JP2009272967A - 撮像装置及びその制御方法、画像処理装置及び補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影時のフレームレートを落とすことなく、撮影して得られた信号におけるクロストークノイズの影響を低減すること。
【解決手段】 ２次元配列された光電変換素子（１）と、光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送するＶＣＣＤ（２）と、ＶＣＣＤにより転送された電荷を水平方向に転送するＨＣＣＤ（３）とを有し、ＨＣＣＤによる電荷の転送中に、ＶＣＣＤによる電荷の転送を行う撮像素子（１２）と、ＨＣＣＤから出力された画像信号から、ＶＣＣＤの駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段（１７）と、撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、ノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段（１７）とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法と、画像処理装置及び補正方法に関し、更に詳しくは、撮像素子の駆動に起因して発生するノイズを軽減する撮像装置及びその制御方法と、画像処理装置及び補正方法に関する。

近年、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として、ＣＣＤ等の固体撮像素子で撮像した画像を記録及び再生するデジタルカメラ等の撮像装置が盛んに開発され、広く普及してきている。このような普及の背景としては、デジタルカメラで撮影した画像を取り込んで処理できるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の普及と、インターネットなどを利用したデジタル画像情報の需要が高まったことなどがあげられる。

そして、静止画の記憶を機能の中心とするデジタルスチルカメラと、動画の記憶を機能の中心とするデジタルビデオカメラとが、それぞれ、静止画及び動画の双方を記憶する機能を有するようになってきている。そして、静止画や動画の撮影に係る解像度や動作スピードの向上に対する市場ニーズは、年々増加している。

さらに、最近では、解像度や動作スピードの向上に加えて、様々な撮影シーンにおいて、失敗の少ない撮影を手軽に行えることがより一層求められるようになってきた。そのため、たとえばスポーツシーンなど動きの速い被写体に追従するため、あるいは、低照明下の室内撮影における手ぶれ防止を目的とした、シャッター秒時の高速化が進んでいる。また、美術館、水族館といったストロボ撮影が禁止されたエリアでの高感度撮影を可能とするために、静止画や動画の撮影に係る高感度化も、さらに度合いを強めている。

一方、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮像装置において、静止画撮影の連写スピードや動画撮影のフレームレートを上げるために、水平転送レジスタから有効領域の画素の電荷を転送中に並行して垂直転送レジスタの転送を行う読み出し駆動方法がある。しかし、この駆動方法では、垂直転送時の駆動パルス（垂直転送パルス）の立ち上がり及び立下りのタイミングで、水平転送レジスタから読み出された有効領域の画素の信号（以下、「有効画素信号」と呼ぶ。）にクロストークノイズが重畳するという問題がある。

上記垂直転送パルスによるクロストークノイズは、撮像素子内部の基板や信号電極間などの様々な伝達経路を通じて有効画素信号に漏れ込むため、ノイズの重畳を防止することが難しい。さらに、上記垂直転送パルスによるクロストークノイズは、水平ライン毎に同じ列位置の有効画素信号に重畳する縦線状のノイズとなるため、視覚上も画像ノイズとして目立ち易いという欠点がある。

ここで、上記従来の撮像素子の構成の一例について説明する。図８は撮像素子（ＣＣＤ）の概略構成を示す図である。

同図において、１は光電変換素子であるＰＤ（フォトダイオード）であり、行方向及び列方向に２次元配列されている。２はＰＤ１の信号電荷を垂直方向（列方向）に転送するための複数の垂直転送レジスタである垂直ＣＣＤ（ＶＣＣＤ、第１の転送部）で、通常、４相駆動構成となっている。

３はＶＣＣＤ２から転送されてきた１ライン毎の信号電荷を転送する水平ＣＣＤ（ＨＣＣＤ、第２の転送部）で２相駆動構成となっている。４はＨＣＣＤ３から転送されてきた１画素毎の信号電荷を電圧信号に変換して出力するための出力アンプである。

５は、ＶＣＣＤ２により転送されてきた１ライン分の信号電荷をＨＣＣＤ３へ転送するまでに一旦蓄積しておくバッファストレージセル（ＢＳ）、６はＢＳ５とＨＣＣＤ３の間のトランスファーゲート（ＴＧ）である。

図８においてＶＣＣＤ２の４つの転送電極には垂直転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４がそれぞれ印加されており、ＨＣＣＤ３の２つの転送電極には、水平転送パルスＨ１、Ｈ２がそれぞれ印加されている。

図９は図８に示す構成を有する撮像素子の従来の撮像駆動方法を説明するためのタイミング図であり、ＶＣＣＤ２及びＨＣＣＤ３によって、出力アンプ４にＣＣＤの撮像電圧信号が出力されるタイミングを示している。

そして、図９のタイミング図に示すように、ＶＣＣＤ２における信号電荷の転送動作を、水平有効動作期間、すなわち、ＨＣＣＤ３における転送動作と時間的に並行して行うことにより水平ブランキング期間（ＨＢＬＫ）の短縮を行っている。

しかしながら、水平有効動作期間中にＶＣＣＤ２における転送動作を行うために、ＶＣＣＤ２に印加された垂直転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のそれぞれの立ち上がり、立下りのタイミングでＣＣＤ内部でクロストークノイズが発生する。そのため、最終的に出力アンプ４から読み出される撮像電圧信号（ＣＣＤ出力）にはクロストークノイズが重畳する結果となる。

垂直転送パルスによるクロストークノイズは、図９の下向きの矢印で示すように、水平ライン毎に常に同じ水平位置の画素に対して、ほぼ同一レベルのノイズとして重畳する。そのため、水平ラインを並べた２次元画像上では縦線ノイズとなって現れる。また、読み出された撮像電圧信号は、出力アンプ４の後段に位置する不図示の感度切り換え用のゲインアンプによって増幅される。そのため、撮像装置における感度設定が高い場合、すなわちゲインアンプの増幅度が大きい場合ほど、クロストークノイズは顕在化して目立ち易くなる。

上記問題に対処するために、撮像素子から部分読み出しを行う時に限って、不要電荷読み出し期間に上記駆動方法を用いることで、読み出し時間の短縮とフレームレートの向上を実現するための技術が開示されている（特許文献１参照）。

また、垂直転送パルスの立ち上がり及び立下りの傾きを小さくしたり、タイミングを工夫することで、有効画素信号に重畳するクロストークノイズの影響を軽減するための技術が開示されている（特許文献２参照）。

特許第３７１５７８１号 特開２００５−２６９０６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、測光動作や電子ズーム動作などの有効画素領域中の一部分の読み出しを行う場合には有効であるものの、通常の静止画や動画読み出し動作時に高速化することはできない。

また、特許文献２に記載された技術では、有効画素信号に重畳するクロストークノイズの影響をあまり除去しきれできず、ノイズ成分が残留してしまう。撮像装置の感度条件の設定が高く、撮像回路の撮像信号に対する増幅度が大きい場合には、たとえ微弱なノイズ成分であっても画像ノイズとして顕在化してしまう。このことは撮像装置の高感度化を妨げる要因となる。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮影時のフレームレートを落とすことなく、撮影して得られた画像信号におけるクロストークノイズの影響を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部とを有し、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部による電荷の転送を行う撮像素子と、前記第２の転送部から出力された画像信号から、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段と、前記撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段とを有する。

また、２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子から読み出した電荷を１ライン分ずつ転送して出力する第１の転送部と、前記光電変換素子の電荷を１ライン分ずつ前記第１の転送部に転送する第２の転送部とを有し、前記第１の転送部による電荷の転送中に、前記第２の転送部による電荷の転送を行う撮像素子から出力された画像信号を処理する本発明の画像処理装置は、前記第１の転送部から出力された画像信号と、前記撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つを入力する入力手段と、前記入力した画像信号から、前記第２の転送部の駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段と、前記入力した撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段とを有する。

また、２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部とを有し、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部による電荷の転送を行う撮像素子から出力された画像信号の本発明の補正方法は、前記撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズの補正を行うか否かを判断する判断工程と、前記ノイズの補正を行うと判断された場合に、前記第２の転送部から出力された画像信号に対してノイズ補正を行うノイズ補正工程とを有する。

また、本発明の別の一様態によれば、本発明の撮像装置は、２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部と、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部を駆動する駆動手段とを有し、前記駆動手段は、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトする。

本発明の一様態によれば、上記撮像装置は、前記第２の転送部から出力された画像信号から、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段と、前記撮像装置の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段とを更に有し、前記駆動手段は、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行わない場合に、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトする。

また、２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部と、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部を駆動する駆動手段とを有する撮像装置の本発明の制御方法は、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトする。

本発明の一様態によれば、上記制御方法は、前記撮像装置の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズの補正を行うか否かを判断する判断工程と、前記ノイズの補正を行うと判断された場合に、前記第２の転送部から出力された画像信号に対してノイズ補正を行うノイズ補正工程を有し、前記ノイズの補正を行わないと判断された場合に、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトする。

本発明によれば、撮影時のフレームレートを落とすことなく、撮影して得られた画像信号におけるクロストークノイズの影響を低減することができる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０の概略構成を示すブロック図である。

図１において、１２は入射した光を電気信号に変換する光電変換素子を有する、ＣＣＤなどにより構成された撮像素子であり、図８で示すものと基本的に同様な構成を有する。つまり、ＰＤ１の信号電荷を垂直方向（列方向）に転送するための複数の垂直転送レジスタである垂直ＣＣＤ２と、ＶＣＣＤから転送されてきた１ライン毎の信号電荷を水平方向（行方向）に転送する水平ＣＣＤ３を有している。撮像素子１２は、光電変換素子に接続されない状態で信号が読み出されるダミー画素部と、光学的に遮光された画素部であるＯＢ部と、光学的に遮光されておらず、被写体からの光を受けて画像データを生成する画素部である有効画素部とを有する。１１は被写体からの光を撮像素子１２に集光するレンズである。

１３は、撮像素子１２から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号へ変換するＡ／Ｄ変換器を含む画像処理回路、１４は撮像素子１２を駆動するパルスを発生するタイミングジェネレータ（ＴＧ）である。

１５はＲＡＭにより構成された記憶部であり、撮影データを記憶する記憶領域１９と画像データを記憶する記憶領域２０とを含む。１６は撮像装置１０に着脱可能な記録媒体（ここではコンパクトフラッシュ（登録商標）カードもしくはＳＤカード）で、記憶領域２０に一時的に記憶された画像データが最終的に記録される。

また、１７は撮像装置１０全体を制御する制御部（ＣＰＵ）であり、制御部１７の不図示の内部メモリには、後述するように縦線ノイズの補正を行うかどうかを判断するための条件を予め記述したノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１を記憶している。１８は撮像素子１２の周辺温度を測定するサーミスタである。

次に、図２のフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態における撮影処理の流れについて説明する。なお、ここでは、静止画撮影の場合について説明するが、動画撮影やライブビューモードにおいても、同様の処理により同様の効果をあげることができる。

まず、不図示のシャッタボタンの押下などに応じて、静止画の撮影を開始する。なお、撮影開始時には撮影データとして感度、絞り、シャッター秒時を含む撮影条件を公知の方法により取得して記憶領域１９に記憶しておく。そして、制御部１７の制御により、記憶領域１９に記憶しておいた撮影データの感度、絞り、シャッター秒時等の撮影条件と、サーミスタ１８により得られる撮像素子１２の周辺温度とを含む一連の撮影パラメータを取得する（ステップＳ１０２）。

そして、撮影パラメータに基づく撮像装置１０に対する露出の設定から、撮像素子１２の駆動及び読み出し、そして記憶領域２０への画像データの書き込みまでの一連の動作を含めた撮影処理を行う（ステップＳ１０３）。

次に、制御部１７の不図示の内部メモリに記憶されたノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１を参照して、クロストークノイズを含む縦線ノイズの補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。

補正を行う場合には、制御部１７により記憶領域２０内に格納された画像データを読み出して縦線ノイズの補正を行い（ステップＳ１０５）、補正後の画像データを記憶領域２０に再び記憶する。そして、ステップＳ１０６に進んで、記憶領域２０に記憶された補正後の画像データを記録媒体１６に記録する。一方、補正を行わない場合には、記憶領域２０に記憶された画像データを、補正を行わずにそのまま記録媒体１６に記録する（ステップＳ１０６）。

次に、ステップＳ１０７において、連写など撮影を継続するかどうかを判断し、継続する場合には、ステップＳ１０２に戻って上述した処理を繰り返す。一方、継続しない場合には、ここで撮影動作を終了する。

次に、ステップＳ１０４で補正を行うかどうかを判断するために用いられるノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１の具体的な構成について説明する。

図３は、本第１の実施形態におけるノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１の一例を示す表である。

ノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１は、図３に示すように、温度（Ｔ）とシャッター秒時（ｓ）と感度（Ａ）の３つの撮影パラメータを条件として、補正のオンまたはオフを返すように記述されたルックアップテーブルである。

制御部１７は、測定した温度と、設定された感度及びシャッター秒時に対応するノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１の領域を参照することで、補正のオン／オフの判断を即座に行うことができる。

図３に示すノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１の例では、感度（Ａ）の値によって、（ａ）、（ｂ）の２つの表に分割して構成されている。すなわち、感度の閾値Ａ１を基準として、低感度（Ａ＜Ａ１）の場合には図３（ａ）が適用され、高感度（Ａ１≦Ａ）の場合には図３（ｂ）が適用される。

また、温度は、閾値（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）（第１の閾値）により３つの領域に分けられ、シャッター秒時は、閾値（ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４）（第２の閾値）により同じく３つの領域に分けられている。感度、温度、シャッター秒時それぞれの閾値は、本第１の実施形態では、クロストークノイズと、撮像素子の固定パターンノイズとの視感上のバランスポイントに設定される。

ノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１は、通常、クロストークノイズ等による縦線ノイズが目立ち難い低感度条件時（Ａ＜Ａ１）には補正がオンし難く、縦線ノイズが目立ち易い高感度条件時（Ａ１≦Ａ）には補正がオンし易いように設計されている。

また、クロストークノイズ補正はＳ／Ｎ比の劣化の要因となる。そのため、ノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１を、通常、撮像素子の固定パターンノイズが小さく、もともとＳ／Ｎ比が良い、シャッター秒時が短く、且つ温度が低い条件において、補正がオンし難くなるように設計する。反対に、固定パターンノイズが大きくなるような条件、即ち、シャッター秒時が長く、且つ温度が高い条件において、補正がオンし易いように設計する。

次に、ステップＳ１０５で行われる縦線ノイズの補正処理の一例について、図４を参照して説明する。

図４は、縦線ノイズ補正の動作を説明するために、撮像素子１２の画素部と、撮像素子１２から読み出された画像信号における縦線ノイズとの対応を示す模式図である。

ＯＢ部４０２またはダミー画素部４０３（撮像素子１２に蓄積信号がない状態で読み出した時に発生する信号）の信号を測定することにより、撮像素子１２の有効画素部４０１に発生するクロストークノイズのレベルを測定することが可能である。

縦線ノイズは、垂直転送部の欠陥によっても発生するが、垂直転送部に印加された垂直転送パルスのそれぞれの立ち上がり、立下りのタイミングで発生するクロストークノイズによっても発生することは既に説明したとおりである。

図４に示すように、上記の発生原因により、有効画素部４０１には、同じ複数列において同レベルの浮き（または沈み）が発生する。この同列で発生する同レベルの浮き（または沈み）は、ＯＢ部４０２及びダミー画素部４０３でも同様に発生する。

本第１の実施形態では、このＯＢ部４０２から出力される画像信号のそれぞれの列の加算平均値を求めて、有効画素部４０１の列から減算することにより、縦線ノイズの補正を行う。

なお、上述した縦線ノイズの補正方法は一例であり、本願発明は縦線ノイズの補正方法に限定されるものではなく、公知の方法を用いることが可能である。

以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、撮影時の温度、感度、シャッター秒時に基づいて縦線ノイズ補正の有無を制御することで、クロストークノイズを目立たなくすることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

上述した第１の実施形態に示したＯＢ部４０２の画像信号の列毎の加算平均値を減算することによる縦線ノイズ補正は、Ｓ／Ｎ比の劣化の要因となるため、縦線ノイズのあまり目立たない低感度条件においては行わない。

しかし、最近では、撮像素子の高精細化とそれによる画素の微小化が進み、素子感度が低下したため、低感度条件においてもゲインアンプの増幅度をある程度高く設定せざるを得ない状況も多い。

本第２の実施形態は、このような素子感度のあまり高くないＣＣＤを用いた撮像装置においても、スルーレートの低下やＳ／Ｎ比の劣化を伴わずに縦線ノイズが目立ちにくくなるように、垂直転送レジスタに垂直転送パルスを印加することを特徴とする。

以下、本発明に係る第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本第２の実施形態における撮像装置は、第１の実施形態で説明した図１と同様の構成を有し、また、撮像素子１２は、図９と同様の構成を有するため、ここでは説明を省略する。

図５は、本第２の実施形態における垂直転送レジスタ（ＶＣＣＤ２、第１の転送部）の駆動方法を説明するためのタイミング図である。

本第２の実施形態では、ＶＣＣＤ２に印加される垂直転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを水平ライン毎に変えることを特徴とする。つまり、ＨＣＣＤ３（第２の転送部）に印加される水平転送パルスＨ１、Ｈ２による水平転送の開始タイミングに対して、水平ライン毎に異なるタイミングで不規則にシフトしながら垂直転送パルスを印加する。以降、この垂直駆動方式を「ランダムＶ駆動」と呼ぶ。

すなわち、水平転送パルスＨ１、Ｈ２による水平転送の開始タイミングから垂直駆動パルスＶ１の立ち上がりまでの時間を、図５に示すように、タイミングジェネレータ１４によって遅延時間（Δｔ＋ｔｄ）として生成する。Δｔは、水平ライン毎に固定された同じ値の遅延時間であり、これに加えられる時間ｔｄはライン毎にランダムに値の切り変わる遅延時間である。このとき、垂直転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の間の立ち上がり及び立ち下がりの相対的なタイミング位相は、水平ライン間で変わらないようにする。

ランダムＶ駆動は、垂直転送パルスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の立ち上がり、立下りのタイミングで撮像信号に重畳するクロストークノイズを、水平ライン毎に不規則に水平位置にシフトして散らすことで、縦線ノイズを視覚上、目立ち難くする駆動方法である。

図６は、撮像素子１２の画素部と、撮像素子１２から読み出された画像信号における縦線ノイズとの対応を示す模式図である。

図６で示すように、ランダムＶ駆動によるクロストークノイズは、ノイズが一定時間幅ｔｄの間で水平位置でランダムに分布する。そのため、縦線ノイズの幅は拡がるものの、薄くなるため、図４に示すように通常のＶ駆動時に発生する縦線ノイズと比較して目立ち難くなる。

そのため、ランダムＶ駆動は、クロストークノイズに対して、ある程度の軽減効果が得られる。それでもなお高感度設定の条件化においては、縦にすじむら状のノイズとして顕在化してしまう。

そこで、本発明に係る第２の実施形態においては、クロストークによる縦線ノイズに対して、それぞれの条件において最適な軽減効果が得られるように、縦線ノイズ補正とランダムＶ駆動とを行うように制御する。

図７は、本第２の実施形態における撮影処理の流れを示すフローチャートである。なお、ここでは、静止画撮影の場合について説明するが、動画撮影やライブビューモードにおいても、同様の処理により同様の効果をあげることができる。

まず、不図示のシャッタボタンの押下などに応じて、静止画の撮影を開始する。なお、撮影開始時には撮影データとして感度、絞り、シャッター秒時を含む撮影条件を公知の方法により取得して記憶領域１９に記憶しておく。そして、制御部１７の制御により、記憶領域１９の撮影データから感度、絞り、シャッター秒時等の撮影露出条件と、サーミスタ１８により柄あれる撮像素子１２の周辺温度とを含む一連の撮影パラメータを取得する（ステップＳ２０２）。

次に、制御部１７の不図示の内部メモリに記憶されたノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１を参照して、クロストークノイズを含む縦線ノイズの補正を行うかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。

そして、ノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１に従い、補正を行わない場合には、制御部１７はタイミングジェネレータ１４を制御して、ランダムＶ駆動を行うように設定する（ステップＳ２０４）。そして、撮影パラメータに基づく撮像装置１０に対する露出の設定から、ランダムＶ駆動による撮像素子１２の駆動及び読み出し、そして記憶領域２０への画像データの書き込みまでの一連の動作を含めた撮影処理を行う（ステップＳ２０５）。そして、記憶領域２０に記憶された画像データを補正せずにそのまま記録媒体１６に記録する（ステップＳ２０９）。

一方、ステップＳ２０３において、ノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１に従って補正を行うと判断した場合には、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、制御部１７はタイミングジェネレータ１４を制御して、ランダムＶ駆動ではない、図９に示す駆動方法（ここでは、「固定Ｖ駆動」と呼ぶ。）により撮像素子１２を駆動するように設定する。そして、撮影パラメータに基づく撮像装置１０に対する露出の設定から、設定した固定駆動方法による撮像素子１２の駆動及び読み出し、そして記憶領域２０への画像データの書き込みまでの一連の動作を含めた撮影処理を行う（ステップＳ２０７）。

そして、記憶領域２０内の画像データに対してクロストークノイズを含む縦線ノイズ補正を行い（ステップＳ２０８）、補正後の画像データを記憶領域２０に再び記憶する。なお、縦線ノイズ補正は、例えば、上述した第１の実施形態と同様の方法で補正を行えばよい。そして、ステップＳ１０６に進んで、記憶領域２０に記憶された補正後の画像データを記録媒体１６に記録する。

次に、ステップＳ２１０において、連写など撮影を継続するかどうかを判断し、継続する場合には、ステップＳ２０２に戻って上述した処理を繰り返す。一方、継続しない場合には、ここで撮影動作を終了する。

上記の通り本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、ノイズ補正を行わない場合はランダムＶ駆動を行うことで、クロストークノイズをより目立たなくすることができる。

なお、上述した第１及び第２の実施形態では、ＶＣＣＤ２を４相駆動とし、ＨＣＣＤ３を２相駆動としたが、これ以外の方式のＣＣＤにも適用可能なことは言うまでもない。

また、本発明では、ランダムＶ駆動を、ＨＣＣＤ３が１回の転送を行う毎に、ＨＣＣＤ３の転送開始タイミングに対して相対的にランダムなタイミングでＶＣＣＤ２の転送動作を行う垂直駆動方法を例にあげて説明した。しかし、ＨＣＣＤ３の水平転送開始タイミングに対して必ずしもランダムなタイミングにする必要はない。ＶＣＣＤ２の垂直転送動作のタイミングをＨＣＣＤ３の水平転送開始タイミングに対して単に固定から一定の水平ライン周期で可変としてもよい。そうすることで、有効画素信号に重畳するノイズの位置を変えて縦線ノイズを目立ち難くすることができる。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、主として静止画撮影を例に説明した。しかし、画素の加算や間引きなど、撮像素子の画素部の読み出し方法に違いは有っても、静止画撮影の処理フローを連続的に繰り返すことで、動画撮影やライブビューモードにおいても、同様の構成で同様の効果が得られる。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、撮像装置において本願発明を実施する場合について説明した。しかしながら、第１の実施形態で説明した縦線ノイズ補正制御は、撮像装置から画像データを受け取った画像処理装置において行うことも可能である。その場合、画像処理装置においてノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブルを記憶しておき、撮像装置で取得したノイズ補正前の画像データ及び撮影パラメータを画像処理装置に入力し、画像処理装置においてノイズ補正処理を行えばよい。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、カメラなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、デジタルカメラなど）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、以下の様にして達成することも可能である。まず、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、以下のようにして達成することも可能である。即ち、読み出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合である。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。また、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）やＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）などのコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。

本発明の実施の形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における撮影処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態におけるノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル１７１を示す図である。 縦線キズ補正を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態におけるランダムＶ駆動時のタイミング図である。 本発明の第２の実施形態におけるランダムＶ駆動時の縦線キズを示す模式図である。 本発明の第２の実施形態における撮影処理を示すフローチャートである。 従来の撮像素子の概略構成を示す図である。 従来の撮像駆動方法の一例を説明するためのタイミング図である。

符号の説明

１０：撮像装置
１１：レンズ
１２：撮像素子（ＣＣＤ）
１３：画像処理回路
１４：タイミングジェネレータ
１５：記憶部（ＲＡＭ）
１６：記録媒体
１７：制御部（ＣＰＵ）
１８：サーミスタ
１９：撮影データの記憶領域
２０：画像データの記憶領域
１７１：ノイズ補正ＯＮ／ＯＦＦテーブル

Claims (14)

1. ２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部とを有し、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部による電荷の転送を行う撮像素子と、
   前記第２の転送部から出力された画像信号から、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段と、
   前記撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. ２次元配列された光電変換素子と、
   前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、
   前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部と、
   前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部を駆動する駆動手段とを有し、
   前記駆動手段は、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトすることを特徴とする撮像装置。
3. 前記第２の転送部から出力された画像信号から、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段と、
   前記撮像装置の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段とを更に有し、
   前記駆動手段は、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行わない場合に、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記温度が第１の閾値よりも低い場合に、ノイズの補正を行わないように前記ノイズ補正手段を制御することを特徴とする請求項１または３に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記温度が前記第１の閾値よりも高く、かつ、シャッター秒時が第２の閾値よりも長い場合にノイズの補正を行うように前記ノイズ補正手段を制御することを特徴とする請求項１、３または４に記載の撮像装置。
6. 前記第１の閾値として、前記感度が高い場合に、より低い値が設定されることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第２の閾値として、前記感度が高い場合に、より小さい値が設定されることを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
8. ２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子から読み出した電荷を１ライン分ずつ転送して出力する第１の転送部と、前記光電変換素子の電荷を１ライン分ずつ前記第１の転送部に転送する第２の転送部とを有し、前記第１の転送部による電荷の転送中に、前記第２の転送部による電荷の転送を行う撮像素子から出力された画像信号を処理する画像処理装置であって、
   前記第１の転送部から出力された画像信号と、前記撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つを入力する入力手段と、
   前記入力した画像信号から、前記第２の転送部の駆動に起因して発生するノイズを含むノイズを補正するノイズ補正手段と、
   前記入力した撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記ノイズ補正手段によるノイズの補正を行うか否かを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
9. ２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部とを有し、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部による電荷の転送を行う撮像素子から出力された画像信号の補正方法であって、
   前記撮像素子の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズの補正を行うか否かを判断する判断工程と、
   前記ノイズの補正を行うと判断された場合に、前記第２の転送部から出力された画像信号に対してノイズ補正を行うノイズ補正工程と
   を有することを特徴とする補正方法。
10. ２次元配列された光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送する第１の転送部と、前記第１の転送部により転送された電荷を水平方向に転送する第２の転送部と、前記第２の転送部による電荷の転送中に、前記第１の転送部を駆動する駆動手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
    前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトすることを特徴とする制御方法。
11. 前記撮像装置の感度、シャッター秒時、及び温度の少なくとも１つに基づいて、前記第１の転送部の駆動に起因して発生するノイズの補正を行うか否かを判断する判断工程と、
    前記ノイズの補正を行うと判断された場合に、前記第２の転送部から出力された画像信号に対してノイズ補正を行うノイズ補正工程を有し、
    前記ノイズの補正を行わないと判断された場合に、前記第２の転送部が、１回の転送で前記第１の転送部から前記第２の転送部に転送された電荷を出力する毎に、前記第１の転送部を駆動するためのパルスを出力するタイミングをシフトすることを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
12. コンピュータに、請求項９に記載の補正方法の各工程を実行させるためのプログラム。
13. コンピュータに、請求項１０または１１に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。
14. 請求項１２または１３に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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