JP2007214674A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同色の画像信号におけるチャネル間の信号レベルの差を温度に応じて高い精度で解消できる撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像素子は、画像信号を生成するとともに、各々が複数のグループのいずれかに属する複数の受光素子と、各々に同色の画像信号を含んでいる複数のグループの出力を別々に読み出す第１チャネルおよび第２チャネルとを有する。駆動回路は撮像素子を駆動させる。温度センサは、駆動回路の温度を示す温度データを生成する。メモリは、第１チャネルおよび第２チャネル間での同色の画像信号の差分値と温度との対応関係を記録している。第１補正部は、温度データに基づいてメモリから差分値を取得するとともに、第１チャネルおよび第２チャネルから読み出された２つの画像信号群のうち、それぞれ同色の画像信号間に生じる信号レベルの差を差分値で補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、同色の画像信号を複数のチャネルで読み出す撮像素子を備えた撮像装置に関する。

近年の電子カメラの高画素化に伴って、複数のチャネルから画像信号を高速に読み出す撮像素子が既に製品化されている。上記の撮像素子を備えた電子カメラでは、各チャネルの特性の相違などによって、チャネル間で画像信号の信号レベルが相違することがある。これに関して特許文献１には、複数ラインの出力の平均値に基づいてチャネル間のゲイン差を解消する画像信号処理装置が開示されている。
特開２００２−２５２８０８号公報

ところで、一般的に同色の画像信号を異なるチャネルで読み出す場合、チャネル間でごく僅かな信号レベルの差が生じてもユーザーが撮影画像上でその相違を明確に認識できる可能性が高くなる。特に電子カメラ内の温度環境が常温から離れるほど、チャネル間の信号レベルの相違は顕著になる傾向がある。そのため、同色の画像信号におけるチャネル間の信号レベルの差を温度に応じて高い精度で解消できる手段が従来から要望されていた。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものであって、その目的は、同色の画像信号におけるチャネル間の信号レベルの差を温度に応じて高い精度で解消できる撮像装置を提供することである。

第１の発明に係る撮像装置は、撮像素子と、駆動回路と、温度センサと、メモリと、第１補正部とを備える。撮像素子は、光電変換によって画像信号を生成するとともに、各々が複数のグループのいずれかに属する複数の受光素子と、各々に同色の画像信号を含んでいる複数のグループの出力をグループ別に読み出す第１チャネルおよび第２チャネルとを有する。駆動回路は撮像素子を駆動させる。温度センサは、駆動回路の温度を示す温度データを生成する。メモリは、第１チャネルおよび第２チャネル間での同色の画像信号の差分値と温度との対応関係を記録している。第１補正部は、温度データに基づいてメモリから差分値を取得するとともに、第１チャネルおよび第２チャネルから読み出された２つの画像信号群のうち、それぞれ同色の画像信号間に生じる信号レベルの差を差分値で補正する。

第２の発明は、第１の発明において、第１補正部は、複数のグループに跨る同一色の被写体を撮影した場合に、第１チャネルおよび第２チャネルからそれぞれ読み出された被写体の画像信号間に生じる信号レベルの差を消去する。
第３の発明は、第１の発明において、撮像装置は、第１補正部に対して補正処理の要否を指示する第１制御部をさらに備える。

第４の発明は、第３の発明において、第１制御部は、温度データの示す温度が所定の温度条件に合致する場合に、第１補正部に対して補正処理の実行を指示する。
第５の発明は、第３の発明において、撮像装置は、ユーザーによる補正の指示入力を受け付ける操作部をさらに備える。第１制御部は、操作部の出力に基づいて、第１補正部に対して補正処理の実行を指示する。

第６の発明は、第１の発明において、撮像装置は、第１補正部による補正処理後に、第１チャネルおよび第２チャネルから読み出された同色の画像信号間における信号レベルの差を演算する演算部をさらに備える。
第７の発明は、第６の発明において、撮像装置は、演算部の出力に基づいて、第１補正部による補正処理が適正か否かを判定する判定部をさらに備える。

第８の発明は、第７の発明において、撮像装置は、撮影画面内において被写体の色の変化が許容範囲に収まる判定領域を検出する検出部をさらに備える。そして、判定部は、判定領域に対応する位置の撮像素子の出力に基づいて判定を実行する。
第９の発明は、第７の発明において、判定部は、温度データの示す温度が、差分値に変化を生じる基準温度を含む所定の温度範囲にある場合に判定を実行する。

第１０の発明は、第７の発明において、撮像装置は第２補正部をさらに備える。この第２補正部は、第１補正部による補正処理が適正ではない場合に、演算部の出力に基づいて、第１チャネルおよび第２チャネルから読み出された同色の画像信号間における信号レベルの差を補正する。
第１１の発明は、第７の発明において、撮像装置はデータ補正部をさらに備える。このデータ補正部は、第１補正部による補正処理が適正ではない場合に、演算部の出力に基づいて第１補正部の補正量を調整する。

第１２の発明は、第１の発明において、撮像装置は第２制御部をさらに備える。この第２制御部は、撮影画面内での色が一様な被写体を撮影したときの撮影データに基づいて、第１補正部の補正量を調整する。

本発明によれば、駆動回路の温度に基づく差分値によって、第１チャネルおよび第２チャネルにおける同色の画像信号間に生じる信号レベルの差が補正される。

（本実施形態の説明）
図１は本実施形態の撮像装置のブロック図である。撮像装置は、撮像素子１１と、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）部１２と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３と、温度センサ１４と、メモリ１５と、エリアセンサ１６と、画像処理部１７と、レリーズ釦１８および操作釦１９と、ＣＰＵ２０とを有している。

撮像素子１１は撮影光学系（不図示）の像空間側に配置されている。本実施形態の撮像素子１１は、同色の画像信号を並列して読み出す複数の出力チャネルを有している。
図２に本実施形態の撮像素子１１の一例を模式的に示す。図２の撮像素子１１は、４つの出力チャネルを備えたＸＹアドレス方式の撮像素子である。撮像素子１１は、複数の受光素子２１と、垂直デコーダ２２と、それぞれ２つの画素選択回路２３および水平デコーダ２４と、４チャネル分の出力アンプ２５とを有している。

受光素子２１は、撮像素子１１の受光面においてマトリックス状に配列されている。各受光素子２１は、被写体の結像を光電変換してそれぞれアナログの画像信号を生成する。また、撮像素子１１の受光面には、横方向に延長する走査ライン２６と、縦方向に延長するデータ読み出しライン２７とがマトリックス状に配線されている。そして、各受光素子２１は走査ライン２６およびデータ読み出しライン２７に接続されている。なお、説明の便宜上、図２の例では受光素子２１を受光面に８×８個のみ示すが、実際の撮像素子１１の受光面にはさらに多数の受光素子が配列されている。

各々の受光素子２１の前面には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応するカラーフィルタが配置されている。そのため、各々の受光素子２１はカラーフィルタの色に対応する画像信号を出力する。図２では、各々の受光素子２１にカラーフィルタの色も併せて表記する。
本実施形態では、受光面のカラーフィルタは公知のベイヤー配列に従って配列されている。すなわち、受光素子２１の配列の奇数行にはＲ，Ｇのフィルタが交互に並ぶとともに、偶数行にはＧ，Ｂのフィルタが交互に並んでいる。そして、受光面全体ではＧのフィルタが市松模様をなしている。図２では水平方向にＲと交互に並ぶＧのフィルタをＧｒで示すとともに、水平方向にＢと交互に並ぶＧのフィルタをＧｂで示す。

本実施形態の受光素子２１は、各々が４つのグループのいずれかに属している。そして、受光素子２１の画像信号は、後述するように各グループ毎に異なる出力チャネルでそれぞれ別々に撮像素子１１から読み出される。そして、同色の受光素子２１は、いずれも水平方向において交互にグループが異なるように設定されている。
具体的には、図３の例では、第１，第５列目のＲと第２，第６列目のＢとが第１グループに属する。第３，第７列目のＲと第４，第８列目のＢとが第２グループに属する。第１，第５列目のＧｂと第２，第６列目のＧｒとが第３グループに属する。第３，第７列目のＧｂと第４，第８列目のＧｒとが第４グループに属する。したがって、第１、第２グループの出力にはＲおよびＢの同色の画像信号がそれぞれ含まれる。また、第３、第４グループの出力には、ＧｒおよびＧｂの同色の画像信号がそれぞれ含まれる。

垂直デコーダ２２には、各走査ライン２６の一端が接続されている。垂直デコーダ２２は、読み出し対象の行を指定するパルスを走査ライン２６から各受光素子２１に与える。
画素選択回路２３および水平デコーダ２４は、撮像素子１１の受光面の上側および下側にそれぞれ一組ずつ設けられている。各々の画素選択回路２３は、データ読み出しライン２７の上端または下端が接続されている。また、画素選択回路２３は水平出力線をそれぞれ２本ずつ有している。

図２では、上側の画素選択回路２３の２つの水平出力線は、第１グループの出力に対応する第１出力チャネルと、第２グループの出力に対応する第２出力チャネルとをなしている。下側の画素選択回路２３の２つの水平出力線は、第３グループの出力に対応する第３出力チャネルと、第４グループの出力に対応する第４出力チャネルとをなしている。そして、各水平出力線にはそれぞれ出力アンプ２５が接続されている。

各々の画素選択回路２３において、各データ読み出しライン２７の出力は２つの水平出力線の一方と切替可能に接続されている。上記の出力切替は各データ読み出しライン２７毎に設けられたスイッチング素子（不図示）によって行われる。また、各水平デコーダ２４は、それぞれ組となる画素選択回路２３に対して、読み出し対象の列を指定するパルスと個々のスイッチング素子の接続先を切り替えるパルスとを出力する。

ここで、本実施形態における撮像素子の読み出し方法を説明する。本実施形態では、撮像素子１１の出力を奇数フィールド（奇数行）と偶数フィールド（偶数行）とに分けて読み出す。奇数フィールドでは、第１、第２グループのＲの画像信号と、第３、第４グループのＧｒの画像信号とがそれぞれ読み出される。また、偶数フィールドでは、第１、第２グループのＢの画像信号と、第３、第４グループのＧｂの画像信号とがそれぞれ読み出される。

ＡＦＥ部１２は、撮像素子１１の第１から第４の出力チャネル毎に１つずつ配置されている。すなわち、図１に示すように本実施形態の撮像装置には４つのＡＦＥ部１２が並列に配置されている。各々のＡＦＥ部１２は、ＣＤＳ回路１２ａ、ゲイン回路１２ｂおよびＡ／Ｄ変換回路１２ｃを有している。ＣＤＳ回路１２ａは、相関二重サンプリングによって入力信号のノイズ成分を低減する。ゲイン回路１２ｂは、ＣＰＵ２０の指示によって入力信号の利得を増幅する。かかるゲイン回路１２ｂは、撮像素子１１の画像信号に対してＩＳＯ感度に相当する撮像感度の調整を行う。Ａ／Ｄ変換回路１２ｃは、入力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換回路１２ｃから出力される画像信号の階調は１２ｂｉｔに設定されている。なお、Ａ／Ｄ変換回路１２ｃから出力されたデジタル信号は画像処理部１７に入力される。

ＴＧ１３は、ＣＰＵ２０の指示により、撮像素子１１のデコーダおよびＡＦＥ部１２に対して各種動作のためのタイミングパルスを供給する。なお、図１では、ＴＧ１３から各々のＡＦＥ部１２への信号線の図示は省略している。
温度センサ１４は、撮像装置内において撮像素子１１の駆動回路の温度を測定する。例えば、温度センサ１４は、ＴＧ１３、ＡＦＥ部１２、撮像素子１１の少なくともいずれかの温度を測定する。そして、温度センサ１４は、上記の駆動回路の温度を示す温度データをＣＰＵ２０に出力する。

メモリ１５には、同色の画像信号を出力する２つの出力チャネル間での信号レベルの差分値と駆動回路の温度との対応関係を示す補正特性データが記録されている。本実施形態では上記の補正特性データとして、第１、第２出力チャネル（Ｒ／Ｂ）に関する第１データと、第３、第４出力チャネル（Ｇｒ／Ｇｂ）に関する第２データとがメモリ１５に記録されている。ここで、各々の補正特性データ（第１データ、第２データ）には、上記した差分値と温度との対応関係がルックアップテーブルや数式などの形式で記録されている。

エリアセンサ１６は、撮影画面を複数のエリアに分割して測光する。そして、エリアセンサ１６は、各エリア毎にＲ，Ｇ，Ｂの各色の信号レベルの値をＣＰＵ２０に対して出力する。
画像処理部１７は、４つの出力チャネルからのデジタル画像信号に各種の画像処理（欠陥画素補正、色補間、階調補正、ホワイトバランス調整、エッジ強調など）を施して１フレームの撮影画像データを生成する。本実施形態では、画像処理部１７での階調補正によって画像信号の信号レベルは１２ｂｉｔから８ｂｉｔに変更される。また、画像処理部１７は撮影画像データの圧縮処理も実行する。なお、圧縮処理後の撮影画像データは、撮像装置に対して着脱可能に接続された記録媒体（不図示）などに記録される。

また、本実施形態の画像処理部１７では、ＣＰＵ２０の指示により以下の処理を実行する。
（１）画像処理部１７は、異なる出力チャネルから出力された同色の画像信号に対して、両者の信号レベルの差を補正する第１の補正処理を行う。この第１の補正処理では、画像処理部１７は補正特性データの差分値に基づいて上記補正を実行する。

以下、本実施形態で第１の補正処理を行う理由を、図３を参照しつつ説明する。なお、図３では撮影画面全体が一様な無彩色の被写体を撮影した場合を前提として説明を行う。
本実施形態では同色の画像信号を異なる出力チャネルで並列に読み出している。ところで各々の出力チャネルの温度特性にはバラツキがあり、駆動回路の温度が常温から離れるにつれて出力信号に位相差が生じることがある。この場合には、図３に示すように、各々が同色の画像信号を読み出す一方のチャネルと他方のチャネルとの間で、サンプルホールドパルス（黒レベル部分を示すＳＨＰ、信号部分を示すＳＨＤ）で画像信号をホールドするタイミングにズレが発生する。したがって、２つの出力チャネル間において同色の画像信号の信号レベルに差が生じることとなる。なお、この信号レベルの差は、各チャネルでのゲイン回路１２ｂ等の温度特性の相違によっても生じうる。

上記のような信号レベルの差が生じた場合、本来は一様なはずの撮影画像にグループのパターンに応じたスジが現れる。例えば、本実施形態の場合には、第１、第２グループの同色の受光素子と、第３、第４グループの同色の受光素子とが水平方向に交互に配置されているため、撮影画面には規則的な縦スジが現れることとなる。そのため、本実施形態では上記の撮影画像の異常を除去するために第１の補正処理を実行する。

なお、上記のように、異なる出力チャネルに対応する受光素子に同一色の被写体の結像が跨って撮影される場合、第１の補正処理後には、異なる出力チャネルの同色の画像信号は同一の信号レベルに調整されることとなる。
（２）画像処理部１７は、第１の補正処理を行った画像信号を対象として、各チャネル間での信号レベルの差を演算する。この（２）の演算処理では、ＣＰＵ２０の指定する指定範囲の画像信号に基づいて画像処理部１７が演算を行う。そして、上記の演算結果はＣＰＵ２０に出力される。

（３）画像処理部１７は、第１の補正処理が適正ではない場合に第２の補正処理を行う。第２の補正処理では、画像処理部１７が第１の補正処理を施した画像信号に対して、上記（２）で演算された信号レベルの差を補正する。
レリーズ釦１８は、レリーズタイミングの指示入力をユーザーから受け付ける。操作釦１９は、例えばコマンドダイヤルや十字状のカーソルキー等で構成される。この操作釦１９は、撮像装置の撮影モードの変更や、上記の第１の補正処理の実行／不実行（オン／オフ）などの設定入力をユーザーから受け付ける。ここで、操作釦１９で選択可能な撮影モードには、ホワイトバランスのパラメータ調整を行うための撮影モード（ホワイトバランスプリセット）が含まれている。

ＣＰＵ２０は所定のシーケンスプログラムに従って撮像装置の各部動作を制御する。特に本実施形態では、ＣＰＵ２０は以下の動作を実行する。
（１）ＣＰＵ２０は、操作釦１９からの入力に応じて、第１の補正処理の実行／不実行の設定変更を画像処理部１７に対して指示する。また、ＣＰＵ２０は、温度データの温度に基づいて、第１の補正処理の実行／不実行を画像処理部１７に対して指示する。

（２）ＣＰＵ２０は、温度データの温度に基づいて、第１の補正処理後に各チャネル間における同色の信号レベルの差を演算するか否かを画像処理部１７に対して指示する。上記演算を実行する場合、ＣＰＵ２０は指定範囲の位置情報を画像処理部１７に出力する。
（３）ＣＰＵ２０は、画像処理部１７の演算結果に基づいて、第１の補正処理が適正か否かを判定する。そして、第１の補正処理が適正ではない場合、ＣＰＵ２０は画像処理部１７に対して第２の補正処理を指示するとともに、第１の補正処理の補正量を調整する。

（４）さらに、ホワイトバランスプリセットでの撮影時に、ＣＰＵ２０は第１の補正処理の補正量を調整する。
以下、本実施形態の撮像装置の動作を、通常撮影の場合とホワイトバランスプリセットの場合とに分けてそれぞれ説明する。
（通常撮影の場合）
まず、図４の流れ図を参照しつつ、通常撮影の場合における撮像装置の動作を説明する。ここで、本実施形態では、第１、第２出力チャネルの出力と、第３、第４出力チャネルの出力とに対してチャネル間の信号レベルの補正がそれぞれ独立して行われる。なお、図４では、便宜的に第１、第２出力チャネルの出力に対する補正処理のみを説明し、重複する他方の説明は省略する。

ステップ１０１：ＣＰＵ２０は、ユーザーによるレリーズ釦１８の全押しに応じて被写体の撮影を実行する。このとき、ＣＰＵ２０はＴＧ１３を介して撮像素子１１を駆動させる。撮像素子１１は、各グループの画像信号群をそれぞれ別の出力チャネルから並列して出力する。そして、各出力チャネルの画像信号は、対応するＡＦＥ部１２をパイプライン式に通過して画像処理部１７に入力される。

ステップ１０２：ＣＰＵ２０は、操作釦１９によって、第１の補正処理の実行が選択されているか否かを判定する。第１の補正処理の実行（オン）が選択されている場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ２０はＳ１０３に移行する。一方、第１の補正処理の不実行（オフ）が選択されている場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ２０はＳ１１２に移行する。
ステップ１０３：ＣＰＵ２０は、駆動回路の温度を示す温度データを温度センサ１４から取得する。そして、ＣＰＵ２０は、第１の補正処理を行うための所定の温度条件に、温度データの示す温度が合致するか否かを判定する。上記条件に合致する場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ２０はＳ１０４に移行する。一方、上記条件に合致しない場合（ＮＯ側）にはＣＰＵ２０はＳ１１２に移行する。

ここで上記Ｓ１０３における温度条件を説明する。図５は補正特性データにおける温度と差分値との関係を模式的に示した図である。駆動回路の温度Ｔが常温（例えば２０℃程度）を中心とした一定の範囲（Ｔ_a＜Ｔ＜Ｔ_b）にある場合にはチャネル間に信号レベルの差は生じない。一方、温度ＴがＴ_a以下となる場合（Ｔ≦Ｔ_a）や温度ＴがＴ_a以上となる場合（Ｔ_b≦Ｔ）には、チャネル間に信号レベルの差が生じる可能性は高くなる。そのため、Ｓ１０３では、Ｔ≦Ｔ_aまたはＴ_b≦Ｔのいずれかを満たす場合には第１の補正処理を実行する。

ステップ１０４：ＣＰＵ２０は、温度データの温度（Ｓ１０３）に基づいて、メモリ１５の補正特性データ（第１データ）から、第１、第２出力チャネルでの信号レベルの差分値（Ｒ，Ｂ）を取得する。そして、ＣＰＵ２０は上記の差分値で第１の補正処理を行う旨の指示を画像処理部１７に出力する。
ステップ１０５：画像処理部１７は、ＣＰＵ２０の指示により第１の補正処理を実行する。具体的には、画像処理部１７は、信号レベルの差分値（Ｓ１０４）に基づいて、第１、第２出力チャネル間でのＲ，Ｂの信号レベルの差を補正する。

ステップ１０６：ＣＰＵ２０は、温度データの温度（Ｓ１０３）が、第１の補正処理の確認を要する温度範囲にあるか否かを判定する。上記条件に合致する場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ２０はＳ１０７に移行する。一方、上記条件に合致しない場合（ＮＯ側）には、画像処理部１７がそのまま撮影画像データを生成するとともに、ＣＰＵ２０は撮影画像データの記録後に処理を終了する。

ここで、第１の補正処理の確認を要する温度範囲とは、第１データの差分値に変化が生じる基準温度と、その近傍の温度とを含む温度範囲を意味する。温度データの温度がこの温度範囲にある場合には、誤差によるわずかな温度の相違でチャネル間の信号レベルの補正量が変化する（図５参照）。そのため、本実施形態では、温度データの温度が各々の基準温度の近傍の値を示す場合には、ＣＰＵ２０は第１の補正処理の確認を実行する。

ステップ１０７：ＣＰＵ２０は、画像処理部１７の確認演算の範囲を示す指定範囲を決定する。具体的には、ＣＰＵ２０は、エリアセンサ１６がレリーズ前に取得した撮影画面の分割測光の結果に基づいて、以下の工程によって指定範囲を決定する。
（１）ＣＰＵ２０は、エリアセンサ１６の出力に基づいて、撮影画面内での被写体の明るさが所定の上限値および下限値に収まる領域を抽出する。この段階で、撮影画面内で極端に暗い部分や明るい部分は指定範囲から除外されることとなる。

（２）ＣＰＵ２０は、上記（１）で抽出された領域のうちから、被写体の色の変化が許容範囲に収まる領域（判定領域）を検出する。例えば、ＣＰＵ２０は、エリアセンサ１６によるＲＧＢ各色の信号レベルの値がすべて一定範囲（一例として８ｂｉｔで１０ＬＳＢ程度）に収まる領域を判定領域とする。なお、上記の指定範囲には、撮影画面内で微細な色の変化のない部分が特に適している。そのため、ＣＰＵ２０は、高速フーリエ変換などで撮影画面内の周波数成分を解析し、高域周波数成分の量が閾値以下の領域を判定領域とするのがより好ましい。

（３）ＣＰＵ２０は、上記の判定領域の対応位置にある撮像素子１１の画素のアドレスを求めて指定範囲を決定する。なお、指定範囲の大きさは、例えば１０×１０画素程度に設定される。
ステップ１０８：画像処理部１７は、ＣＰＵ２０の指示により、指定範囲内での第１、第２出力チャネルの信号レベルの差を演算する。そして、画像処理部１７はＣＰＵ２０に演算結果を出力する。なお、Ｓ１０８の演算結果は、第１の補正処理後における第１、第２出力チャネル間の信号レベルの差を示している。

ステップ１０９：ＣＰＵ２０は、第１、第２出力チャネルの信号レベルの差がＳ１０８で検出されたか否かを判定する。差が検出された場合（ＹＥＳ側）は、ＣＰＵ２０は第１の補正処理が適正ではないと判定し、Ｓ１１０に移行する。一方、差が検出されない場合（ＮＯ側）は、ＣＰＵ２０は第１の補正処理が適正に行われたと判定する。この場合には、画像処理部１７はそのまま撮影画像データを生成するとともに、ＣＰＵ２０は撮影画像データの記録後に処理を終了する。

ステップ１１０：画像処理部１７は、ＣＰＵ２０の指示により、第１の補正処理後の画像信号に対して第２の補正処理を実行する。具体的には、画像処理部１７は、Ｓ１０８で演算した信号レベルの差分値に基づいて、第１、第２出力チャネル間でのＲ，Ｂの信号レベルの差を再補正で消去する。その後、画像処理部１７は撮影画像データを生成するとともに、ＣＰＵ２０が撮影画像データを記録媒体に記録する。

ステップ１１１：ＣＰＵ２０は、Ｓ１０８の演算結果に基づいて、次回撮影に適用する第１の補正処理の補正量を調整する。具体的には、ＣＰＵ２０は、Ｓ１０８で演算した信号レベルの差分値を補正係数としてメモリ１５に記録する。なお、次回撮影時には、ＣＰＵ２０は上記Ｓ１０４において第１データの差分値に補正係数を加算する。
ステップ１１２：一方、この場合には、画像処理部１７は第１の補正処理を行うことなく撮影画像データを生成する。そして、ＣＰＵ２０は撮影画像データの記録後に処理を終了する。

以下、本実施形態における通常撮影の場合の効果を述べる。本実施形態の第１の補正処理では、駆動回路の温度に基づく差分値に基づいて、２つの出力チャネルにおける同色の画像信号間に生じる信号レベルの差を画像処理部１７が補正する。すなわち、複数の出力チャネルから同色の画像信号を読み出す場合に生じうる撮影画像のスジが抑制される。特に、異なる出力チャネルに対応する受光素子に同一色の被写体の結像が跨って撮影された撮影画像では、上記の効果が顕著に認められる。

第１の補正処理のオンオフは操作釦１９の操作で切り替え可能であるので、撮像装置がユーザーの意図に沿った画像処理を実行する。また、ＣＰＵ２０は駆動回路の温度に応じて第１の補正処理のオンオフを選択する。したがって、第１の補正処理が必要ない温度では第１の補正処理が省略されて撮影画像データが迅速に生成される。
また、駆動回路の温度が差分値に変化が生じる基準温度の近傍である場合には、ＣＰＵ２０は第１の補正処理が適正であるか否かを判定する。この第１の補正処理が適正か否かの判定は、撮影画面において色の変化の少ない部分をサンプリングして行われる。そして、第１の補正処理が適正でない場合には、画像処理部１７が第２の補正処理を実行するとともに、ＣＰＵ２０が第１の補正処理の補正量を調整して次回撮影にフィードバックする。したがって、上記の撮影画像のスジの発生を高い精度で抑制できる。

（ホワイトバランスプリセットの場合）
次に、図６の流れ図を参照しつつ、ホワイトバランスプリセットの場合における撮像装置の動作を説明する。なお、図６の場合にも、便宜的に第１、第２出力チャネルの出力に対する補正処理のみを説明し、重複する他方の説明は省略する。
ステップ２０１：ＣＰＵ２０は、ユーザーによるレリーズ釦１８の全押しに応じて被写体の撮影を実行する。ホワイトバランスプリセットでは、グレーや白などの無彩色のターゲットを被写体として撮影画面全体で色が一様となるように撮影を行う。なお、Ｓ２０１は上記のＳ１０１に対応するので重複する説明は省略する。

ステップ２０２：画像処理部１７は、ＣＰＵ２０の指示により、指定範囲における第１、第２出力チャネルの信号レベルの差を演算する。このＳ２０２では、ＣＰＵ２０が撮影画面の全体または任意の一部を指定範囲として指定する。そして、画像処理部１７はＣＰＵ２０に演算結果を出力する。なお、Ｓ２０２の演算結果は、第１の補正処理前における第１、第２出力チャネル間の信号レベルの差を示している。

ステップ２０３：ＣＰＵ２０は、駆動回路の温度を示す温度データを温度センサ１４から取得する。そして、ＣＰＵ２０は、温度データの温度に基づいて、メモリ１５の補正特性データ（第１データ）から、第１、第２出力チャネルでの信号レベルの差分値を取得する。
ステップ２０４：ＣＰＵ２０は、Ｓ２０２の信号レベルの差とＳ２０３の差分値との差（第１の補正処理の補正係数）を演算するとともに、この補正係数をメモリ１５に記録する。なお、次回撮影時には、ＣＰＵ２０は第１データの差分値に補正係数を加算して第１の補正処理を実行する。

以下、本実施形態におけるホワイトバランスプリセットの場合の効果を述べる。上記の場合には、撮影画面内で色が一様となる被写体を撮影してＣＰＵ２０が第１の補正処理の補正量を調整する。したがって、上記の場合には異なる出力チャネル間における同色の画像信号の信号レベル差を高い精度で測定できるので、ＣＰＵ２０は第１の補正処理の補正量を適切に調整できる。

（実施形態の変形例）
図７に上記実施形態における撮像素子１１の他の一例を模式的に示す。図７の撮像素子１１は、４つの出力チャネルを備えた電荷順次転送方式の撮像素子である。図７の撮像素子の構成でも上述した実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
図７の撮像素子１１は、受光素子２１と、垂直転送線２８と、上下１組の水平転送部２９とを有している。受光素子２１は、撮像素子１１の受光面においてマトリクス状に配列されている。垂直転送線２８は、受光素子配列の各垂直列ごとにそれぞれ２本１組で配置されている。垂直列の受光素子２１の画像信号は上下交互に別の垂直転送線２８で読み出される。そして、１組の垂直転送線２８の一方は上側の水平転送部２９に接続されている。また、１組の垂直転送線２８の他方は下側の水平転送部２９に接続されている。

水平転送部２９は、垂直転送線２８から読み出された画像信号を２行分ずつ水平方向に転送する。水平転送部２９の各行の出力は異なる出力チャネルから読み出される。ここで、上側の水平転送部２９は第１、第２出力チャネルを有している。下側の水平転送部２９は第３、第４出力チャネルを有している。
また、撮像素子１１の受光面にはベイヤー配列のカラーフィルタが配列されている。なお、図７では、垂直方向にＲと交互に並ぶＧのフィルタをＧｒで示すとともに、垂直方向にＢと交互に並ぶＧのフィルタをＧｂで示す。

ここで、図７の撮像素子の読み出し方法を説明する。図７の場合には、撮像素子１１の出力を奇数フィールド（奇数列）と偶数フィールド（偶数列）とに分けて読み出す。
奇数フィールドでは、一方の垂直転送線２８からＲの画像信号が上方向に読み出されるとともに、他方の垂直転送線２８からＧｒの画像信号が下方向に読み出される。上側の水平転送部２９では、Ｒの画像信号が上から２行分ずつ第１、第２出力チャネルで並列に読み出される。また、下側の水平転送部２９では、Ｇｒの画像信号が下から２行分ずつ第３、第４出力チャネルで並列に読み出される。

偶数フィールドでは、一方の垂直転送線２８からＢの画像信号が上方向に読み出されるとともに、他方の垂直転送線２８からＧｂの画像信号が下方向に読み出される。上側の水平転送部２９では、Ｂの画像信号が上から２行分ずつ第１、第２出力チャネルで並列に読み出される。また、下側の水平転送部２９では、Ｇｂの画像信号が下から２行分ずつ第３、第４出力チャネルで並列に読み出される。

（実施形態の補足事項）
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。
（１）本発明の撮像装置では、撮像素子のチャネル数は４つに限定されない。また、撮像素子の画像信号の読み出し方式は上記実施形態の例に限定されない。一例として、１フレームを上下または左右の２つのエリアに分割し、各エリア毎に異なるチャネルから同色の画像信号を読み出す撮像素子の場合にも本発明の構成を同様に適用できる。

（２）本発明の撮像素子のカラーフィルタはベイヤー配列に限定されることなく、他の公知のカラーフィルタアレイでもよい。一例として、シアン（Ｃｙ）、マゼンダ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙ）のフィルタを有する補色系のカラーフィルタアレイの撮像装置にも本発明の構成を同様に適用できる。
（３）本発明は、３つの撮像素子でＲＧＢの画像信号を取得する３板式の電子カメラにおいて、個々の撮像素子の画像信号を複数のチャネルで読み出す場合にも応用することができる。

本実施形態の撮像装置のブロック図 本実施形態における撮像素子の一例を示す模式図 出力チャネルの位相差による信号レベルのシフトを示す説明図 通常撮影の場合における撮像装置の動作を示す流れ図 補正特性データにおける温度と差分値との関係を示す説明図 ホワイトバランスプリセットの場合における撮像装置の動作を示す流れ図 本実施形態における撮像素子の他の一例を示す模式図

符号の説明

１１…撮像素子、１２…アナログフロントエンド（ＡＦＥ）部、１３…タイミングジェネレータ（ＴＧ）、１４…温度センサ、１５…メモリ、１６…エリアセンサ、１７…画像処理部、１９…操作釦、２０…ＣＰＵ

Claims (12)

1. 光電変換によって画像信号を生成するとともに、各々が複数のグループのいずれかに属する複数の受光素子と、各々に同色の前記画像信号を含んでいる複数の前記グループの出力を前記グループ別に読み出す第１チャネルおよび第２チャネルとを有する撮像素子と、
   前記撮像素子を駆動させる駆動回路と、
   前記駆動回路の温度を示す温度データを生成する温度センサと、
   前記第１チャネルおよび前記第２チャネル間での同色の前記画像信号の差分値と前記温度との対応関係を記録したメモリと、
   前記温度データに基づいて前記メモリから前記差分値を取得するとともに、前記第１チャネルおよび前記第２チャネルから読み出された２つの画像信号群のうち、それぞれ同色の前記画像信号間に生じる前記信号レベルの差を前記差分値で補正する第１補正部と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記第１補正部は、複数の前記グループに跨る同一色の被写体を撮影した場合に、前記第１チャネルおよび前記第２チャネルからそれぞれ読み出された前記被写体の前記画像信号間に生じる前記信号レベルの差を消去することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記第１補正部に対して補正処理の要否を指示する第１制御部をさらに備えたことを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記第１制御部は、前記温度データの示す温度が所定の温度条件に合致する場合に、前記第１補正部に対して前記補正処理の実行を指示することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項３に記載の撮像装置において、
   ユーザーによる前記補正の指示入力を受け付ける操作部をさらに備え、
   前記第１制御部は、前記操作部の出力に基づいて、前記第１補正部に対して前記補正処理の実行を指示することを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記第１補正部による補正処理後に、前記第１チャネルおよび前記第２チャネルから読み出された同色の前記画像信号間における前記信号レベルの差を演算する演算部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項６に記載の撮像装置において、
   前記演算部の出力に基づいて、前記第１補正部による補正処理が適正か否かを判定する判定部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
8. 請求項７に記載の撮像装置において、
   撮影画面内において被写体の色の変化が許容範囲に収まる判定領域を検出する検出部をさらに備え、
   前記判定部は、前記判定領域に対応する位置の前記撮像素子の出力に基づいて前記判定を実行することを特徴とする撮像装置。
9. 請求項７に記載の撮像装置において、
   前記判定部は、前記温度データの示す温度が、前記差分値に変化を生じる基準温度を含む所定の温度範囲にある場合に前記判定を実行することを特徴とする撮像装置。
10. 請求項７に記載の撮像装置において、
    前記第１補正部による補正処理が適正ではない場合に、前記演算部の出力に基づいて、前記第１チャネルおよび前記第２チャネルから読み出された同色の前記画像信号間における前記信号レベルの差を補正する第２補正部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
11. 請求項７に記載の撮像装置において、
    前記第１補正部による補正処理が適正ではない場合に、前記演算部の出力に基づいて前記第１補正部の補正量を調整するデータ補正部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
12. 請求項１に記載の撮像装置において、
    撮影画面内での色が一様な被写体を撮影したときの撮影データに基づいて、前記第１補正部の補正量を調整する第２制御部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
    
    
    

Images