JP2008167096A - 撮影装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子を有し、撮影による画像を取得する撮影手段を備えた撮影装置において、暗電流ノイズを簡易に補正できるようにする。
【解決手段】デジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間をタイマー３７が計測する。内部メモリ３６には、あらかじめ測定された、経過時間とＣＣＤ１８の暗電流ノイズの補正量との関係を記憶しておく。撮像系６が撮影を行うと、補正部３８が、デジタルカメラ１の電源をオンとしてから撮影までの経過時間から、経過時間と暗電流ノイズの補正量との関係を参照して撮影により取得した画像を補正するための補正量を取得し、補正量により画像を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は撮影により画像を取得する撮影装置および方法並びに撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。

デジタルカメラに用いられるＣＣＤ等の撮像素子では、光を受光していない状態では暗電流が発生する。暗電流は半導体の熱励起による電子−正孔対の発生に起因するものであるが、撮像素子から出力される画素値にノイズとして含まれることとなる。このため、暗電流ノイズを補正するための各種手法が提案されている。

例えば、デジタルカメラに温度センサを設けて撮像素子の温度を測定し、あらかじめ測定された温度と暗電流ノイズとの関係を参照して暗電流ノイズを求めて、撮影により取得した画像から暗電流ノイズを減算する手法が提案されている（特許文献１参照）。また、撮像素子を遮光して撮影を行うことにより取得された画像（黒画像）を暗電流ノイズに対応するものとして、撮影により取得した画像から減算する手法も提案されている（特許文献２参照）。さらに、撮像素子の全撮像領域のうち、実際に撮像信号を取得する有効画素領域から外れた領域から取得した信号を暗電流ノイズに対応するものとして、撮影により取得した画像から減算する手法も提案されている（特許文献３参照）。
特開２０００−１８４２９２号公報 特開平８−５１５７１号公報 特開平７−２３６０９３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された手法では、温度センサをデジタルカメラに設ける必要があるため、デジタルカメラの部品点数が増加し、その結果コストが増大することとなる。また、上記特許文献２に記載された手法では、通常の撮影を行う毎に撮像素子を遮光しての撮影を行う必要があるため、補正された画像を得るまでに長時間を要するものとなる。また、撮像素子の全領域を有効領域として使用している場合には、上記特許文献３に記載された手法では、暗電流ノイズを補正することができない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、暗電流ノイズを簡易に補正できるようにすることを目的とする。

本発明による撮影装置は、撮像素子を有し、撮影による画像を取得する撮影手段を備えた撮影装置において、
前記撮影装置の電源がオンとされてからの経過時間を計測する計測手段と、
あらかじめ測定された、前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を記憶する記憶手段と、
前記撮影手段が撮影を行うと、該撮影までの前記経過時間から、前記経過時間と前記暗電流ノイズの補正量との関係を参照して、前記撮影により取得した画像を補正するための補正量を取得し、該補正量により該画像を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による撮影装置においては、前記補正手段を、前記撮影装置の電源がオンとされた直後に前記撮影手段に黒画像を取得させ、該黒画像にも基づいて前記画像を補正する手段としてもよい。

「黒画像」は、撮影素子を遮光して撮影を行うことにより取得される画像であり、撮像素子全体における暗電流ノイズに対応する画素値を有するものとなる。

また、本発明による撮影装置においては、前記記憶手段を、前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を各種ＩＳＯ感度毎に記憶する手段とし、
前記補正手段を、前記経過時間および前記撮影時において前記撮影手段に設定されたＩＳＯ感度から前記補正量を取得して、前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

この場合、前記補正手段を、前記ＩＳＯ感度が所定値よりも大きい場合にのみ、前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

また、本発明による撮影装置においては、前記記憶手段を、前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を各種露光時間毎に記憶する手段とし、
前記補正手段を、前記経過時間および前記撮影時において前記撮影手段に設定された露光時間から前記補正量を取得して、前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

この場合、前記補正手段を、前記露光時間が所定値よりも大きい場合にのみ、前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

また、本発明による撮影装置においては、前記記憶手段を、前記撮像素子を複数の領域に分割することにより得られる各領域毎に、前記暗電流ノイズの補正量を補正する補正係数を記憶する手段とし、
前記補正手段を、前記領域毎に前記暗電流ノイズ補正量を前記補正係数により補正し、該補正した暗電流ノイズ補正量により前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

また、本発明による撮影装置においては、前記補正手段を、前記経過時間が所定値よりも大きい場合にのみ、前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

また、本発明による撮影装置においては、前記電源がオンとされた後にオフとされた場合に、該電源がオンとされてから該電源がオフとされるまでの経過時間および該電源がオフとされた時刻を記憶する時間記憶手段をさらに備えるものとし、
前記補正手段を、前記時間記憶手段に前記電源がオンとされてから前記電源がオフとされるまでの時間および前記電源がオフとされた時刻が記憶されている場合には、該時間および該時刻に応じて、前記電源を再度オンとしてから撮影までの経過時間を修正し、該修正された経過時間から前記補正量を取得して前記撮影により取得した画像を補正する手段としてもよい。

本発明による撮影方法は、撮像素子を有し、撮影による画像を取得する撮影手段を備えた撮影装置における撮影方法において、
前記撮影装置の電源がオンとされてからの経過時間を計測し、
前記撮影手段が撮影を行うと、該撮影までの前記経過時間から、あらかじめ測定された前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を参照して、前記撮影により取得した画像を補正するための補正量を取得し、
該補正量により該画像を補正することを特徴とするものである。

なお、本発明による撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本発明によれば、撮影が行われると、撮影装置の電源がオンとされてからの経過時間が計測され、あらかじめ測定された、経過時間と撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係が参照されて暗電流ノイズの補正量が求められる。そして、求められた補正量により撮影により取得した画像が補正される。このため、温度センサのような手段を設けることなく暗電流ノイズを補正でき、その結果、装置のコストアップを防止できる。また、通常の撮影を行う毎に撮像素子を遮光して撮影を行う必要がないため、暗電流ノイズが補正された画像を取得するまでに時間を要することがなくなる。また、撮像素子の全領域が有効領域であっても、暗電流ノイズが補正された画像を取得することができる。

また、撮影装置の電源がオンとされた直後は、撮像素子の温度は上昇していないものの、その際の環境温度における暗電流ノイズが撮像素子から出力される。このため、撮影装置の電源をオンとした直後に黒画像を取得し、これに基づいてさらに画像を補正することにより、電源をオンとした直後の暗電流ノイズおよび経過時間に応じて発生する暗電流ノイズの双方を考慮して画像を補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

また、撮影手段のＩＳＯ感度が高いほど暗電流ノイズが多くなる。このため、ＩＳＯ感度毎に補正量を取得して画像を補正することにより、ＩＳＯ感度に応じて暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

また、撮影手段の露光時間が長いほど暗電流ノイズが多くなる。このため、露光時間毎に補正量を取得して画像を補正することにより、露光時間に応じて暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

また、撮像素子の位置によっても温度の上昇率が異なるものである。このため、撮像素子を複数の領域に分割することにより得られる各領域毎に、暗電流ノイズの補正量を補正するための補正係数を記憶しておき、領域毎に暗電流ノイズ補正量を補正し、補正した暗電流ノイズ補正量により撮影により取得した画像を補正することにより、領域毎に暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

また、電源がオンとされた後に電源をオフとすると撮像素子の温度は低下するが、その後に再度電源がオンとされると、撮像素子の温度も再度上昇する。このため、初めて電源をオンとした場合と、再度電源をオンとした場合とでは、経過時間が同一であっても撮像素子の初期の温度が異なるため、撮像素子の暗電流ノイズも異なる。したがって、電源がオンとされてからオフとされるまでの経過時間および電源がオフとされた時刻を記憶しておき、この経過時間および電源がオフとされた時刻が記憶されている場合には、この経過時間および電源がオフとされた時刻に応じて、電源を再度オンとしてから撮影までの経過時間を修正し、修正された経過時間から補正量を取得して撮影した画像を補正することにより、撮像素子の実際の温度を反映させて暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態によるデジタルカメラ１の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように本実施形態によるデジタルカメラ１は、動作モードスイッチ、上下左右ボタン、レリーズボタンおよび電源スイッチ等の操作系２と、操作系２の操作内容をＣＰＵ４０に伝えるためのインターフェース部分である操作系制御部３とを有している。

撮像系６としては、撮影レンズ１０を構成するフォーカスレンズ１０ａおよびズームレンズ１０ｂを有している。各々のレンズは、モータとモータドライバとからなるフォーカスレンズ駆動部１１およびズームレンズ駆動部１２によって光軸方向に移動可能である。フォーカスレンズ駆動部１１はＡＦ処理部３０から出力されるフォーカス駆動量データに基づいて、ズームレンズ駆動部１２はズームレバーの操作量データに基づいて、各々のレンズの移動を制御する。

また、絞り１４は、モータとモータドライバとからなる絞り駆動部１５によって駆動される。この絞り駆動部１５は、ＡＥ／ＡＷＢ処理部３１から出力される絞り値データに基づいて絞り径の調整を行う。

シャッタ１６は、メカニカルシャッタであり、モータとモータドライバとからなるシャッタ駆動部１７によって駆動される。シャッタ駆動部１７は、レリーズボタンの押下により発生する信号と、ＡＥ／ＡＷＢ処理部３１から出力されるシャッタスピードデータとに応じて、シャッタ１６の開閉の制御を行う。

光学系の後方には撮像素子であるＣＣＤ１８を有している。ＣＣＤ１８は、多数の受光素子を２次元的に配列した光電面を有しており、光学系を通過した被写体光がこの光電面に結像し、光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のフィルタが規則的に配列されたカラーフィルタアレイとが配置されている。ＣＣＤ１８は、ＣＣＤ制御部１９から供給される垂直転送クロックおよび水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルなアナログ撮影信号として出力する。各画素において電荷を蓄積する時間、すなわち、露光時間は、ＣＣＤ制御部１９から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決定される。また、ＣＣＤ１８はＣＣＤ制御部１９により、あらかじめ定められた大きさのアナログ撮像信号が得られるようにゲインが調整されている。

なお、撮影レンズ１０、絞り１４、シャッタ１６およびＣＣＤ１８が撮像系６を構成する。

ＣＣＤ１８から取り込まれたアナログ撮影信号は、アナログ信号処理部２０に入力される。アナログ信号処理部２０は、アナログ信号のノイズを除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、アナログ信号のゲインを調節するオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。なお、アナログ信号処理部２０が行う処理をアナログ信号処理とする。このデジタル信号に変換された画像データは、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータである。

タイミングジェネレータ２１は、タイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号をシャッタ駆動部１７、ＣＣＤ制御部１９、アナログ信号処理部２０に供給することにより、レリーズボタンの操作、シャッタ１６の開閉、ＣＣＤ１８の電荷の取込み、およびアナログ信号処理部２０の処理の同期をとっている。

フラッシュ制御部２３は、撮影時にフラッシュ２４を発光させる。

画像入力コントローラ２５は、アナログ信号処理部２０から入力されたＣＣＤ−ＲＡＷデータをフレームメモリ２６に書き込む。

フレームメモリ２６は、画像データに対して後述の各種画像処理（信号処理）を行う際に使用する作業用メモリであり、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)が使用される。

表示制御部２７は、フレームメモリ２６に格納された画像データをスルー画像としてモニタ２８に表示させたり、再生モード時に記録メディア３５に保存されている画像データをモニタ２８に表示させたりするためのものである。なお、スルー画像は、撮影モードが選択されている間、所定時間間隔でＣＣＤ１８により撮影される。

ＡＦ処理部３０およびＡＥ／ＡＷＢ処理部３１は、プレ画像に基づいて撮影条件を決定する。このプレ画像とは、レリーズボタンが半押しされることによって発生する半押し信号を検出したＣＰＵ４０がＣＣＤ１８にプレ撮影を実行させた結果、フレームメモリ２６に格納された画像データにより表される画像である。

ＡＦ処理部３０は、プレ画像に基づいて焦点位置を検出し、フォーカス駆動量データを出力する（ＡＦ処理）。焦点位置の検出方式としては、例えば、所望とする被写体にピントが合った状態では画像のコントラストが高くなるという特徴を利用して合焦位置を検出するパッシブ方式が考えられる。

ＡＥ／ＡＷＢ処理部３１は、プレ画像に基づいて被写体輝度を測定し、測定した被写体輝度に基づいて絞り値およびシャッタスピード等を決定し、絞り値データおよびシャッタスピードデータを露出設定値として決定するとともに（ＡＥ処理）、撮影時のホワイトバランスを自動調整する（ＡＷＢ処理）。なお、露出およびホワイトバランスについては、撮影モードがマニュアルモードに設定されている場合には、デジタルカメラ１の撮影者がマニュアル操作により設定可能である。また、露出およびホワイトバランスが自動で設定された場合にも、撮影者が操作系５から指示を行うことにより、露出およびホワイトバランスをマニュアル調整することが可能である。

画像処理部３２は、本画像の画像データに対して、階調補正、シャープネス補正、色補正等の画質補正処理、ＣＣＤ−ＲＡＷデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータおよび赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を行う。この本画像とは、レリーズボタンが全押しされることによって実行される本撮影によりＣＣＤ１８から取り込まれ、アナログ信号処理部２０、画像入力コントローラ２５経由でフレームメモリ２６に格納された画像データによる画像である。本画像の画素数の上限は、ＣＣＤ１８の画素数によって決定されるが、例えば、ファイン、ノーマル等の設定により、記録画素数を変更することができる。一方、スルー画像およびプレ画像の画像数は、本画像よりも少なく、例えば、本画像の１／１６程度の画素数で取り込まれる。

圧縮／伸長処理部３３は、画像処理部３２によって補正・変換処理が行われた本画像の画像データに対して、例えば、ＪＰＥＧ等の圧縮形式で圧縮処理を行い、画像ファイルを生成する。この画像ファイルには、Ｅｘｉｆフォーマット等に基づいて、撮影日時等の付帯情報が格納されたタグが付加される。また、圧縮／伸長処理部３３は、再生モードの場合には、記録メディア３５から圧縮された画像ファイルを読み出し、伸長処理を行う。伸長後の画像データはモニタ２８に出力され、画像データの画像が表示される。

メディア制御部３４は、記録メディア３５にアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みの制御を行う。

内部メモリ３６は、デジタルカメラ１において設定される各種定数、およびＣＰＵ４０が実行するプログラム等を記憶する。また、内部メモリ３６は、後述するデジタルカメラ１の電源をオンとしてから撮影までの経過時間とＣＣＤ１８の暗電流ノイズの補正量との関係を表すテーブルを記憶する。

ここで、経過時間とＣＣＤ１８の暗電流ノイズとの関係について説明する。図２は経過時間とＣＣＤ１８の上昇温度との関係を示す図である。図２に示すようにデジタルカメラ１の電源がオンとされてからＣＣＤ１８の温度は上昇を開始し、時間の経過につれて上昇の仕方が鈍くなり、一定時間が経過すると一定の温度となる。図３はＣＣＤ１８の温度上昇とＣＣＤ１８の暗電流ノイズの増加量との関係を示す図である。図３に示すように、ＣＣＤ１８の温度が上昇すると、これに比例して暗電流ノイズが増加する。ここで、増加した暗電流ノイズを撮影により取得した画像から減算することにより、撮影により取得された画像に含まれる暗電流ノイズを補正することができる。

したがって、図２に示す関係および図３に示す関係をあらかじめ測定しておくことにより、経過時間とＣＣＤ１８の暗電流ノイズの増加量、すなわち暗電流ノイズの補正量との関係を求めることができる。本実施形態においては、この関係をテーブルＬＵＴ１としてあらかじめ求めておいて、内部メモリ３６に記憶しておくものである。図４はテーブルＬＵＴ１を示す図である。図４に示すようにテーブルＬＵＴ１には、経過時間ｔ１，ｔ２…と暗電流ノイズ補正量Ｈ１，Ｈ２…とが対応づけられて登録されている。なお、計測した経過時間がテーブルＬＵＴ１に登録された経過時間と一致しない場合には、その近傍の経過時間に対応する暗電流ノイズ補正量を補間演算して、計測した経過時間に対応する暗電流ノイズ補正量を求めることができる。

タイマー３７は、デジタルカメラ１の電源をオンとしてからの経過時間を計測する。

補正部３８は、本撮影が行われると、デジタルカメラ１の電源がオンとされてから撮影までの経過時間をタイマー３７から取得し、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ１を参照してＣＣＤ１８の暗電流ノイズの補正量を取得し、取得した補正量によりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する。

ＣＰＵ４０は、操作系２およびＡＦ処理部３０等の各種処理部からの信号に応じてデジタルカメラ１の本体各部を制御する。

データバス４１は、画像入力コントローラ２５、各種処理部、フレームメモリ２６およびＣＰＵ４０等に接続されており、デジタル画像データ等のやり取りを行う。

次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図５は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。電源がオンとされることによりＣＰＵ４０が処理を開始し、タイマー３７がデジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間の計測を開始する（ステップＳＴ１）。そして、ＣＰＵ４０がレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し（ステップＳＴ２）、ステップＳＴ２が肯定されると撮像系６により撮影を行わせる（ステップＳＴ３）。

続いて、補正部３８が、電源がオンとされてから撮影が完了するまでの経過時間をタイマー３７から取得する（ステップＳＴ４）。ここで、「撮影が完了する」とは、レリーズボタンが押下されて、ＣＣＤ１８への露光が終了することを意味する。そして、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ１を参照して、取得した経過時間から暗電流ノイズ補正量を取得する（ステップＳＴ５）。なお、ステップＳＴ４，５と並列して、アナログ信号処理部２０が、撮像系６が取得した撮像信号にアナログ信号処理を施してデジタルのＣＣＤ−ＲＡＷデータを取得する（ステップＳＴ６）。

そして、補正部３８がＣＣＤ−ＲＡＷデータから暗電流ノイズ補正量を減算することによりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する（ステップＳＴ７）。続いて、画像処理部３２が補正されたＣＣＤ−ＲＡＷデータに画像処理を施し（ステップＳＴ８）、これにより取得された画像データを記録メディア３５に記録し（ステップＳＴ９）、処理を終了する。

このように、第１の実施形態によれば、撮影が行われると、デジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間を計測し、あらかじめ測定された、経過時間と撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を参照して暗電流ノイズの補正量を取得し、取得した補正量により撮影により取得した画像を補正するようにしたものである。このため、温度センサのような手段を設けることなく暗電流ノイズを補正でき、その結果、デジタルカメラ１のコストアップを防止できる。また、本撮影を行う際にＣＣＤ１８を遮光して撮影を行う必要がないため、暗電流ノイズが補正された画像を取得するまでに時間を要することがなくなる。また、ＣＣＤ１８の全領域が有効領域であっても、暗電流ノイズが補正された画像を取得することができる。

次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラは、上記第１の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラと同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるものであるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。

ここで、デジタルカメラ１の電源がオンとされた直後は、ＣＣＤ１８の温度は上昇していないものの、そのときの環境温度における暗電流ノイズがＣＣＤ１８から出力されている。このため、第２の実施形態においては、デジタルカメラ１の電源をオンとした直後にＣＣＤ１８を遮光した状態で撮影を行って、そのときの環境温度における暗電流ノイズを表す黒画像を取得し、取得した黒画像に基づいてさらに画像を補正することにより、電源をオンとした直後の暗電流ノイズおよび経過時間により求められる暗電流ノイズの双方を考慮して画像を補正するようにした点が第１の実施形態と異なる。

次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図６は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。電源がオンとされることによりＣＰＵ４０が処理を開始し、絞り１４を閉じてＣＣＤ１８を遮光した状態により撮像系６に撮影を行わせ（ステップＳＴ１１）、黒画像を取得する（ステップＳＴ１２）。なお、取得した黒画像の画像データは内部メモリ３６に記憶される。次いで、タイマー３７がデジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間の計測を開始する（ステップＳＴ１３）。そして、ＣＰＵ４０がレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し（ステップＳＴ１４）、ステップＳＴ１４が肯定されると撮像系６により撮影を行わせる（ステップＳＴ１５）。

続いて、補正部３８が、電源がオンとされてから撮影が完了するまでの経過時間をタイマー３７から取得する（ステップＳＴ１６）。そして、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ１を参照して、取得した経過時間から暗電流ノイズ補正量を取得する（ステップＳＴ１７）。なお、ステップＳＴ１６，１７と並列して、アナログ信号処理部２０が、撮像系６が取得した撮像信号にアナログ信号処理を施してデジタルのＣＣＤ−ＲＡＷデータを取得する（ステップＳＴ１８）。

そして、補正部３８がＣＣＤ−ＲＡＷデータから暗電流ノイズ補正量および黒画像を減算することによりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する（ステップＳＴ１９）。続いて、画像処理部３２が補正されたＣＣＤ−ＲＡＷデータに画像処理を施し（ステップＳＴ２０）、これにより取得された画像データを記録メディア３５に記録し（ステップＳＴ２１）、処理を終了する。

このように、第２の実施形態においては、デジタルカメラ１の電源をオンとした直後に黒画像を取得し、これに基づいてさらに画像を補正することにより、電源をオンとした直後の暗電流ノイズおよび経過時間に応じて発生する暗電流ノイズの双方を考慮して画像を補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラは、上記第１の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラと同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるものであるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。

ここで、ＣＣＤ１８は、撮影時におけるＩＳＯ感度が高いほど暗電流ノイズが多くなる。第３の実施形態はＩＳＯ感度を考慮して画像を補正するようにした点が第１の実施形態と異なる。このため、第３の実施形態においては、図７に示すように、各種ＩＳＯ感度毎に経過時間ｔ１，ｔ２…と暗電流ノイズ補正量ＫＨ１，ＫＨ２…とを対応づけて登録したテーブルＬＵＴ２を内部メモリ３６に記憶しておき、テーブルＬＵＴ１に代えてテーブルＬＵＴ２を参照して、暗電流ノイズ補正量を取得するようにしたものである。

次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図８は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。電源がオンとされることによりＣＰＵ４０が処理を開始し、タイマー３７がデジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間の計測を開始する（ステップＳＴ３１）。そして、ＣＰＵ４０がレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し（ステップＳＴ３２）、ステップＳＴ３２が肯定されると撮像系６により撮影を行わせる（ステップＳＴ３３）。

続いて、補正部３８が、電源がオンとされてから撮影が完了するまでの経過時間をタイマー３７から取得するとともに（ステップＳＴ３４）、撮像系６に設定されたＩＳＯ感度を取得する（ステップＳＴ３５）。そして、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ２を参照して、取得した経過時間およびＩＳＯ感度から暗電流ノイズ補正量を取得する（ステップＳＴ３６）。なお、ステップＳＴ３４，３５，３６と並列して、アナログ信号処理部２０が、撮像系６が取得した撮像信号にアナログ信号処理を施してデジタルのＣＣＤ−ＲＡＷデータを取得する（ステップＳＴ３７）。

そして、補正部３８がＣＣＤ−ＲＡＷデータから暗電流ノイズ補正量を減算することによりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する（ステップＳＴ３８）。続いて、画像処理部３２が補正されたＣＣＤ−ＲＡＷデータに画像処理を施し（ステップＳＴ３９）、これにより取得された画像データを記録メディア３５に記録し（ステップＳＴ４０）、処理を終了する。

このように、第３の実施形態においては、ＩＳＯ感度に応じた暗電流ノイズ補正量を取得して画像を補正するようにしたため、ＩＳＯ感度に応じて暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

なお、上記第３の実施形態においては、テーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２の双方を内部メモリ３６に記憶しておき、ＩＳＯ感度が暗電流ノイズ補正量に影響を与えないほど小さい場合には、テーブルＬＵＴ２に代えてテーブルＬＵＴ１を参照して暗電流ノイズ補正量を取得するようにしてもよい。この場合、ＩＳＯ感度のしきい値Ｔｈ１を設定しておき、ＩＳＯ感度がしきい値Ｔｈ１以下の場合にテーブルＬＵＴ２に代えてテーブルＬＵＴ１を使用するようにすればよい。

次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラは、上記第１の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラと同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるものであるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。

ここで、撮影時における露光時間が長いほど暗電流ノイズが多くなる。第４の実施形態は露光時間を考慮して画像を補正するようにした点が第１の実施形態と異なる。このため、第３の実施形態においては、図９に示すように、各種露光時間毎に経過時間ｔ１，ｔ２…と暗電流ノイズ補正量ＥＨ１，ＥＨ２…とを対応づけて登録したテーブルＬＵＴ３を内部メモリ３６に記憶しておき、テーブルＬＵＴ１に代えてテーブルＬＵＴ３を参照して、暗電流ノイズ補正量を取得するようにしたものである。

次いで、第４の実施形態において行われる処理について説明する。図１０は第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。電源がオンとされることによりＣＰＵ４０が処理を開始し、タイマー３７がデジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間の計測を開始する（ステップＳＴ４１）。そして、ＣＰＵ４０がレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し（ステップＳＴ４２）、ステップＳＴ４２が肯定されると撮像系６により撮影を行わせる（ステップＳＴ４３）。

続いて、補正部３８が、電源がオンとされてから撮影が完了するまでの経過時間をタイマー３７から取得するとともに（ステップＳＴ４４）、撮像系６に設定された露光時間を取得する（ステップＳＴ４５）。そして、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ３を参照して、取得した経過時間および露光時間から暗電流ノイズ補正量を取得する（ステップＳＴ４６）。なお、ステップＳＴ４４，４５，４６と並列して、アナログ信号処理部２０が、撮像系６が取得した撮像信号にアナログ信号処理を施してデジタルのＣＣＤ−ＲＡＷデータを取得する（ステップＳＴ４７）。

そして、補正部３８がＣＣＤ−ＲＡＷデータから暗電流ノイズ補正量を減算することによりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する（ステップＳＴ４８）。続いて、画像処理部３２が補正されたＣＣＤ−ＲＡＷデータに画像処理を施し（ステップＳＴ４９）、これにより取得された画像データを記録メディア３５に記録し（ステップＳＴ５０）、処理を終了する。

このように、第４の実施形態においては、露光時間に応じた暗電流ノイズ補正量を取得して画像を補正するようにしたため、露光時間に応じて暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

なお、上記第４の実施形態においては、テーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ３の双方を内部メモリ３６に記憶しておき、露光時間が暗電流ノイズ補正量に影響を与えないほど短い場合には、テーブルＬＵＴ３に代えてテーブルＬＵＴ１を参照して、暗電流ノイズ補正量を取得するようにしてもよい。この場合、露光時間のしきい値Ｔｈ２を設定しておき、露光時間がしきい値Ｔｈ２以下の場合にテーブルＬＵＴ３に代えてテーブルＬＵＴ１を使用するようにすればよい。

次いで、本発明の第５の実施形態について説明する。なお、第５の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラは、上記第１の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラと同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるものであるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。

ここで、ＣＣＤ１８は、デジタルカメラ１の電源がオンとされてから全面が均一に温度上昇するものではなく、ディフュージョンアンプ等の影響により、均一には温度は上昇しない。このため、第５の実施形態においては、ＣＣＤ１８を例えば図１１に示すように８×８の領域に分割し、図１２に示すように分割した領域Ａ１，Ａ２…毎に暗電流ノイズ補正量を補正するための補正係数α１，α２…を対応づけて登録したテーブルＬＵＴ４を内部メモリ３６に記憶しておき、テーブルＬＵＴ４を参照して、暗電流ノイズ補正量をＣＣＤ１８の領域毎に補正するようにしたものである。

次いで、第５の実施形態において行われる処理について説明する。図１３は第５の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。電源がオンとされることによりＣＰＵ４０が処理を開始し、タイマー３７がデジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間の計測を開始する（ステップＳＴ５１）。そして、ＣＰＵ４０がレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し（ステップＳＴ５２）、ステップＳＴ５２が肯定されると撮像系６により撮影を行わせる（ステップＳＴ５３）。

続いて、補正部３８が、電源がオンとされてから撮影が完了するまでの経過時間をタイマー３７から取得し（ステップＳＴ５４）、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ１を参照して、取得した経過時間から暗電流ノイズ補正量を取得する（ステップＳＴ５５）。さらに補正部３８は、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ４を参照して、暗電流ノイズ補正量をＣＣＤ１８の領域毎に補正する（ステップＳＴ５６）。なお、ステップＳＴ５４，５５，５６と並列して、アナログ信号処理部２０が、撮像系６が取得した撮像信号にアナログ信号処理を施してデジタルのＣＣＤ−ＲＡＷデータを取得する（ステップＳＴ５７）。

そして、補正部３８がＣＣＤ−ＲＡＷデータから補正された暗電流ノイズ補正量を減算することによりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する（ステップＳＴ５８）。続いて、画像処理部３２が補正されたＣＣＤ−ＲＡＷデータに画像処理を施し（ステップＳＴ５９）、これにより取得された画像データを記録メディア３５に記録し（ステップＳＴ６０）、処理を終了する。

このように、第５の実施形態においては、ＣＣＤ１８を複数の領域に分割することにより得られる各領域毎に暗電流ノイズの補正量を補正するための補正係数を記憶しておき、領域毎に暗電流ノイズ補正量を補正し、補正した暗電流ノイズ補正量により撮影により取得した画像を補正するようにしたため、領域毎に暗電流ノイズを補正することができ、その結果、より正確に暗電流ノイズを補正して、高画質の画像を取得することができる。

なお、上記第１から第５の実施形態において、デジタルカメラ１の電源がオンとされてからの経過時間が暗電流ノイズ補正量に影響を与えないほど短い場合には、暗電流ノイズ補正量により画像を補正する処理を停止するようにしてもよい。以下、これを第６の実施形態として説明する。

図１４は第６の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、ここでは第６の実施形態を第１の実施形態に適用しているが、第２から第５の実施形態に対しても同様に適用できる。電源がオンとされることによりＣＰＵ４０が処理を開始し、タイマー３７が経過時間の計測を開始する（ステップＳＴ６１）。そして、ＣＰＵ４０がレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し（ステップＳＴ６２）、ステップＳＴ６２が肯定されると撮像系６により撮影を行わせる（ステップＳＴ６３）。

続いて、補正部３８が、電源がオンとされてから撮影が完了するまでの経過時間をタイマー３７から取得する（ステップＳＴ６４）。そして、補正部３８は経過時間が所定のしきい値Ｔｈ３以下であるか否かを判定し（ステップＳＴ６５）、ステップＳＴ６５が否定されると、内部メモリ３６に記憶されたテーブルＬＵＴ１を参照して、取得した経過時間から暗電流ノイズ補正量を取得する（ステップＳＴ６６）。ステップＳＴ６５が肯定されると、何ら補正量を取得することなくステップＳＴ６８に進む。なお、ステップＳＴ６４，６５，６６と並列して、アナログ信号処理部２０が、撮像系６が取得した撮像信号にアナログ信号処理を施してデジタルのＣＣＤ−ＲＡＷデータを取得する（ステップＳＴ６７）。

そして、補正部３８がＣＣＤ−ＲＡＷデータから暗電流ノイズ補正量を減算することによりＣＣＤ−ＲＡＷデータを補正する（ステップＳＴ６８）。なお、ステップＳＴ６５が肯定された場合には、補正量は算出されていないため、補正は行われないこととなる。続いて、画像処理部３２が補正されたＣＣＤ−ＲＡＷデータに画像処理を施し（ステップＳＴ６９）、これにより取得された画像データを記録メディア３５に記録し（ステップＳＴ７０）、処理を終了する。

なお、上記第１から第６の実施形態において、撮影を中断して電源をオフとする場合があるが、電源をオフとしてしまうと再度電源をオンとしたときに、電源をオンとしてからの経過時間が計測し直されることとなる。しかしながら、電源をオフとしてから再度電源をオンとするまでの経過時間が短いと、ＣＣＤ１８の温度は下がりきっておらず、その結果、再度電源をオンとしてからの経過時間を用いて暗電流ノイズ補正量を取得したのでは、正確に暗電流ノイズを補正することができない。

このような場合、電源をオフとしたときまでの経過時間および電源をオフとしたときの時刻を内部メモリ３６に記憶しておくことが好ましい。ここで、電源をオフとしたときの時刻と、再度電源をオンとしたときの時刻から、電源をオフとしてから再度電源をオンとするまでの時間（オフ時間とする）を知ることができる。再度電源をオンとしたときのＣＣＤ１８の温度は、実質的には、内部メモリ３６に記憶した電源をオフとしたときの経過時間からオフ時間を減算することにより得られる時間に対応する温度となる。したがって、オフ時間に基づいてテーブルＬＵＴ１等を参照して、ＣＣＤ１８の暗電流ノイズ補正量の初期値を取得することができ、再度電源をオンとしてからの経過時間から取得した暗電流ノイズ補正量を、暗電流ノイズ補正量の初期値と合わせて用いて撮影により取得した画像を補正することにより、より正確に暗電流ノイズを補正することができる。

以上、本発明の実施形態に係るデジタルカメラについて説明したが、コンピュータを、上記の補正部３８に対応する手段として機能させ、図５，６，８，１０，１３，１４に示すような処理を行わせるプログラムも本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。

本発明の第１の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラの構成を示す概略ブロック図 経過時間とＣＣＤの上昇温度との関係を示す図 ＣＣＤの上昇温度とＣＣＤの暗電流ノイズの増加量との関係を示す図 経過時間と暗電流ノイズ補正量との関係を登録したテーブルを示す図 第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート ＩＳＯ感度毎に経過時間と暗電流ノイズ補正量との関係を登録したテーブルを示す図 第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 露光時間毎に経過時間と暗電流ノイズ補正量との関係を登録したテーブルを示す図 第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャート ＣＣＤの分割を説明するための図 ＣＣＤの各領域と補正係数との関係を登録したテーブルを示す図 第５の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 第６の実施形態において行われる処理を示すフローチャート

符号の説明

１ デジタルカメラ
２ 操作系
３ 操作系制御部
４ 電源スイッチ
６ 撮像系
１０ 撮影レンズ
２４ フラッシュ
２８ モニタ
３５ 記録メディア
３７ タイマー
３８ 補正部
４０ ＣＰＵ

Claims (11)

1. 撮像素子を有し、撮影による画像を取得する撮影手段を備えた撮影装置において、
   前記撮影装置の電源がオンとされてからの経過時間を計測する計測手段と、
   あらかじめ測定された、前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を記憶する記憶手段と、
   前記撮影手段が撮影を行うと、該撮影までの前記経過時間から、前記経過時間と前記暗電流ノイズの補正量との関係を参照して、前記撮影により取得した画像を補正するための補正量を取得し、該補正量により該画像を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記補正手段は、前記撮影装置の電源がオンとされた直後に前記撮影手段に黒画像を取得させ、該黒画像にも基づいて前記画像を補正する手段であることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 前記記憶手段は、前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を各種ＩＳＯ感度毎に記憶する手段であり、
   前記補正手段は、前記経過時間および前記撮影時において前記撮影手段に設定されたＩＳＯ感度から前記補正量を取得して、前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
4. 前記補正手段は、前記ＩＳＯ感度が所定値よりも大きい場合にのみ、前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
5. 前記記憶手段は、前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を各種露光時間毎に記憶する手段であり、
   前記補正手段は、前記経過時間および前記撮影時において前記撮影手段に設定された露光時間から前記補正量を取得して、前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
6. 前記補正手段は、前記露光時間が所定値よりも大きい場合にのみ、前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
7. 前記記憶手段は、前記撮像素子を複数の領域に分割することにより得られる各領域毎に、前記暗電流ノイズの補正量を補正する補正係数を記憶する手段であり、
   前記補正手段は、前記領域毎に前記暗電流ノイズ補正量を前記補正係数により補正し、該補正した暗電流ノイズ補正量により前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮影装置。
8. 前記補正手段は、前記経過時間が所定値よりも大きい場合にのみ、前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮影装置。
9. 前記電源がオンとされた後にオフとされた場合に、該電源がオンとされてから該電源がオフとされるまでの経過時間および該電源がオフとされた時刻を記憶する時間記憶手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記時間記憶手段に前記電源がオンとされてから前記電源がオフとされるまでの時間および前記電源がオフとされた時刻が記憶されている場合には、該時間および該時刻に応じて、前記電源を再度オンとしてから撮影までの経過時間を修正し、該修正された経過時間から前記補正量を取得して前記撮影により取得した画像を補正する手段であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮影装置。
10. 撮像素子を有し、撮影による画像を取得する撮影手段を備えた撮影装置における撮影方法において、
    前記撮影装置の電源がオンとされてからの経過時間を計測し、
    前記撮影手段が撮影を行うと、該撮影までの前記経過時間から、あらかじめ測定された前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を参照して、前記撮影により取得した画像を補正するための補正量を取得し、
    該補正量により該画像を補正することを特徴とする撮影方法。
11. 撮像素子を有し、撮影による画像を取得する撮影手段を備えた撮影装置における撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
    前記撮影装置の電源がオンとされてからの経過時間を計測する手順と、
    前記撮影手段が撮影を行うと、該撮影までの前記経過時間から、あらかじめ測定された前記経過時間と前記撮像素子の暗電流ノイズの補正量との関係を参照して、前記撮影により取得した画像を補正するための補正量を取得する手順と、
    該補正量により該画像を補正する手順とを有することを特徴とするプログラム。

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