＶ９（ＩＳＯ１６００相当）である。
【００１８】
ステップＳ２において、演算回路１０１は、設定操作部材１１１から入力される操作信号に応じて設定処理を行い、ステップＳ３へ進む。設定処理では、ノイズ除去処理を行うか否かの設定、シャッタ速度ＴＶの設定、絞り値ＡＶの設定、撮像感度ＳＶの設定などが行われる。設定処理の詳細については後述する。
【００１９】
ステップＳ３において、演算回路１０１は、測光装置１０８から入力される検出信号によって被写体輝度ＢＶを演算する測光を行い、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、演算回路１０１は、露出演算処理を行ってステップＳ５へ進む。露出演算処理の詳細については後述する。ステップＳ５において、演算回路１０１は、露出演算の結果による適正露出か否かを示す表示、シャッタ速度ＴＶ、絞り値ＡＶ、および撮像感度ＳＶ、ノイズ除去機能処理を行うか否かを示す情報を表示装置１１２に表示させる表示処理を行い、ステップＳ６へ進む。表示処理の詳細については後述する。
【００２０】
ステップＳ６において、演算回路１０１は、焦点検出装置１０９に指令を送り、撮影レンズＬによる焦点位置の調節状態を検出させてステップＳ７へ進む。ステップＳ７において、演算回路１０１は、焦点検出装置１０９による検出結果に基づいてフォーカスレンズの駆動量を算出し、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８において、演算回路１０１は、レンズ駆動装置１１０に指令を送り、フォーカスレンズを合焦位置に駆動させてステップＳ９へ進む。
【００２１】
ステップＳ９において、演算回路１０１は、レリーズスイッチＳＷ１が操作されたか否かを判定する。演算回路１０１は、レリーズスイッチＳＷ１から操作信号が入力された場合にステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、レリーズスイッチＳＷ１から操作信号が入力されない場合にステップＳ９を否定判定してステップＳ２へ戻る。
【００２２】
ステップＳ１０において、演算回路１０１は、シャッタ制御回路１１５に指令を出力し、シャッタ１１６の不図示のマグネットに通電して先幕および後幕を保持させる。ステップＳ１１において、演算回路１０１は、モータ制御回路１１３に指令を出力し、シーケンスモータ１１４に正転を開始させてステップＳ１２へ進む。これにより、不図示のミラーのミラーアップおよび絞りの絞り込みが開始される。ステップＳ１２において、演算回路１０１は、絞り位置検出装置１１７から入力される検出信号によって駆動絞り値ＡＶｋを求め、制御絞り値ＡＶｃとの間にＡＶｋ≧ＡＶｃが成立するか否かを判定する。ここで、制御絞り値ＡＶｃは、ステップＳ４の露出演算処理で得られるものである。演算回路１０１は、ＡＶｋ≧ＡＶｃが成立する場合にステップＳ１２を肯定判定してステップＳ１３へ進み、ＡＶｋ≧ＡＶｃが成立しない場合にステップＳ１２を否定判定する。否定判定する場合には、絞り込みを継続してステップＳ１２の判定処理が繰り返される。
【００２３】
ステップＳ１３において、演算回路１０１は、絞り係止装置１１８に指令を出力して絞りを係止させ、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４において、演算回路１０１は、ミラーアップが終了したか否かを判定する。演算回路１０１は、シーケンススイッチＳＷ２からオン信号が入力されるとステップＳ１４を肯定判定してステップＳ１５へ進み、シーケンススイッチＳＷ２からオン信号が入力されない場合はステップＳ１４を否定判定する。否定判定する場合には、ミラーアップを継続してステップＳ１４の判定処理が繰り返される。
【００２４】
ステップＳ１５において、演算回路１０１は、モータ制御回路１１３に指令を出力し、シーケンスモータ１１４の正転を停止させてステップＳ１６へ進む。なお、ミラーアップの終了より先に絞り係止装置１１８によって絞りの係止が終了するように不図示のシーケンス駆動装置が構成されている。ステップＳ１６において、演算回路１０１は、時間ｔの計時を開始してステップＳ１７へ進む。ｔの初期値は０である。
【００２５】
ステップＳ１７において、演算回路１０１は、シャッタ制御回路１１５に指令を出力し、シャッタ１１６の不図示のマグネットへの通電を解除して先幕保持を解除させ、ステップＳ１８へ進む。これによってシャッタ先幕の走行が開始される。ステップＳ１８において、演算回路１０１は、タイミング回路１０４に駆動信号の発生を開始させて撮像素子１０２の駆動を開始し、ステップＳ１９へ進む。この結果、撮像素子１０２は、撮像面に入射される被写体光の強さに応じて電荷蓄積を開始する。
【００２６】
ステップＳ１９において、演算回路１０１は、フラグＢ＝１か否かを判定する。演算回路１０１は、フラグＢ＝１の場合にステップＳ１９を肯定判定してステップＳ２０へ進む。この場合は、バルブ設定されている場合である。一方、演算回路は、フラグＢ＝０の場合にステップＳ１９を否定判定してステップＳ２２へ進む。この場合は、バルブ設定されていない場合である。
【００２７】
ステップＳ２０において、演算回路１０１は、レリーズスイッチＳＷ１がオフされたか否かを判定する。演算回路１０１は、レリーズスイッチＳＷ１から操作信号の入力が解除された場合にステップＳ２０を肯定判定してステップＳ２１へ進み、レリーズスイッチＳＷ１から操作信号が入力されている場合に、ステップＳ２０を否定判定して判定処理を繰り返す。これにより、レリーズ操作ボタンの押下げが解除されるまでシャッタ後幕の解除に進まない。ステップＳ２１において、演算回路１０１は、撮像時間ＴＢに計時時間ｔをセットしてステップＳ２３へ進む。この場合の撮像時間ＴＢは、バルブ撮影時間である。
【００２８】
ステップＳ２２において、演算回路１０１は、計時時間ｔと制御シャッタ速度時間Ｔｃとの間にｔ≧Ｔｃが成立するか否かを判定する。ここで、制御シャッタ速度時間Ｔｃは、ステップＳ４の露出演算処理で得られるものである。演算回路１０１は、ｔ≧Ｔｃが成立する場合にステップＳ２２を肯定判定してステップＳ２３へ進み、ｔ≧Ｔｃが成立しない場合にステップＳ２２を否定判定して判定処理を繰り返す。ステップＳ２３において、演算回路１０１は、シャッタ制御回路１１５に指令を出力し、シャッタ１１６の不図示のマグネットへの通電を解除して後幕保持を解除させ、ステップＳ２４へ進む。これによってシャッタ後幕の走行が開始され、撮像素子１０２へ入射する被写体光が遮断される。
【００２９】
ステップＳ２４において、演算回路１０１は、所定時間のウエイトをおいてステップＳ２５へ進む。ウエイト時間は、後幕が撮像素子１０２の撮像領域を完全に遮光し、走行を完了するまでに要する時間とする。このウエイトの間、撮像素子１０２の撮像動作は継続される。ステップＳ２５において、演算回路１０１は、時間ｔの計時を停止してステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６において、演算回路１０１は、タイミング回路１０４による撮像素子１０２の駆動を停止し、ステップＳ２７へ進む。この結果、撮像素子１０２は、電荷蓄積を終了する。
【００３０】
ステップＳ２７において、演算回路１０１は、モータ制御回路１１３に指令を出力し、シーケンスモータ１１４に逆転を開始させてステップＳ２８へ進む。これにより、不図示のミラーのミラーダウンおよび絞りの開放復帰が開始される。ステップＳ２８において、演算回路１０１は、タイミング回路１０４に指令を出力し、撮像素子１０２から画像信号の読み出しを開始させ、ステップＳ２９へ進む。これにより、撮像素子１０２から掃き出された画像信号が、Ａ／Ｄ変換回路１０３でディジタルデータに変換される。この画像データは、原画像データとされる。
【００３１】
ステップＳ２９において、演算回路１０１は、フラグＳ＝１か否かを判定する。演算回路１０１は、フラグＳ＝１の場合にステップＳ２９を肯定判定して図３のステップＳ５１へ進む。この場合はノイズ除去を行う場合である。一方、演算回路は、フラグＳ＝０の場合にステップＳ２９を否定判定してステップＳ３０へ進む。この場合は、ノイズ除去を行わない場合である。
【００３２】
ステップＳ３０において、演算回路１０１は、原画像データを画像処理回路１０５へ送り、画像処理回路１０５に画像処理を指示してステップＳ３１へ進む。ステップＳ３１において、演算回路１０１は、画像処理回路１０５に圧縮処理を指示してステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２において、演算回路１０１は、圧縮処理後の画像データを記録媒体１０７に記録してステップＳ３３へ進む。
【００３３】
ステップＳ３３において、演算回路１０１は、ミラーダウンが終了したか否かを判定する。演算回路１０１は、シーケンススイッチＳＷ２からオン信号が入力されるとステップＳ３３を肯定判定してステップＳ３４へ進み、シーケンススイッチＳＷ２からオン信号が入力されない場合はステップＳ３３を否定判定し、ステップＳ３３の判定処理を繰り返す。
【００３４】
ステップＳ３４において、演算回路１０１は、モータ制御回路１１３に指令を出力し、シーケンスモータ１１４の逆転を停止させてステップＳ２へ戻る。これにより、一連の撮影処理が終了する。
【００３５】
図３のステップＳ５１以降はノイズ除去処理である。ステップＳ５１において、演算回路１０１は、原画像データをバッファメモリ１０６の記憶領域Ｍ１へ格納してステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２において、演算回路１０１は、ミラーダウンが終了したか否かを判定する。演算回路１０１は、シーケンススイッチＳＷ２からオン信号が入力されるとステップＳ５２を肯定判定してステップＳ５３へ進み、シーケンススイッチＳＷ２からオン信号が入力されない場合はステップＳ５２を否定判定し、ステップＳ５２の判定処理を繰り返す。
【００３６】
ステップＳ５３において、演算回路１０１は、モータ制御回路１１３に指令を出力し、シーケンスモータ１１４の逆転を停止させてステップＳ５４へ進む。ステップＳ５４において、演算回路１０１は、測光装置１０８から電圧信号Ｖrefを入力してステップＳ５５へ進む。ステップＳ５５において、演算回路１０１は、上式（１）により温度θを算出してステップＳ５６へ進む。ステップＳ５６において、演算回路１０１は、ノイズ除去効果が得られる上限の電荷蓄積時間ＴＮ（単位は秒）を、温度θと撮像感度ＳＶとの関数として次式（２）を用いて算出する。
【数２】
ＴＮ＝２(7-SV)×２-(θ-32)/8×１５×６０       （２）
上式（２）は、温度の上昇とともに増加する暗電流が８℃の温度上昇で２倍になること、撮像感度ＳＶ＝７（ＩＳＯ４００相当）でθ＝３２℃の場合に、暗電流による蓄積電荷がオーバフローしない状態で最大に蓄積される蓄積時間が１５分であることを示す。この電荷蓄積時間ＴＮは、撮像素子１０２のダイナミックレンジを１００％確保するために定められる上限値である。なお、撮像素子１０２から出力される最大蓄積電荷による信号レベルは、出力飽和レベルである。撮像素子１０２に流れる暗電流の大きさは撮像素子の特性であって、温度や感度に依存して変化し、撮像素子ごとに異なる。
【００３７】
ステップＳ５７において、演算回路１０１は、フラグＢ＝０か否かを判定する。演算回路１０１は、Ｂ＝０（バルブ設定されていない）の場合にステップＳ５７を肯定判定してステップＳ５８へ進み、Ｂ＝１（バルブ設定されている）の場合にステップＳ５７を否定判定してステップＳ５９へ進む。ステップＳ５８において、演算回路１０１は、撮像時間ＴＢに制御シャッタ速度時間ＴｃをセットしてステップＳ５９へ進む。
【００３８】
ステップＳ５９において、演算回路１０１は、撮像時間ＴＢと上限の電荷蓄積時間ＴＮとの間にＴＢ＞ＴＮが成立するか否かを判定する。演算回路１０１は、ＴＢ＞ＴＮが成立する場合にステップＳ５９を肯定判定してステップＳ６０へ進み、ＴＢ＞ＴＮが成立しない場合にステップＳ５９を否定判定してステップＳ６１へ進む。
【００３９】
ステップＳ６０において、演算回路１０１は、撮像時間ＴＢに上限の電荷蓄積時間ＴＮをセットしてステップＳ６１へ進む。これにより、固定画像データを得るための電荷蓄積時間が上限の電荷蓄積時間ＴＮに制限される。ステップＳ６１において、演算回路１０１は、時間ｔの計時を開始してステップＳ６２へ進む。ｔの初期値は０である。
【００４０】
ステップＳ６２において、演算回路１０１は、タイミング回路１０４に駆動信号の発生を開始させて撮像素子１０２の駆動を開始し、ステップＳ６３へ進む。このとき、シャッタ１１６はチャージされた状態であり、遮光されている。撮像素子１０２は、被写体光がシャッタ１１６で遮光された状態で電荷蓄積を開始する。
【００４１】
ステップＳ６３において、演算回路１０１は、計時時間ｔと撮像時間ＴＢとの間にｔ≧ＴＢが成立するか否かを判定する。演算回路１０１は、ｔ≧ＴＢが成立する場合にステップＳ６３を肯定判定してステップＳ６４へ進み、ｔ≧ＴＢが成立しない場合にステップＳ６３を否定判定して判定処理を繰り返す。ステップＳ６４において、演算回路１０１は、タイミング回路１０４による撮像素子１０２の駆動を停止し、ステップＳ６５へ進む。この結果、撮像素子１０２は、電荷蓄積を終了する。
【００４２】
ステップＳ６５において、演算回路１０１は、時間ｔの計時を終了してステップＳ６６へ進む。ステップＳ６６において、演算回路１０１は、タイミング回路１０４に指令を出力し、撮像素子１０２から画像信号の読み出しを開始させ、ステップＳ６７へ進む。これにより、撮像素子１０２から掃き出された画像信号が、Ａ／Ｄ変換回路１０３でディジタルデータに変換される。この画像データは、固定画像データとされる。
【００４３】
ステップＳ６７において、演算回路１０１は、固定画像データをバッファメモリ１０６の記憶領域Ｍ２へ格納してステップＳ６８へ進む。ステップＳ６８において、演算回路１０１は、記憶領域Ｍ１に格納された原画像データから記憶領域Ｍ２に格納された固定画像データを減算し、固定パターンノイズが除去された画像データを生成してバッファメモリ１０６の記憶領域Ｍ３へ格納してステップＳ６９へ進む。なお、減算処理の際は、同じ画素を構成する原画像データと固定画像データとの間で、画素ごとにそれぞれ減算が行われる。
【００４４】
ステップＳ６９において、演算回路１０１は、固定パターンノイズ除去後の画像データを画像処理回路１０５へ送り、画像処理回路１０５に画像処理を指示してステップＳ７０へ進む。ステップＳ７０において、演算回路１０１は、画像処理回路１０５に圧縮処理を指示してステップＳ７１へ進む。ステップＳ７１において、演算回路１０１は、圧縮処理後の画像データを記録媒体１０７に記録して図２のステップＳ２へ戻る。これにより、一連の撮影処理が終了する。
【００４５】
設定処理の詳細について、図４〜図５のフローチャートを参照して説明する。図４のステップＳ１０１において、演算回路１０１は、設定操作が行われたか否かを判定する。演算回路１０１は、設定操作部材１１１からノイズ除去設定操作信号が入力された場合に、ステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進み、ノイズ除去設定操作信号が入力されない場合に、ステップＳ１０１を否定判定してステップＳ１０５へ進む。
【００４６】
ステップＳ１０２において、演算回路１０１は、フラグＳ＝０か否かを判定する。演算回路１０１は、Ｓ＝０（ノイズ除去設定が解除されている）の場合にステップＳ１０２を肯定判定してステップＳ１０３へ進み、Ｓ＝１（ノイズ除去設定されている）の場合にステップＳ１０２を否定判定してステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０３において、演算回路１０１は、フラグＳに１をセット（ノイズ除去を設定）して図４による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。ステップＳ１０４において、演算回路１０１は、フラグＳに０をセット（ノイズ除去設定を解除）して図４による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。
【００４７】
ステップＳ１０５において、演算回路１０１は、シャッタ速度の変更操作が行われたか否かを判定する。演算回路１０１は、設定操作部材１１１からシャッタ速度設定操作信号が入力された場合に、ステップＳ１０５を肯定判定してステップＳ１０６へ進み、シャッタ速度設定操作信号が入力されない場合に、ステップＳ１０５を否定判定して図５のステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１０６において、演算回路１０１は、高速設定か否かを判定する。演算回路１０１は、操作信号が高速化を指示する場合にステップＳ１０６を肯定判定してステップＳ１０７へ進み、操作信号が高速化を指示しない場合にステップＳ１０６を否定判定してステップＳ１１１へ進む。
【００４８】
ステップＳ１０７において、演算回路１０１は、フラグＢ＝１か否かを判定する。演算回路１０１は、フラグＢ＝１の場合にステップＳ１０７を肯定判定してステップＳ１０８へ進む。この場合は、バルブ設定されている場合である。一方、演算回路は、フラグＢ＝０の場合にステップＳ１０７を否定判定してステップＳ１０９へ進む。この場合は、バルブ設定されていない場合である。
【００４９】
ステップＳ１０８において、演算回路１０１は、シャッタ速度ＴＶ＝０（１秒）にセットするとともに、フラグＢに０をセットして図４による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。ステップＳ１０９において、演算回路１０１は、ＴＶ＝１０か否かを判定する。演算回路１０１は、ＴＶ＝１０（１／１０００秒）の場合にステップＳ１０９を肯定判定して図４による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。この場合は、シャッタ速度設定範囲の上限なので高速化しないで設定処理を終了する。一方、演算回路１０１は、ＴＶ≠１０の場合にステップＳ１０９を否定判定し、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０において、演算回路１０１は、シャッタ速度ＴＶに１を加算して図４による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。これにより、シャッタ速度が１段階高速になる。
【００５０】
ステップＳ１１１において、演算回路１０１は、低速設定か否かの判定を行う。演算回路１０１は、操作信号が低速化を指示する場合にステップＳ１１１を肯定判定してステップＳ１１２へ進む。演算回路１０１は、操作信号が低速化を指示しない場合にステップＳ１１１を否定判定し、図４による処理を終了して図２のステップＳ３へ進む。
【００５１】
ステップＳ１１２において、演算回路１０１は、フラグＢ＝１か否かを判定する。演算回路１０１は、フラグＢ＝０の場合にステップＳ１１２を否定判定してステップＳ１１３へ進む。この場合は、バルブ設定されていない場合である。一方、演算回路は、フラグＢ＝１の場合にステップＳ１１２を肯定判定し、図４による処理を終了して図２のステップＳ３へ進む。この場合は、バルブ設定されていて低速化できないので設定処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ１１３において、演算回路１０１は、ＴＶ＝０か否かを判定する。演算回路１０１は、ＴＶ＝０（１秒）の場合にステップＳ１１３を肯定判定してステップＳ１１４へ進み、ＴＶ≠０の場合にステップＳ１１３を否定判定し、ステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１４において、演算回路１０１は、バルブ設定するとともにフラグＢに１をセットし、図４による処理を終了して図２のステップＳ３へ進む。一方、ステップＳ１１５において、演算回路１０１は、シャッタ速度ＴＶから１を減算して図４による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。これにより、シャッタ速度が１段階低速になる。
【００５３】
ステップＳ１２１において、演算回路１０１は、絞り値の変更操作が行われたか否かを判定する。演算回路１０１は、設定操作部材１１１から絞り値設定操作信号が入力された場合に、ステップＳ１２１を肯定判定してステップＳ１２２へ進み、設定操作部材１１１から絞り値設定操作信号が入力されない場合に、ステップＳ１２１を否定判定してステップＳ１２８へ進む。
【００５４】
ステップＳ１２２において、演算回路１０１は、絞り径を大きくする設定か否かの判定を行う。演算回路１０１は、設定操作部材１１１からの操作信号が絞りを開放する方向を指示する場合にステップＳ１２２を肯定判定してステップＳ１２３へ進む。演算回路１０１は、操作信号が絞りを開放する方向を指示しない場合にステップＳ１２２を否定判定してステップＳ１２５へ進む。
【００５５】
ステップＳ１２３において、演算回路１０１は、ＡＶ＝３か否かを判定する。演算回路１０１は、ＡＶ＝３（絞り値がＦ２．８）の場合にステップＳ１２３を肯定判定して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。この場合は、絞り値設定範囲の下限なのでさらに開放しないで設定処理を終了する。一方、演算回路１０１は、ＡＶ≠３の場合にステップＳ１２３を否定判定し、ステップＳ１２４へ進む。ステップＳ１２４において、演算回路１０１は、絞り値ＡＶから１を減算して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。これにより、絞り値が１段階小さくなる。
【００５６】
ステップＳ１２５において、演算回路１０１は、絞り径を小さくする設定か否かの判定を行う。演算回路１０１は、設定操作部材１１１からの操作信号が絞りを絞り込む方向を指示する場合に、ステップＳ１２５を肯定判定してステップＳ１２６へ進み、操作信号が絞り込む方向を指示しない場合に、ステップＳ１２５を否定判定して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。
【００５７】
ステップＳ１２６において、演算回路１０１は、ＡＶ＝９か否かを判定する。演算回路１０１は、ＡＶ＝９（絞り値がＦ２２）の場合にステップＳ１２６を肯定判定して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。この場合は、絞り値設定範囲の上限なのでさらに絞りこみをしないで設定処理を終了する。一方、演算回路１０１は、ＡＶ≠９の場合にステップＳ１２６を否定判定し、ステップＳ１２７へ進む。ステップＳ１２７において、演算回路１０１は、絞り値ＡＶに１を加算して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。これにより、絞り値が１段階大きくなる。
【００５８】
ステップＳ１２８において、演算回路１０１は、撮像感度の変更操作が行われたか否かを判定する。演算回路１０１は、設定操作部材１１１から感度設定操作信号が入力された場合に、ステップＳ１２８を肯定判定してステップＳ１２９へ進み、設定操作部材１１１から感度設定操作信号が入力されない場合に、ステップＳ１２８を否定判定して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。ステップＳ１２９において、演算回路１０１は、感度アップか否かの判定を行う。演算回路１０１は、設定操作部材１１１からの操作信号が感度アップを指示する場合に、ステップＳ１２９を肯定判定してステップＳ１３０へ進み、操作信号が感度アップを指示しない場合に、ステップＳ１２９を否定判定してステップＳ１３２へ進む。
【００５９】
ステップＳ１３０において、演算回路１０１は、ＳＶ＝９か否かを判定する。演算回路１０１は、ＳＶ＝９（撮像感度がＩＳＯ１６００相当）の場合にステップＳ１３０を肯定判定して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。この場合は、感度設定範囲の上限なので感度アップしないで設定処理を終了する。一方、演算回路１０１は、ＳＶ≠９の場合にステップＳ１３０を否定判定し、ステップＳ１３１へ進む。ステップＳ１３１において、演算回路１０１は、撮像感度ＳＶに１を加算して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。これにより、撮像感度が１段階高くされる。
【００６０】
ステップＳ１３２において、演算回路１０１は、感度ダウンか否かの判定を行う。演算回路１０１は、設定操作部材１１１からの操作信号が感度ダウンを指示する場合に、ステップＳ１３２を肯定判定してステップＳ１３３へ進む。演算回路１０１は、操作信号が感度ダウンを指示しない場合に、ステップＳ１３２を否定判定し、図５による処理を終了して図２のステップＳ３へ進む。
【００６１】
ステップＳ１３３において、演算回路１０１は、ＳＶ＝６か否かを判定する。演算回路１０１は、ＳＶ＝６（撮像感度がＩＳＯ２００相当）の場合に、ステップＳ１３３を肯定判定して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。この場合は、感度設定範囲の下限なので感度ダウンしないで設定処理を終了する。一方、演算回路１０１は、ＳＶ≠６の場合にステップＳ１３３を否定判定し、ステップＳ１３４へ進む。ステップＳ１３４において、演算回路１０１は、撮像感度ＳＶから１を減算して図５による処理を終了し、図２のステップＳ３へ進む。これにより、撮像感度が１段階低くされる。
【００６２】
露出演算処理の詳細について、図６のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２０１において、演算回路１０１は、シャッタ速度ＴＶに対応するシャッタ速度時間Ｔｃを次式（３）により算出してステップＳ２０２へ進む。
【数３】
Ｔｃ＝２-TV                                   （３）
【００６３】
ステップＳ２０２において、演算回路１０１は、制御絞り値ＡＶｃに絞り値ＡＶをセットしてステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３において、演算回路１０１は、適正露出に対する露出偏差量Ｒを次式（４）を用いて算出してステップＳ２０４へ進む。
【数４】
Ｒ＝ＢＶ＋ＳＶ−（ＡＶ＋ＴＶ）                （４）
ただし、ＢＶは被写体輝度、ＳＶは撮像感度、ＡＶは絞り値、ＴＶはシャッタ速度であり、（ＢＶ＋ＳＶ）＝（ＡＶ＋ＴＶ）が成立する場合を適正露出という。
【００６４】
ステップＳ２０４において、演算回路１０１は、｜Ｒ｜≦δが成立するか否かを判定する。δはあらかじめ定められる所定値であり、たとえば、アペックス値で１／６〜１／２のいずれかの値とする。演算回路１０１は、｜Ｒ｜≦δが成立する場合にステップＳ２０４を肯定判定してステップＳ２０５へ進み、｜Ｒ｜≦δが成立しない場合にステップＳ２０４を否定判定して図６による処理を終了し、図２のステップＳ５へ進む。ステップＳ２０４を肯定判定する場合は適正露出とみなせる場合であり、否定判定する場合は適正露出でない場合である。ステップＳ２０５において、演算回路１０１は、露出偏差量Ｒに０をセットして図６による処理を終了し、図２のステップＳ５へ進む。
【００６５】
表示処理の詳細について、図７のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ３０１において、演算回路１０１は、露出偏差量Ｒ＝０か否かを判定する。演算回路１０１は、Ｒ＝０の場合にステップＳ３０１を肯定判定してステップＳ３０２へ進み、Ｒ＝０でない場合にステップＳ３０１を否定判定してステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０２において、演算回路１０１は、表示装置１１２に適正露出を示す表示をさせてステップＳ３０６へ進む。
【００６６】
ステップＳ３０３において、演算回路１０１は、Ｒ＞０が成立するか否かを判定する。演算回路１０１は、Ｒ＞０（露出オーバー）の場合にステップＳ３０３を肯定判定してステップＳ３０４へ進み、Ｒ＜０（露出アンダー）の場合にステップＳ３０３を否定判定してステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０４において、演算回路１０１は、表示装置１１２に露出オーバーを示す表示をさせてステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０５において、演算回路１０１は、表示装置１１２に露出アンダーを示す表示をさせてステップＳ３０６へ進む。
【００６７】
ステップＳ３０６において、演算回路１０１は、フラグＳ＝１か否かを判定する。演算回路１０１は、Ｓ＝１（ノイズ除去設定されている）の場合にステップＳ３０６を肯定判定してステップＳ３０７へ進み、Ｓ＝０（ノイズ除去設定が解除されている）の場合にステップＳ３０６を否定判定してステップＳ３０８へ進む。ステップＳ３０７において、演算回路１０１は、表示装置１１２にノイズ除去機能が設定されていることを示す表示をさせてステップＳ３０８へ進む。ステップＳ３０８において、演算回路１０１は、シャッタ速度ＴＶ、絞り値ＡＶ、撮像感度ＳＶを表示装置１１２にそれぞれ表示させて図７による処理を終了し、図２のステップＳ６へ進む。これにより、表示装置１１２は、それぞれのアペックス値に対応するシャッタ速度値、Ｆ値、およびＩＳＯ相当値を表示する。
【００６８】
以上説明した実施の形態の電子カメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）被写体光を入射させた状態で撮像素子１０２に撮像時間（電荷蓄積時間）ＴＢの撮像を行わせた原画像データから、被写体光を遮光した状態で撮像素子１０２に撮像時間ＴＢの撮像を行わせた固定画像データを減算してノイズ除去を行う場合に、固定画像データの撮像時間ＴＢに上限値ＴＮを設けるようにした。この上限値ＴＮは、暗電流による蓄積電荷がオーバフローしないで最大電荷が蓄積される時間であり、撮像素子１０２のダイナミックレンジを１００％確保するために定められる。この結果、固定パターンノイズの除去効果が確実に得られる上に、暗電流による蓄積電荷がオーバフローするにもかかわらず、無駄な電荷蓄積を続けて行うことが防止される。
（２）撮像時間の上限値ＴＮは、撮像素子１０２に設定されている撮像感度ＳＶとカメラ内の温度θとの関数として上式（２）で算出し、温度θは測光装置１０８から出力される絶対温度に比例した電圧信号Ｖrefから求めるようにした。これにより、撮像感度ＳＶの設定変更をしたり、カメラが使用される温度環境によって温度θが変化して撮像素子１０２に流れる暗電流の値が変化する場合でも、上限の電荷蓄積時間ＴＮを暗電流の変化に応じて適切に変更できるから、固定パターンノイズの除去効果が確実に得られる上に、無駄な電荷蓄積を行うことが防止される。
【００６９】
上述した説明では、上限の電荷蓄積時間ＴＮをカメラ内の温度θと設定された撮像感度ＳＶとの関数として算出するようにしたが、温度θもしくは撮像感度ＳＶの一方の関数として算出するようにしてもよい。たとえば、温度θのみの関数とする場合の例を次式（５）に示す。電子カメラで使用される撮像感度範囲ＳＶ６〜ＳＶ９のうち、暗電流が最も大きくなる撮像感度ＳＶ＝９（ＩＳＯ１６００相当）を上式（２）に代入したものである。
【数５】
ＴＮSV9＝２-(θ-32)/8×３．７５×６０          （５）
上式（５）は、θ＝３２℃において暗電流による蓄積電荷がオーバフローしない状態で最大に蓄積される蓄積時間が３．７５分であることを示す。
【００７０】
一方、上限の電荷蓄積時間ＴＮを撮像感度ＳＶのみの関数とする場合の例を次式（６）に示す。電子カメラの仕様で定められる温度範囲０℃〜４０℃のうち、暗電流が最も大きくなる温度４０℃を上式（２）代入したものである。
【数６】
ＴＮ40℃＝２(7-SV)×７．５×６０               （６）
上式（６）は、撮像感度ＳＶ＝７（ＩＳＯ４００相当）において暗電流による蓄積電荷がオーバフローしない状態で最大に蓄積される蓄積時間が７．５分であることを示す。
【００７１】
このように、上限の電荷蓄積時間ＴＮを温度θのみの関数として算出する場合は、上式（５）のように撮像感度ＳＶを任意の値（上記の例ではＳＶ＝９）に固定する。任意の値は、電子カメラで設定可能にされている撮像感度範囲の中から実際の使用条件に応じて適宜決定してよい。上式（５）のように、暗電流が最も大きくなる撮像感度で算出すると、撮像感度の設定を変更した場合でも、暗電流による蓄積電荷がオーバフローすることがない。
【００７２】
また、上限の電荷蓄積時間ＴＮを撮像感度のみの関数として算出する場合は、上式（６）のように温度θを任意の値（上記の例では４０℃）に固定する。任意の値は、電子カメラの仕様で定められる温度範囲０℃〜４０℃のうち、実際に使用される温度に応じて適宜決定してよい。上式（６）のように、暗電流が最も大きくなる温度で算出すると、使用温度が変化した場合でも、暗電流による蓄積電荷がオーバフローすることがない。
【００７３】
さらにまた、上限の電荷蓄積時間ＴＮを関数としないで固定値として定めてもよい。次式（７）は、上式（２）に撮像感度ＳＶ＝７、および温度２４℃をそれぞれ代入したものである。
【数７】
ＴＮSV7,24℃＝３０×６０                       （７）
温度θの値は、電子カメラが実際に使用される温度に応じて適宜決定してよいし、撮像感度ＳＶの値は、電子カメラの使用条件に応じて適宜決定してよい。
【００７４】
以上の説明では、一眼レフ電子カメラを例に説明したが、一眼レフでない電子カメラに本発明を適用することもできる。
【００７５】
上記の説明では、カメラ内の温度を検出するために測光装置１０８から出力される絶対温度に比例した電圧信号Ｖrefを用いるようにしたが、温度検出素子としてサーミスタなどを用いて温度を検出してもよい。
【００７６】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。第１の撮像信号は、たとえば、原画像データが対応する。第２の撮像信号は、たとえば、固定画像データが対応する。撮像回路は、たとえば、Ａ／Ｄ変換回路１０３およびタイミング回路１０４によって構成される。信号補正回路および制御回路は、たとえば、演算回路１０１によって構成される。温度検出素子は、たとえば、測光装置１０８によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００７７】
【発明の効果】
本発明による電子カメラでは、信号補正のための遮光状態の撮像を無駄に行うことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電子カメラの構成を説明するブロック図である。
【図２】カメラの演算回路で行われる処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】カメラの演算回路で行われる処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図５】設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図６】露出演算処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図７】表示処理の詳細を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０１…演算回路、                  １０２…撮像素子、
１０３…Ａ／Ｄ変換回路、            １０４…タイミング回路、
１０５…画像処理回路、              １０６…バッファメモリ、
１０７…記録媒体、                  １０８…測光装置、
１１１…設定操作部材、              １１２…表示装置
ＳＷ１…レリーズスイッチ
【図１】
0004017874.tif 000002
【図２】
0004017874.tif 000003
【図３】
0004017874.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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