JP2008160405A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】露光撮影された画像を補正するための画像を取得する場合において、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くならないようにする。
【解決手段】撮影者がファインダーを覗いたことを、接眼判断部が判断し、さらに補正用画像撮影判断部が、設定されたＩＳＯ感度とシャッター速度と温度検出部で検出された固体撮像素子の温度とから補正用画像を撮影する必要があると判断した場合に、デジタルカメラは、自動的に補正用画像の撮影を行う。補正用画像の撮影時におけるＩＳＯ感度、シャッター速度等の撮影条件は、露光撮影と同じで遮光されて撮影される。その後、デジタルカメラは、露光撮影を行う。そして、補正用画像で取得された画像データを用いて、ノイズ成分を露光撮影で取得された画像データから除去する。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に被写体を撮影した画像データを補正するための、補正用の画像データの取得に関する。

固体撮像素子として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いて画像の撮影を行い、撮影画像に応じたデジタル画像データを取得する撮像装置として、デジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラとする）やデジタルビデオカメラが普及している。

ここで、固体撮像素子は、自身が発熱することにより、入射光とは無関係の電荷が生成され、暗電流となる。また、固体撮像素子を構成する画素のうち、欠陥のある画素からは、入射光の光量に関わらず、一定の大きさの電荷が生成される。暗電流や画素欠陥で生じる電荷は、ノイズ成分となり、撮影画像の画質の低下を生じさせる。

特に、固体撮像素子の撮像感度（例えば、ＩＳＯ感度）等を任意に設定可能なデジタルカメラでは、固体撮像素子に発生する暗電流や画素欠陥を原因とする画質の低下が、高感度撮影や長時間の露光撮影で取得された撮影画像に顕著に現れる場合がある。この理由は、高感度撮影では、弱い入射光で生成された電荷を増幅するため、入射光により生成された電荷と共にノイズ成分となる電荷も増幅されるためであり、又、長時間の露光撮影では、ノイズ成分となる電荷が画像信号に蓄積される量が多くなるためである。そのため、撮影画像に対して、暗電流や画素欠陥を原因とする画質の低下を補正する必要がある。

ここで、露光撮影を行った後に撮像素子を遮光し撮像することで暗電流成分からなる暗時信号を得る発明が開始されている（特許文献１）。特許文献１では、暗電流成分を補正するための補正データとして露光撮影時と同等の露光時間で遮光して暗時信号を得、この暗時信号で露光撮影時の撮像信号を減算することで、暗電流成分が減算処理された撮像信号を得ている。なお、特許文献２、特許文献３にも同様に撮像素子を遮光して得られた補正データを用いて露光撮影により得られた画像データを補正する発明が開示されている。
特開２００３−２０４４８６公報 特開２００５−３３６８７公報 特開平９−１３５３８８号公報

しかしながら、特許文献１乃至特許文献３に記載の発明では、露光撮影とは別に、露光撮影を行う前後の何れかに、撮像素子を遮光した画像を取得する必要がある。そのため、露光撮影された画像と共に補正用の画像を撮影する場合は、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長い時間を要する。この結果、複数回の露光撮影を連続して行う場合に、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くなる。

本発明は上記事実を考慮し、露光撮影された画像を補正するための画像を取得する場合において、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くならない撮像装置を得ることが目的である。

本発明は、入射光を光電変換する複数の画素を備える撮像手段と、前記撮像手段に入射する光を遮る遮光手段と、撮影者が前記遮光手段を開いて行う露光撮影をする直前であることを検出する撮影前検出手段と、撮影者が前記露光撮影をする直前であることを前記撮影前検出手段が検出した場合に、前記遮光手段が前記撮像手段に入射する光を遮った状態で、前記露光撮影と同じ条件で、前記撮像手段を動作させ、前記露光撮影で取得された画像データを補正するための補正用画像データを取得するように前記撮像手段等を制御する制御手段と、前記補正用画像データを記憶する補正用画像データ記憶手段と、前記露光撮影により取得した前記画像データを、前記補正用画像データ記憶手段に記憶された前記補正用画像データを用いて補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮影者が遮光手段を開いて行う露光撮影をする直前であることを、撮影前検出手段が検出した場合に、制御手段は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像手段に入射する光を遮る遮光手段を閉じた状態で、露光撮影で取得された画像データを補正するために用いる補正用画像データを取得するように撮像手段等の制御を行う。撮像手段が、遮光状態で動作して撮影を行うときの条件は、露光撮影時と同じ条件である。取得された補正用画像データは、補正用画像データ記憶手段に記憶される。そして、補正手段が、露光撮影により取得した画像データを補正用画像データ記憶手段に記憶されている補正用画像データを読み出し、当該補正用画像データを用いて露光撮影により取得した画像データを補正する。

従って、撮影前検出手段により、撮影者が被写体の撮影を行うことを事前に検知することができ、撮像手段は、被写体の撮影前に自動的に補正用の画像を撮影できる。これにより、露光撮影された画像を補正するための画像を取得し、露光撮影が行われた画像データの暗電流や欠陥画素に起因するノイズ成分を除去し、露光撮影により得られた画像の画質を向上させることができ、且つ、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用画像データを取得しない場合と比べても長くならない。

また、本発明によると、前記撮影前検出手段は、撮影者がファインダーを覗いたことを検出することを特徴とする。

撮影者が被写体を撮影する前には、撮影者はファインダーを覗く。そのため、撮影前検出手段が、撮影者がファインダーを覗いたことを検出することにより、撮影者が被写体を撮影する直前であることを検知できる。

さらに、本発明によると、前記制御手段は、撮影者が前記露光撮影をする直前であることを前記撮影前検出手段が検出し、且つ、ＩＳＯ感度、シャッター速度、撮像手段の温度のうち、少なくとも一つが各々に設けられた条件を成立させた場合に、前記補正用画像データを取得することを特徴とする。

露光撮影により得られた画像データの暗電流や欠陥画素に起因するノイズ成分は、ＩＳＯ感度が高い場合、シャッター速度が遅く露光時間が長い場合、撮像手段の温度が高い場合に、顕著に現れるため、そのような場合にのみ、補正用画像データの取得を行い、露光撮影により得られた画像の画質を向上することができる。

また、本発明によると、前記制御手段は、前記ＩＳＯ感度に応じて、前記補正用画像データの取得が必要とされる前記シャッター速度及び前記撮像手段の温度に設けられた条件を変えることを特徴とする。

ＩＳＯ感度は、撮影者が任意に設定することができ、ＩＳＯ感度が高い場合は、ＩＳＯ感度が低い場合に比べ、被写体を撮影した画像においてノイズ成分が顕著に現れる。そのため、ＩＳＯ感度に応じて補正用画像データの取得が必要とされるシャッター速度及び撮像手段の温度の条件を変えることで、補正用画像データの取得の必要性を的確に判断できる。

また、本発明によると、前記制御手段は、前記補正用画像データを取得するために、入射する光を遮った状態で前記撮像手段を動作させているとき、シャッターボタンの押下げ信号が入力された場合に、前記補正用画像データの取得を停止することを特徴とする。

従って、撮影者は、補正用画像データの取得を行っているときでも、任意に補正用画像データの取得を停止することができる。これにより、撮影者は補正用画像データの取得時でも、露光撮影を行うことができ、撮影者は補正用画像データの取得を原因として、被写体を撮影するタイミングを逃すことが無い。

以上説明した如く本発明では、露光撮影された画像を補正するための画像を取得する場合において、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くならないという優れた効果を有する。

（第１の実施の形態）
まず、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。

図１（Ａ）は、デジタルカメラ１０の正面図を示す。

デジタルカメラ１０の正面には、ファインダー１２、レンズ１４、ストロボ１６が備えられる。

ファインダー１２は、撮影する被写体の構図を決定するために用いられる。なお、ファインダー１２には、後述する撮影前検出手段である接眼検出部１１６が備えられる。

レンズ１４は、複数枚のレンズを有し、図示しないレンズ駆動機構により、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成され、被写体像を結像させる。

ストロボ１６は、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光を発する。

図１（Ｂ）にデジタルカメラ１０の背面図を示す。

デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダー１２の接眼部、画像表示部１８、モード切替スイッチ２０、十字カーソルボタン２２、強制発光スイッチ２４、が備えられる。

画像表示部１８は、撮影によって得られたデジタル画像データに基づいた画像や各種メニュー画面、メッセージ等を表示する。

モード切替スイッチ２０は、撮影を行うモードである撮影モード及び撮影によって得られたデジタル画像データに基づいた画像を画像表示部１８に表示（再生）するモードである再生モードの何れかのモードに設定するために操作される。

十字カーソルボタン２２は、画像表示部１８の表示領域における上下左右の４方向の移動方向を示す４つの矢印キー及び当該４つの矢印キーの中央部に位置された決定キーの合計５つのキーを含んで構成される。

強制発光スイッチ２４は、以後の撮影時にストロボ１６を強制的に発光させるモードである強制発光モードを設定する際に操作される
図１（Ｃ）に、デジタルカメラ１０の上面図を示す。

デジタルカメラ１０の上面には、電源スイッチ２８、シャッターボタン（所謂レリーズボタン）２８、が備えられる。シャッターボタン２６は、撮影を実行する際にユーザによって押圧操作される。

本実施の形態に係るシャッターボタン２６は、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。そして、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、シャッターボタン２６を半押し状態にすることによりＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光され被写体の撮影が行われる。なお、撮影者は、ＡＥ機能及びＡＦ機能を用いずに、手動で、露出及び焦点を調整することができる。

図２に、デジタルカメラ１０の電気系の構成を示すブロック図を示す。

デジタルカメラ１０は、デジタルカメラ１０の全体の制御を司る主制御部１００を備える。シャッターボタンの押し下げ等に基づいて、レンズ１４、絞り１０２、遮光手段であるメカシャッター１０４を制御して、レンズ１４で結像された被写体に係る入射光を撮像手段である固体撮像素子１０６に導く。なお、固体撮像素子１０６として、入射光を光電変換する複数の画素で構成される、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等が用いられる。

絞り１０２は、レンズ１４から固体撮像素子１０６へ入射する光の量を調整する。

メカシャッター１０４は、固体撮像素子１０６の直前に備えられる。シャッターボタン２６が全押し状態とされることで、メカシャッター１０４が開かれると、固体撮像素子１０６に光が入射し、固体撮像素子１０６の電子シャッターが開かれ、露光が開始される。メカシャッター１０４が閉じられると、固体撮像素子１０６の電子シャッターが閉じられ、露光が終了する。

固体撮像素子１０６は、固体撮像素子１０６を構成する複数の画素から出力されるアナログ画像信号をＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１０８に送信する。

ＡＦＥ１０８は、固体撮像素子１０６から送信されるアナログ画像信号に対して、相関二重サンプリング処理、アナログ／デジタル変換処理などの所定の信号処理を施す。

なお、レンズ１４、絞り１０２、メカシャッター１０４、固体撮像素子１０６、ＡＦＥ１０８は、主制御部が備えるタイミングジェネレータが送信するタイミング信号に基づき、各々同期して制御される。

そして、主制御部１００はＡＦＥ１０８で信号処理された画像信号を画像表示部１８へ表示させ、又、画像記憶部１１０へ記憶させる。

画像記憶部１１０は、例えば、可搬式の不揮発性記憶媒体であり、デジタルカメラ１０で生成されたデジタル画像データを記憶する。画像記憶部１１０で記憶されたデジタル画像データは、主制御部１００が読み出し、画像表示部１８に表示させることもできる。

また、主制御部１００は、メモリ１１２と接続され、メモリ１１２は、撮影により得られたデジタル画像データを一時的に記憶したり、ユーザがデジタルカメラ１０に対して設定した種々のデータを記憶したりする。

図１（Ａ）乃至図１（Ｂ）に示されるシャッターボタン２６、電源スイッチ２８、モード切替スイッチ２０、十字カーソルボタン２２、及び強制発光スイッチ２４の各種ボタン類及びスイッチ類（「操作ボタン１１４」と総称する。）は主制御部１００に接続されており、主制御部１００は、これらの操作ボタン１１４に対する操作状態を常時把握できる。

さらに、主制御部１００は、接眼検出部１１６、温度検出部１１８と接続される。

接眼検出部１１６は、ファインダー１２に備えられ、撮影者がファインダー１２を覗いたことを検出する。撮影者が被写体を撮影する前には、撮影者はファインダーを覗くため、接眼検出部１１６は、撮影者が被写体を撮影する直前であることを検出できる。

接眼検出部１１６は、例えば、図３に示すような、発光源１１６Ａ、反射光検出部１１６Ｂを備える。撮影者がファインダー１２を覗いた場合、発光源１１６Ａから発せられた光は、撮影者の眼の光彩等に反射する。そして、反射した光を反射光検出部１１６Ｂが検出する。撮影者がファインダー１２を覗いていないときは、発光源から発せられた光は、反射物（撮影者の眼）が無いために、反射光検出部１１６Ｂで検出されることがない。このように、撮影者の眼に反射した光を検出することで、接眼検出部１１６は、撮影者がファインダー１２を覗いたことを検出する。

また、例えば、接眼検出部１１６は、光検出部のみを備える構成としてもよい。光検出部は、撮影者がファインダー１２を覗いていないときに、ファインダー１２に入射してくる光を検出する。一方、撮影者がファインダー１２を覗いた場合は、ファインダー１２内が暗くなり、光検出部は、微弱な光を検出する、若しくは光を検出しない。このように、撮影者がファインダー１２を覗いた場合と覗かない場合との光検出部で検出する光の強弱に基づいて、接眼検出部１１６が、撮影者がファインダー１２を覗いたことを検出するものとしてもよい。

また、例えば、接眼検出部１１６にＣＣＤを備え、ＣＣＤで撮影者の眼の例えば虹彩を認識することで、撮影者がファインダー１２を覗いたことを検出するものとしてもよい。

接眼検出部１１６は、撮影者がファインダー１２を覗いている場合に接眼検出信号を発する。

温度検出部１１８は、例えば、サーミスタ、熱電対等の温度センサにより固体撮像素子１０６の温度を検出する。

固体撮像素子１０６は、自身が発熱することにより、固体撮像素子１０６に入射してくる入射光とは無関係に電荷が生成される。当該電荷は、所謂暗電流と呼ばれるノイズ成分となり、デジタルカメラ１０で撮影された画像の画質の劣化を生じさせる。この暗電流は、固体撮像素子１０６の温度の上昇に伴って、その量が大きくなる。そのため、固体撮像素子１０６の温度を検出することで、暗電流が撮影画像の画質に影響を与える大きさであるか否かを判断することができる。

さらに、暗電流の他に欠陥画素が出力する電荷も、撮影画像の画質に影響を与えるノイズ成分の一つである。欠陥画素が出力する電荷は、入射光の光量に関わらず、一定の大きさである。

なお、固体撮像素子１０６に発生する暗電流や画素欠陥を原因とする画質の劣化は、高感度撮影や長時間の露光撮影で取得された撮影画像に顕著に現れる場合がある。この理由は、高感度撮影では、弱い入射光で生成された電荷を増幅するため、入射光により生成された電荷と共にノイズ成分となる電荷も増幅されるためであり、又、長時間の露光撮影では、ノイズ成分となる電荷が画像信号に蓄積される量が多くなるためである。

これら、撮影画像の画質に影響を与えるノイズ成分を撮影画像から除去するために、被写体を撮影（露光撮影）する場合と同じ露光時間（シャッター速度）で固体撮像素子１０６を遮光して撮影（補正用撮影）することで補正用画像を取得する。すなわち、補正用画像には、被写体像に係る画像は記録されずに、暗電流や欠陥画素を起因とするノイズ成分のみが記録される。そして、露光撮影での撮影画像と同じシャッター速度で補正用撮影画像を撮影するため、そのノイズ成分の大きさは露光撮影で得られた撮影画像と同じである。そして、露光撮影で取得した撮影画像を補正用画像で補正することで、撮影画像からノイズ成分を除去することが行われている。

しかし、この場合、撮影者は、１枚の撮影画像を取得するために、実質２回の撮影動作を行わなければならず、撮影者が画像撮影を行うに際して、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くなる。そこで、接眼検出部１１６で撮影者がファインダー１２を覗いたことを検出し、撮影者がファインダー１２を覗いたときに自動的に補正用画像を撮影することで、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くならないようにする。

図４に、露光撮影で撮影した撮影画像の画像データを、補正用画像の画像データで補正する制御に係る機能ブロック図を示す。

主制御部１００は、補正用画像撮影判断部１５０を備える。

補正用画像撮影判断部１５０は、温度検出部１１８と接続される。

補正用画像撮影判断部１５０は、温度検出部１１８で検出された固体撮像素子１０６の温度に係る信号である温度信号を受信する。

また、補正用画像撮影判断部１５０は、メモリ１１２に備えられる撮影条件記憶部１５２と補正条件記憶部１５４と接続される。

撮影条件記憶部１５２には、露光撮影で画像撮影を行う場合の、ＩＳＯ感度、シャッター速度が記憶される。これらの値は、撮影者が設定した値、又はＡＥ機能、ＡＦ機能で設定された値である。

補正条件記憶部１５４には、補正用画像を撮影する必要が生じるＩＳＯ感度、シャッター速度、固体撮像素子１０６の温度の条件（閾値）が各々記憶される。

補正用画像撮影判断部１５０は、温度検出部１１８で検出された温度と撮影条件記憶部１５２に記憶される撮影条件とを、補正条件記憶部１５４で記憶されている補正条件で比較することで、補正用画像を撮影する必要性の有無を判断し、補正用画像を撮影する必要がある場合に、判断信号を制御手段であるＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６へ送信する。

ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６は、ＡＥ機能、ＡＦ機能がオンとされ、シャッターボタン２６が半押し状態にされたことを示す半押下げ信号を受信した場合に、シャッター速度並びに絞り１０２を駆動させ、露出状態を自動的に制御し、レンズ１４を駆動させ自動的に合焦制御する。また、シャッターボタン２６が全押し状態にされたことを示す全押下げ信号を受信した場合に、ＡＥ機能、ＡＦ機能で設定された撮影条件、又は撮影者が手動で設定した撮影条件で、被写体の撮影を行うように、メカシャッター１０４、固体撮像素子１０６を制御する。

また、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６は、接眼判断部１５８と接続される。

接眼判断部１５８は、接眼検出部１１６からの接眼検出信号に基づいて撮影者がファインダー１２を覗いたか否かを判断し、撮影者がファインダー１２を覗いたと判断した場合に、判断信号をＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６へ送信する。なお、撮影者がファインダー１２を覗いたか否かの判断は、例えば、接眼検出部１１６から接眼検出信号が送信される時間を接眼判断部１５８がカウントし、カウントされた時間が設定された所定の時間を超えた場合に、撮影者がファインダー１２を覗いたとする。このように撮影者がファインダー１２を覗いた時間を、接眼判断部１５８がカウントすることで、撮影者が被写体を露光撮影する直前であるか否かについての誤判断を防ぐことができる。

ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６は、補正用画像撮影判断部１５０から補正用画像の撮影の必要性を示す判断信号と、接眼判断部１５８から撮影者がファインダー１２を覗いたことを示す判断信号を受信すると、固体撮像素子１０６等に撮影信号を送信し、撮影条件記憶部１５２に記憶されるＩＳＯ感度、シャッター速度で補正用画像を撮影する。このとき、メカシャッター１０４は、閉じられており固体撮像素子１０６は遮光状態である。

固体撮像素子１０６から、ＡＦＥ１０８を介して補正用画像に係る画像信号を主制御部１００が受信すると、補正用画像に係る画像信号は、補正手段である画像処理部１６０に送られ、そこで画像処理が施され、デジタル画像データである補正用画像データとして、メモリ１１２に備えられる補正用画像データ記憶部１６２に更新して記憶される。

ここで、撮影者が露光撮影をする前に、何度もファインダー１２を覗いて、レンズ１４や絞り１０２等の調整を繰り返す場合がある。この場合、露光撮影直前でなくてもＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が補正用画像の撮影を行ってしまう可能性がある。そのため、補正用画像データを記憶している補正用画像データ記憶部１６２に、新たな補正用画像データが送信されてきた場合は、補正用画像データ記憶部１６２が、新たな補正用画像データに更新して記憶する。こうすることで、露光撮影された撮影画像に係る画像データを実際に補正する補正用画像データは、撮影者が被写体を露光撮影する直前に取得された補正用画像データとなる。

画像処理部１６０は、補正用画像データに対応する露光撮影された撮影画像データが送信されると、補正用画像データ記憶部１６２から補正用画像データを取り出し、補正用画像データで撮影画像データを補正する。補正の具体的な方法としては、例えば、撮影画像データの１画素毎の値から、補正用画像データの対応する１画素毎の値を引き、差分を得る。そして、当該差分に基づいて、補正済みの撮影画像データを生成する。

画像処理部１６０で得られた、補正済みの撮影画像データは、記憶画像生成部１６４で特定のフォーマットに変換され、画像記憶部１１０に記憶される。また、補正済みの撮影画像データと共に補正前の露光撮影の撮影画像データも画像記憶部１１０に記憶してもよい。

なお、補正済みの撮影画像データは、画像表示部１８で確認することができる。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

露光撮影された撮影画像のノイズの除去に係る処理を図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ５００で、接眼判断部１５８が、接眼検出部１１６からの接眼検出信号に基づき、撮影者がファインダー１２を覗いたか否かを判断する。撮影者がファインダー１２を覗いた場合は、判断は肯定とされ、ステップ５０２へ移行する。一方、撮影者がファインダー１２を覗いていない場合は、判断は否定とされ、ステップ５０８へ移行する。

ステップ５０２では、補正用画像撮影判断部１５０が、補正用画像の取得の必要性の有無について判断する。補正用画像撮影判断部１５０は、温度検出部１１８で検出された温度、並びに撮影条件記憶部１５２に記憶される露光撮影における条件と、補正条件記憶部１５４に記憶される補正用画像を撮影する場合の条件とを比較し、補正用画像の取得の必要性の有無を判断する。補正用画像の取得が必要な場合は、判断は肯定とされ、ステップ５０４へ移行する。一方、補正用画像の取得が必要でない場合は、判断は否定とされ、ステップ５０８へ移行する。

ここで、補正用画像の取得が必要な場合とは、温度検出部１１８で検出される固体撮像素子１０６の温度が、例えば、６０℃以上である場合、露光撮影におけるＩＳＯ感度が、例えば、８００以上である場合、露光撮影におけるシャッター速度（露光時間）が、例えば、１／４秒以上である場合、とする。補正用画像撮影判断部１５０は、これらの条件のうち、少なくとも１つが成立した場合に、補正用画像の取得が必要と判断する。なお、上記の補正用画像の取得を必要とする場合の、固体撮像素子１０６の温度、ＩＳＯ感度、シャッター速度の条件は一例であり、また、撮影者が画像表示部１８を介して任意の値に設定するものとしてもよい。

なお、撮影者は、デジタルカメラ１０の設定として、補正用画像撮影判断部１５０により撮影者がファインダー１２を覗いたと判断された場合に、常に補正用画像を取得するとしてもよい。この場合は、本ステップの判断は常に肯定とされる。

次に、ステップ５０４で、補正用画像の撮影を行う。

補正用画像の撮影条件は、メカシャッター１０４が閉じられ固体撮像素子１０６に対して遮光状態とした上で、固体撮像素子１０６の電子シャッターを露光撮影と同じ時間開き、ＩＳＯ感度を露光撮影と同じ感度とする。撮影された補正用画像に係る画像データは、補正用画像データ記憶部１６２に更新記憶される。

次に、ステップ５０６で、接眼判断部１５８が、接眼検出部１１６からの接眼検出信号に基づき、撮影者がファインダー１２を覗いたか否かを判断する。撮影者がファインダー１２を覗いた場合は、判断は肯定とされ、ステップ５１０へ移行する。一方、撮影者がファインダー１２を覗いない場合は、判断は否定とされ、ステップ５０８へ移行する。

ステップ５０８では、シャッターボタン２６が半押し状態にされたか否かを、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が判断する。シャッターボタン２６が半押し状態にされたことを示す半押下げ信号をＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が受信した場合は、肯定と判断され、ステップ５１０へ移行する。一方、シャッターボタン２６が半押し状態にされたことを示す半押下げ信号をＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が受信しない場合は、否定と判断され、ステップ５００へ移行する。

ステップ５１０では、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が、ＡＥ機能、ＡＦ機能がオンにされている場合に、ＡＥ制御、ＡＦ制御を行う。なお、ＡＥ機能、ＡＦ機能がオフにされており、撮影者が手動で露光調整、焦点合わせを行う場合は、本ステップは省略される。

次に、ステップ５１２で、シャッターボタン２６が全押し状態にされたか否かを、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が判断する。シャッターボタン２６が全押し状態にされたことを示す全押下げ信号をＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が受信した場合は、肯定と判断され、ステップ５１４へ移行する。一方、シャッターボタン２６が全押し状態にされたことを示す全押下げ信号をＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が受信した場合は、否定と判断され、シャッターボタン２６が全押し状態にされるまで待ちの状態となる。

次に、ステップ５１４で、露光撮影が行われる。

次に、ステップ５１６で、画像処理部１６０が、露光撮影して得られた画像データに対して種々の画像処理を施す。なお、当該画像処理において、露光撮影された画像データに対してステップ５０４で取得した補正用画像データを用いて、露光撮影の画像データに対して補正処理を行う。

次に、ステップ５１８で、補正用画像データを用いて補正された露光撮影に係る画像データを画像記憶部１１０に記憶し、撮影画像ノイズ除去処理を終了する。

さらに、補正用画像を撮影する必要性の判断に係る、シャッター速度と固体撮像素子１０６の温度との条件（閾値）を、ＩＳＯ感度に応じて変えてもよい。ＩＳＯ感度は、撮影者が任意に設定することができる。また、ＩＳＯ感度が高い場合は、ＩＳＯ感度が低い場合に比べ、被写体を撮影した画像におけるノイズ成分が顕著に現れる。そのため、ＩＳＯ感度を応じて、補正用画像撮影の必要性の判断をする。

図６は、補正用画像撮影の必要性の判断に係る閾値を示す図である。

図６の横軸は、シャッター速度であるＴＶ（Ｔｉｍｅ Ｖａｌｕｅ）値をＩＳＯ感度であるＳＶ（Ｓｅｎｓｔｉｖｅ Ｖａｌｕｅ）値で割った値（すなわち、シャッター速度をＩＳＯ感度で規格化した値）を示し、縦軸は、固体撮像素子１０６の温度を示す。

図６の直線Ａが補正用画像撮影の必要性の有無を示す閾値である。補正用画像撮影判断部１５０は、直線Ａに基づいて、補正用画像を撮影する必要性の有無を判断する。ＴＶ値／ＳＶ値に対して固体撮像素子１０６の温度が、直線Ａを境界として図６の下側の領域（領域Ａ）に位置する場合、補正用画像撮影判断部１５０は、補正用画像を撮影する必要性はないと判断する。一方、ＴＶ値／ＳＶ値に対して固体撮像素子１０６の温度が、直線Ａを境界として図６の上側の領域（領域Ｂ）に位置する場合、補正用画像撮影判断部１５０は、補正用画像を撮影する必要性があると判断する。

なお、図６に示される閾値は、ＩＳＯ感度毎に、閾値を超えるシャッター速度（ＴＶ値）と固体撮像素子１０６の温度とをテーブルとして補正条件記憶部１５４に記憶してもよい。

図７に、ＩＳＯ感度に応じて補正用画像を撮影する必要性の判断を行う場合の、露光撮影された撮影画像のノイズ除去に係る処理のフローチャートを示す。なお、図５のフローチャートと同一のステップは、追加されるステップの前後についてのみ説明し、他の同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略する。

ステップ５００で、接眼判断部１５８が、ファインダー１２に撮影者が接眼したと判断した場合に、ステップ７００において、補正用画像撮影判断部１５０が、ＴＶ値／ＳＶ値に対する固体撮像素子１０６の温度と直線Ａで示される閾値とを比較する。

次に、ステップ７０２において、補正用画像撮影判断部１５０が、ＴＶ値／ＳＶ値に対する固体撮像素子１０６の温度が閾値を超えたか否かを判断する。閾値を超えた場合は、肯定と判断され、ステップ５０４へ移行する。一方、閾値を超えない場合は、否定と判断され、ステップ５０８へ移行する。

このように、ＩＳＯ感度に応じて補正用画像データの取得が必要とされるシャッター速度及び固体撮像素子の温度の条件を変えることで、補正用画像データの取得の必要性を的確に判断できる。

さらに、補正用画像データを取得するために、入射する光を遮った状態で固体撮像素子を作動させているときに、補正用画像の撮影を中断し、露光撮影を行うものとしてもよい。

図８に、補正用画像に係る撮影の中断処理を含む、露光撮影された撮影画像のノイズ除去に係る処理のフローチャートを示す。なお、図５のフローチャートと同一のステップは、追加されるステップの前後についてのみ説明し、他の同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略する。

ステップ５０２で、補正用画像撮影判断部１５０が、補正用画像の取得の必要性があると判断した場合に、ステップ８００で、補正用画像の撮影が開始される。

次に、ステップ８０２で、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が、シャッターボタン２６が半押し状態にされたか否かを判断する。シャッターボタン２６が半押し状態にされたことを示す半押下げ信号が入力された場合は、肯定と判断され、ステップ８０４へ移行する。一方、シャッターボタン２６が半押し状態にされたことを示す半押下げ信号が入力されない場合は、否定と判断され、ステップ８０４へ移行する。

ステップ８０４では、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が、補正用画像の撮影の中断処理を行い、ステップ５１０へ移行する。

ステップ８０６では、ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部１５６が、補正用画像の撮影が終了したか否かを判断する。補正用画像の撮影が終了した場合は、肯定と判断され、ステップ８０８へ移行する。一方、補正用画像の撮影が終了していないと判断された場合は、否定と判断され、補正用画像の撮影が終了するまで、補正用画像の撮影を続行する。

ステップ８０８では、補正用画像に係る画像データを補正用画像データ記憶部１６２に記憶する。

次に、ステップ５０６で、接眼判断部１５８が、接眼検出部１１６からの検出信号に基づき、撮影者がファインダー１２を覗いたか否かを判断する。

なお、ステップ８０２において、シャッターボタン２６が半押し状態にされたと判断され、ステップ８０４で補正用画像の撮影処理が中断された場合は、ステップ５１６で実施される、露光撮影して得られた画像データに対する画像処理において、補正用画像の画像データを用いた露光撮影の画像データに対するノイズ除去に係る補正処理は行われない。

また、図７で示されるＩＳＯ感度に応じた補正条件で、補正用画像を撮影する必要性の判断を行う場合にも、図８のフローチャートで示される中断処理を行うものとしてもよい。

以上のように、撮影者がファインダー１２を覗いたことを、接眼判断部１５８が判断し、さらに補正用画像撮影判断部１５０が、設定されたＩＳＯ感度とシャッター速度と、温度検出部１１８で検出された固体撮像素子１０６の温度から補正用画像を撮影する必要があると判断した場合に、デジタルカメラ１０は、自動的に補正用画像の撮影を行う。補正用画像は、メカシャッター１０４が閉じ固体撮像素子１０６が遮光された状態で、固体撮像素子１０６の電子シャッターが開くことで取得される。補正用画像の撮影時におけるＩＳＯ感度、シャッター速度等の撮影条件は、露光撮影と同じである。これにより、補正用画像の撮影で得られた画像データには、露光撮影と同じ条件における暗電流や欠陥画素を起因とするノイズ成分のみが記録される。その後、デジタルカメラ１０は、露光撮影を行う。そして、補正用画像で取得された画像データを用いて、ノイズ成分を露光撮影で取得された画像データから除去する。

このように、撮影者がファインダー１２を覗いたときに、自動的に補正用画像を撮影することで、露光撮影された画像データを補正するための画像データを取得するときでも、１回の露光撮影を終えた後に次の露光撮影を行うまでの時間間隔が、補正用の画像を撮影しない場合に比べ長くならないという効果を得ることができる。

（Ａ）はデジタルカメラの正面、（Ｂ）はデジタルカメラの背面、（Ｃ）はデジタルカメラの上面、を示す概観図である。 デジタルカメラの電気系の構成を示すブロック図である。 接眼検出部の構成の１例を示す図である。 露光撮影で撮影した撮影画像の画像データを、補正用画像の画像データで補正する制御に係る機能ブロック図である。 露光撮影された撮影画像のノイズ除去に係る処理のフローチャートである。 補正用画像撮影の必要性の判断に係る閾値を示す図である。 ＩＳＯ感度に応じて補正用画像を撮影する必要性の判断を行う場合の、露光撮影された撮影画像のノイズ除去に係る処理のフローチャートである。 補正用画像に係る撮影の中断処理を含む、露光撮影された撮影画像のノイズ除去に係る処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ（撮像装置）
１２ ファインダー
２６ シャッターボタン
１０４ メカシャッター（遮光手段）
１１６ 接眼検出部（撮影前検出手段）
１５６ ＡＥ／ＡＦ／撮影制御部（制御手段）
１６０ 画像処理部（補正手段）
１６２ 補正用画像データ記憶部（補正用画像データ記憶手段）

Claims (5)

1. 入射光を光電変換する複数の画素を備える撮像手段と、
   前記撮像手段に入射する光を遮る遮光手段と、
   撮影者が前記遮光手段を開いて行う露光撮影をする直前であることを検出する撮影前検出手段と、
   撮影者が前記露光撮影をする直前であることを前記撮影前検出手段が検出した場合に、前記遮光手段が前記撮像手段に入射する光を遮った状態で、前記露光撮影と同じ条件で、前記撮像手段を動作させ、前記露光撮影で取得された画像データを補正するための補正用画像データを取得するように前記撮像手段等を制御する制御手段と、
   前記補正用画像データを記憶する補正用画像データ記憶手段と、
   前記露光撮影により取得した前記画像データを、前記補正用画像データ記憶手段に記憶された前記補正用画像データを用いて補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影前検出手段は、撮影者がファインダーを覗いたことを検出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、撮影者が前記露光撮影をする直前であることを前記撮影前検出手段が検出し、且つ、ＩＳＯ感度、シャッター速度、撮像手段の温度のうち、少なくとも一つが各々に設けられた条件を成立させた場合に、前記補正用画像データを取得することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記ＩＳＯ感度に応じて、前記補正用画像データの取得が必要とされる前記シャッター速度及び前記撮像手段の温度に設けられた条件を変えることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記補正用画像データを取得するために、入射する光を遮った状態で前記撮像手段を動作させているとき、シャッターボタンの押下げ信号が入力された場合に、前記補正用画像データの取得を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の撮像装置。

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