JP2010016630A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ライブビューで表示される画像の画質の維持と電力消費量の抑制とを両立させる。
【解決手段】撮像装置は、被写体像を撮像して画素信号を出力する、複数の画素１４１が行列状に配置された撮像素子１４と、所定行に含まれる画素１４１から第１画素信号を読み出す第１読出手段１４４と、表示用の画像および記録用の画像のいずれかを生成するための第２画素信号を複数の画素１４１から読み出す第２読出手段１４４と、第１前記画素信号を用いて、第２画素信号の画素列ごとの誤差を補正するための補正値を算出する算出手段１８１と、算出された補正値を用いて表示用および記録用の画像のいずれか画素信号に対して補正を施す補正手段１８１と、記録媒体への記録を伴わず画像を表示するライブビューモード時に、所定条件が満たされているときには、第１読出手段１４４に対して第１画素信号の読み出しを禁止させる読出制御手段１８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像素子からの画素信号に含まれるノイズを補正する撮像装置に関する。

従来から、Ｘ−Ｙアドレス型固体撮像素子に起因する固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を補正するカメラが知られている（たとえば、特許文献１）。
特開平１０−１２６６９７号公報

しかしながら、ライブビューで表示される画像の画質の維持と電力消費量の抑制との両立が困難であるという問題がある。

請求項１に記載の発明による撮像装置は、被写体像を撮像して画素信号を出力する、複数の画素が行列状に配置された撮像素子と、複数の画素のうち、所定行に含まれる画素から第１画素信号を読み出す第１読出手段と、表示用の画像および記録用の画像のいずれかを生成するための第２画素信号を複数の画素から読み出す第２読出手段と、第１画素信号を用いて、第２画素信号の画素列ごとの誤差を補正するための補正値を算出する算出手段と、算出された補正値を用いて第２画素信号に対して補正を施す補正手段と、記録媒体への記録を伴わず画像を表示するライブビューモード時に、所定条件が満たされているときには、第１読出手段に対して第１画素信号の読み出しを禁止させる読出制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ライブビューモード時に、所定条件が満たされているときには、第１画素信号の読み出しを禁止させることができる。

−第１の実施の形態−
図面を参照して、本発明による第１の実施の形態におけるカメラを説明する。図１は電子カメラ１の要部構成を示す図である。電子カメラ１のボディに、撮影レンズＬ１と絞り２０とを備える交換レンズ２が着脱可能に装着されている。カメラ１のボディ側には、クイックリターンミラー１０、焦点板１１、ペンタプリズム１２、接眼レンズ１３、撮像素子１４、および焦点検出用センサ１５が設けられている。

図２は電子カメラ１の制御系のブロック図である。図２において、図１に示した構成要素には同一の符号を付して説明する。電子カメラ１の制御系は、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換回路１６、タイミングジェネレータ１７、制御回路１８、ＬＣＤ駆動回路１９、液晶表示器１９１、操作部３０、およびメモリカードインタフェース３１を備えている。

図１を参照して説明すると、交換レンズ２を通過して電子カメラ１に入射した被写体光は、シャッタレリーズ前は図１において実線で示すように位置するクイックリターンミラー１０で上方へ導かれて焦点板１１に結像する。焦点板１１に結像された被写体像は、ペンタプリズム１２により接眼レンズ１３へ導かれる。その結果、被写体像が撮影者に観察される。被写体光の一部はクイックリターンミラー１０の半透過領域を透過し、サブミラー１０ａにて下方に反射され、焦点検出用センサ１５へ入射される。レリーズ後はクイックリターンミラー１０が図１の破線で示される位置へ回動し、被写体光が撮像素子１４へ導かれ、その撮像面上に被写体像が結像する。

図２を参照して制御系について詳細に説明する。
撮像素子１４は、行列状に多数配列された画素フォトダイオード１４１、画素フォトダイオード１４１のそれぞれに設けられたスイッチ１４２、画素フォトダイオード１４１の各行を順に選択するための垂直走査回路１４３、およびカラム処理回路１４４を有する、Ｘ−Ｙアドレス型の光電変換素子である。スイッチ１４２には、トランスファーゲートスイッチ１４２Ａ（以下、スイッチ１４２Ａと称する）、画素選択スイッチ１４２Ｂ（以下、スイッチ１４２Ｂと称する）およびコンデンサ１４２Ｃが含まれている。

スイッチ１４２Ａは、画素フォトダイオード１４１と、コンデンサ１４２Ｃとの間に設けられ、画素フォトダイオード１４１とコンデンサ１４２Ｃとの間の電気的接続のＯＮ／ＯＦＦをスイッチングするスイッチである。コンデンサ１４２Ｃは、画素フォトダイオード１４１が光電変換した電荷を電圧値に変換するために設けられている。スイッチ１４２Ｂは、コンデンサ１４２Ｃとカラム処理回路１４４との間に設けられ、コンデンサ１４２Ｃとカラム処理回路１４４との間の電気的接続のＯＮ／ＯＦＦをスイッチングするスイッチである。ある画素のスイッチ１４２Ａ、１４２Ｂが共にオンされている場合には、その画素で受光した信号が光電変換されてカラム処理回路１４４に伝達される。

一方、ある画素のスイッチ１４２Ａがオフされ、かつスイッチ１４２Ｂがオンされている場合には、画素フォトダイオード１４１とカラム処理回路１４４との接続が遮断されているときの信号、すなわち、その画素が受光していない状態における信号（後述するＦＰＮの一要素）と等価な信号がカラム処理回路１４４に伝達される。画素フォトダイオード１４１は、受光した被写体光をその強度に応じた画素信号に変換して、スイッチ１４２（スイッチ１４２Ａ、スイッチ１４２Ｂ）およびカラム信号回路１４４を介してＡ／Ｄ変換回路１６へ出力する。

撮像素子１４は、たとえば、ＩＳＯ１００相当〜ＩＳＯ１６００相当の範囲内において撮像感度（露光感度）を所定のステップで変更可能に構成されている。撮像感度とは、撮像素子１４に蓄積される電荷の検出感度、もしくは不図示の増幅回路の増幅利得を変化させる被制御量のことをいう。

カラム処理回路１４４はＣＤＳ回路やラインメモリなどを画素フォトダイオード１４１の列ごとに備え、垂直走査回路１４３によって選択された所定行の画素フォトダイオード１４１（選択された行の画素毎のスイッチ１４２Ａはオフされ、かつスイッチ１４２Ｂはオンされる）から出力される画素信号を入力する。この場合において、選択されていない行に含まれる各画素フォトダイオード１４１の、少なくともスイッチ１４２Ｂは、全てオフにされている。

そして、カラム処理回路１４４は選択行の画素毎のスイッチ１４２Ａがオフで、かつスイッチ１４２Ｂがオンのときに得られる画素信号を、列毎にオフセット信号として保持する。このときのスイッチ１４２Ａ、１４２Ｂのオンおよびオフは、選択画素間でほぼ同時に行われる。このようにして得られたオフセット信号が、後述するカラム処理回路１４４に起因して撮影画像の縦方向に発生する筋状の固定パターンノイズ（以下、ＦＰＮ：Fixed Pattern Noise）、すなわち撮像素子１４の列毎の固定パターンノイズ（ＦＰＮ）である。

後述する制御回路１８は、この求められたＦＰＮを使って補正値（ＦＰＮ補正値）を算出し、その算出したＦＰＮ補正値を使って、画像信号に対してＦＰＮ補正を施す。また、算出されたＦＰＮ補正値は、後述する画像処理部１８１に設けられた一時メモリ１８３に格納される。

なお、ＦＰＮを得る際には、上述のように所定行（選択行）の画素フォトダイオード１４１から（選択されている行の画素スイッチ１４２Ａを一斉にオフし、かつスイッチ１４２Ｂを一斉にオンした状態で）画素信号を得る方法以外に、次のような方法で得てもよい。たとえば、全ての行の画素（つまり全画素）のスイッチ１４２Ａを一斉にオフし、かつ所定行（選択行）の画素スイッチ１４２Ｂのみを一斉にオンした状態で、ＦＰＮを得るようにしてもよい。

Ａ／Ｄ変換回路１６は、撮像素子１４が出力する画素信号にアナログ的な処理をしてからデジタルの画像データに変換する回路である。タイミングジェネレータ１７は、制御回路１８の命令に応じて、撮像素子１４とＡ／Ｄ変換回路１６とにタイミング信号を出力し、撮像素子１４とＡ／Ｄ変換回路１６との駆動タイミングを制御する回路である。

制御回路１８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有し、電子カメラ１の各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行する演算回路である。制御回路１８は、前述したタイミングジェネレータ１７を制御する。

制御回路１８は、画像処理部１８１および圧縮部１８２を有する。画像処理部１８１は、入力した画像データに対して、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、色補間処理、輪郭強調、ビネット補正などの画像処理を実行する。また、画像処理部１８１は、入力した画像データに対して画像処理を施して、後述する操作部３０により変更された拡大率に応じて画像の拡大率を変更する電子ズーム処理を施す。圧縮部１８２は、画像処理部１８１で画像処理が施されて生成された画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を実行する回路である。

メモリカードインタフェース３１は、メモリカード３２が着脱可能なインタフェースである。メモリカードインタフェース３１は、制御回路１８の制御に基づいて、画像データをメモリカード３２に書き込んだり、メモリカード３２に記録されている画像データを読み出す。メモリカード３２はコンパクトフラッシュ（登録商標）やＳＤカードなどの半導体メモリカードである。

ＬＣＤ駆動回路１９は、制御回路１８の命令に基づいて液晶表示器１９１を駆動する回路である。液晶表示器１９１は、再生モードにおいて、メモリカード３２に記録されている画像データに基づいて制御回路１８で作成された表示データの表示を行う。また、液晶表示器１９１は、いわゆるライブビュー画像を表示するように構成されている。ライブビューとは、レリーズ前にクイックリターンミラー１０を上方に跳ね上げて撮像素子１４で撮像した画像をリアルタイムに液晶表示器１９１に表示する表示形態であり、一眼レフカメラにおいて採用される撮像モードである。

操作部３０は、ユーザの操作を受け付けるスイッチである。操作部３０には、電源スイッチ、レリーズスイッチ、撮影画像の拡大率変更操作をするためのズームスイッチ、その他の設定メニューの表示切換スイッチ、設定メニュー決定ボタン、上述した撮像素子１４の撮像感度を変化させるための感度設定スイッチなどが含まれる。また、操作部３０により、撮影モードとして静止画撮影モードと動画撮影モードとの間の切り替えの設定、および上記のライブビュー画像を表示するためのライブビューモードの設定が可能である。したがって、静止画撮影モードおよびライブビューモードが設定されている場合は、ライブビュー画像表示中にユーザがレリーズスイッチを全押しすると静止画撮影に移行し、動画撮影モードおよびライブビューモードが設定されている場合は、ライブビュー画像表示中にユーザがレリーズスイッチを全押しすると動画撮影に移行する。

−静止画撮影モード−
操作部３０の操作により静止画撮影モードが設定され、レリーズスイッチの全押し操作により撮影が指示されると、制御回路１８は、クイックリターンミラー１０を図１の破線で示す位置へ回動し、撮影レンズＬ１を通過した被写体光が撮像素子１４に導かれるようにする。さらに、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指示して、撮像素子１４を構成する全画素の範囲のうち、たとえば１／３の領域に相当する画素に対応する画素フォトダイオード１４１から出力されるように垂直走査回路１４３を介してスイッチ１４２Ａをオフし、かつスイッチ１４２Ｂをオンさせる。

図３に、ＦＰＮ補正値の算出に用いる補正値信号（ＦＰＮ）が読み出される画素の領域を斜線領域で示す。なお、説明を簡単にするため、撮像素子１４の画素数を３０００×１５００画素とする。本実施の形態においては、たとえば全画素範囲の上部１／３の領域に相当する画素（３０００×５００画素）から出力される画素信号を列ごとに３０００列分読み出す。すなわち、垂直走査回路１４３は、第１行から第５００行までを選択行として、スイッチ１４２Ａをオフし、かつスイッチ１４２Ｂをオンする。なお、選択行を所定行（たとえば３行）おきに設定してもよい。その結果、撮像素子１４の第１列〜第３０００列の各列について、それぞれ５００個の画素フォトダイオード１４１から画素信号（ＦＰＮ）が読み出され、カラム処理回路１４４に入力される。

カラム処理回路１４４は、全ての列、すなわち３０００列分のそれぞれの画素信号（補正値信号／ＦＰＮ）をＡ／Ｄ変換回路１６を介して、制御回路１８へ出力する。制御回路１８は、上述のようにして入力した３０００列分の列ごとの画素信号（５００画素分）をそれぞれ平均して列毎のＦＰＮ補正値を算出して、一時メモリ１８３に格納しておく。

次に、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指令して全てのスイッチ１４２Ａおよび１４２Ｂをオンさせて、撮像素子１４の全画素から出力される画素信号を本画像用信号として画像処理部１８１に入力させる。画像処理部１８１は、入力した第１列の本画像用信号から対応する第１列のＦＰＮ補正値を減算する。画像処理部１８１は、上記の減算を３０００列分のそれぞれの画素信号に対して行うことにより、ＦＰＮ補正処理を施す。ＦＰＮ補正処理の施された画素信号は、制御回路１８により上述した画像処理や圧縮処理が施されて、静止画像データとしてメモリカード３２に記録される。なお、ライブビュー画像表示中から静止画撮影に移行する場合のＦＰＮ補正処理については後述する。

−動画撮影時−
操作部３０の操作により動画撮影モードが設定され、レリーズスイッチの全押し操作により撮影が指示されると、制御回路１８は、クイックリターンミラー１０を図１の破線で示す位置へ回動し、動画撮影を開始する。図４（ａ）に示すように、制御回路１８は、動画撮影モード時においては、撮像素子１４を構成する全画素のうち、垂直方向に１／３（５００行）に間引いた画素フォトダイオード１４１から読み出された本画像用信号を用いて、本画像用の動画像データを生成する。

制御回路１８は、本画像用信号の読み出しに先立って、ＦＰＮ補正値の算出に用いる補正用信号を読み出す。本画像用信号の読み出しに５００行を用いる場合、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指示して、さらに垂直方向に、たとえば１／３に間引いた５００／３行（１６６行）の画素フォトダイオード１４１から補正用信号が出力されるように、垂直走査回路１４３を介してスイッチ１４２Ａをオフさせ、かつスイッチ１４２Ｂをオンさせる。

図４（ｂ）に、動画撮影時に補正用信号を取得するために間引いて読み出される画素を示す。この場合に画素信号が読み出される画素を斜線領域で示す。すなわち、垂直走査回路１４３は、第１行〜第１６６行を選択行として、スイッチ１４２Ａをオフし、かつスイッチ１４２Ｂをオンする。なお、選択行を所定行（たとえば３行）おきに設定してもよい。その結果、撮像素子１４の第１列について合計１６６個の画素フォトダイオード１４１から補正用信号（ＦＰＮ）が読み出され、カラム処理回路１４４に入力される。カラム処理回路１４４は、全ての列、すなわち３０００列分のそれぞれの画素信号（ＦＰＮ）をＡ／Ｄ変換回路１６を介して、制御回路１８へ出力する。

制御回路１８は、上述したようにして入力した３０００列分の列ごとの補正用信号をそれぞれ平均してＦＰＮ補正値を列毎に算出し、一時メモリ１８３に格納する。

図４（ａ）に、動画撮影時に間引いて読み出される画素を示す。この場合に本画像用信号が読み出される画素を斜線領域で示す。すなわち、垂直走査回路１４３は、たとえば、第２行、第５行、・・・、第（３ｎ−１）行（ｎは自然数：ｎ≦５００）を選択行として、スイッチ１４２Ａおよび１４２Ｂをオンする。その結果、撮像素子１４の第１列について合計５００個の画素フォトダイオード１４１から本画像用信号が読み出され、カラム処理回路１４４に入力される。すなわち、撮像素子１４の第１列について３画素ごとに合計５００個の画素フォトダイオード１４１から画素信号が読み出され、カラム処理回路１４４に入力される。カラム処理回路１４４は、全ての列、すなわち３０００列分のそれぞれの画素信号をＡ／Ｄ変換回路１６を介して、制御回路１８へ出力する。

第１フレームの画像を取得する際には、画像処理部１８１は、上述したようにして入力した３０００列分の列ごとの補正用信号をそれぞれ平均してＦＰＮ補正値を列毎に算出し、一時メモリ１８３に格納する。そして、画像処理部１８１は、第１列の本画像用信号から第１列に対応するＦＰＮ補正値を減じる。画像処理部１８１は、上記の減算を３０００列分のそれぞれの本画像用信号に対して行うことにより、ＦＰＮ補正処理を施す。第２フレーム以降の画像については、画像処理部１８１は、上記のＦＰＮ補正値を用いて本画像用信号に対してＦＰＮ補正を施す。ＦＰＮ補正処理の施された本画像用信号は、制御回路１８により上述した画像処理や圧縮処理が施されて、動画像データとしてメモリカード３２に記録される。さらに、制御回路１８は、取得した動画像データ対応する動画を液晶表示器１９１に表示する。なお、ライブビュー画像表示中から動画撮影に移行する場合のＦＰＮ補正については後述する。

−ライブビューモード−
操作部３０の操作によりライブビューモードが設定されると、制御回路１８は、クイックリターンミラー１０を図１の破線で示す位置へ回動し、撮影レンズＬ１を通過した被写体光が撮像素子１４に導かれるようにする。さらに、制御回路１８は、操作部３０の操作による拡大率の変更の有無に応じて、撮像素子１４を構成する全画素の中から画素信号を読み出す画素を選択する。以下、拡大表示用の処理がなされているとき（以下、拡大率が変更されている場合という）と、等倍表示のとき（以下、拡大率が変更されていない場合という）とに分けて説明する。

−−拡大率が変更されていない場合−−
図５（ａ）に示すように、制御回路１８は、ライブビューモード時においては、動画撮影時と同様に、撮像素子１４を構成する全画素のうち、垂直方向に１／３（５００行）に間引いた画素フォトダイオード１４１から読み出された本画像用信号を用いて、本画像用の画像データを生成する。なお、画素信号は、たとえば１／３０秒周期で読み出される。以下、詳細に説明する。

制御回路１８は、本画像用信号の読み出しに先立って、ＦＰＮ補正値の算出に用いる補正用信号（ＦＰＮ）を読み出す。本画像用信号の読み出しに５００行を用いる場合、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指示して、さらに垂直方向に、たとえば１／３に間引いた５００／３行（１６６行）の画素フォトダイオード１４１から補正用信号が出力されるように、垂直走査回路１４３を介してスイッチ１４２Ａをオフし、かつスイッチ１４２Ｂをオンさせる。

図５（ｂ）に、ライブビューモード時に補正用信号を取得するために間引いて読み出される画素を示す。この場合に画素信号が読み出される画素を斜線領域で示す。すなわち、垂直走査回路１４３は、第１行〜第１６６行を選択行として、スイッチ１４２Ａをオフし、かつスイッチ１４２Ｂをオンする。なお、選択行を所定行（たとえば３行）おきに設定してもよい。その結果、撮像素子１４の各列について合計１６６個の画素フォトダイオード１４１から補正用信号が読み出され、カラム処理回路１４４に入力される。カラム処理回路１４４は、全ての列、すなわち３０００列分のそれぞれの補正用信号（ＦＰＮ）をＡ／Ｄ変換回路１６を介して、制御回路１８へ出力する。

制御回路１８は、上述したようにして入力した３０００列分の列ごとの画素信号をそれぞれ平均してＦＰＮ補正値１を列毎に算出し、一時メモリ１８３に格納する。

第１フレームの画像を取得する際には、制御回路１８は、図５（ａ）に示すように、タイミングジェネレータ１７に指示して、５００行の画素フォトダイオード１４１から本画像用信号が出力されるように、垂直走査回路１４３を介してスイッチ１４２Ａおよび１４２Ｂをオンさせる。すなわち、動画撮影時の場合と同様に、垂直走査回路１４３は、たとえば、第２行、第５行、・・・、第（３ｎ−１）行（ｎは自然数：ｎ≦５００）を選択行として、スイッチ１４２Ａおよび１４２Ｂをオンする。そして、動画撮影時の説明と同様にして、本画像用信号は、制御回路１８の画像処理部１８１へ出力され、第１列の本画像用信号から第１列に対応するＦＰＮ補正値１が減算される。画像処理部１８１は、上記の減算を３０００列分のそれぞれの本画像用信号に対して行って、ＦＰＮ補正処理を施す。

第２フレームの画像を取得する場合においても、制御回路１８は、まず、撮像素子１４の各列について合計１６６個の画素フォトダイオード１４１から補正用信号を読み出し、カラム処理回路１４４に入力させる。カラム処理回路１４４は、全ての列、すなわち３０００列分のそれぞれの補正用信号をＡ／Ｄ変換回路１６を介して、制御回路１８へ出力する。

制御回路１８は、第１フレームの場合と同様にして、３０００列分の列ごとの補正用信号をそれぞれ平均して、ＦＰＮ補正値２を列毎に算出する。そして、画像処理部１８１は、一時メモリ１８３に格納されたＦＰＮ補正値１を読み出して、算出したＦＰＮ補正値２と読み出したＦＰＮ補正値１とを平均してＦＰＮ補正値２_ＡＶＥを列毎に算出し、一時メモリ１８３に格納する。以後、第１フレームの場合と同様に、本画像用信号を読み出し、３０００列分の本画像用信号に対して対応する列のＦＰＮ補正値２_ＡＶＥを減算して、ＦＰＮ補正を施す。

ライブビューモードにより画像が取得されている間は、上述のようにして画像処理部１８１はＦＰＮ補正値を計算する。すなわち、第Ｎフレームの画像を取得する際には、１つ前の第（Ｎ−１）フレームの画像を取得した際に算出したＦＰＮ補正値（Ｎ−１）_ＡＶＥが読み出されて、以下の式（１）を用いてＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥが列毎に算出される。
ＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥ＝｛ＦＰＮ補正値（Ｎ−１）_ＡＶＥ＋ＦＰＮ補正値Ｎ｝／２ ・・・（１）

画像処理部１８１は、算出したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを本画像用信号から減算してＦＰＮ補正処理を施す。そして、画像処理部１８１は、ＦＰＮ補正処理後の本画像用信号に対して上述した画像処理を施して画像データを生成し、制御回路１８は画像データに対応する画像を液晶表示器１９１に表示する。なお、第Ｎフレームの補正用信号を読み出している間は、制御回路１８は、第（Ｎ−１）フレームの画像を液晶表示器１９１に表示する。

−−拡大率が変更されている場合−−
制御回路１８は、ライブビューモード時において拡大率が変更されている場合は、撮像素子１４を構成する全画素から出力される画素信号を本画像用信号として用い、本画像用の画像データを生成する。図６に示すように、制御回路１８は、本画像用信号の読み出しに先立つ補正用信号の読み出しにおいて、たとえば１５００／１５行（１００行）に間引いて補正用信号を読み出す。制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指示して、第１行〜第１００行の画素フォトダイオード１４１から補正用信号が出力されるように、垂直走査回路１４３を介してスイッチ１４２Ａをオフさせ、かつスイッチ１４２Ｂをオンさせる。なお、選択行を所定行（たとえば３行）おきに設定してもよい。

補正用信号が読み出されると、画像処理部１８１は、上述した場合と同様にしてＦＰＮ補正値を算出して、一時メモリ１８３に格納する。そして、画像処理部１８１は、上述の場合と同様に、本画像用信号からＦＰＮ補正値を減算してＦＰＮを補正する。

次に、ライブビュー画像表示から静止画撮影に移行する場合と、ライブビュー画像表示から動画撮影に移行する場合について説明する。
−ライブビュー画像表示から静止画撮影への移行−
上記のライブビューモードにおいて、第Ｎフレームの画像が取得された後に、制御回路１８がレリーズスイッチの全押し操作による撮影指示信号を入力すると、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指令して全てのスイッチ１４２Ａおよび１４２Ｂをオンさせる。そして、撮像素子１４の全画素から出力される画素信号が本画像用信号として画像処理部１８１に入力される。画像処理部１８１は、一時メモリ１８３に格納したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを読み出して、入力した本画像用信号から対応する列のＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを減算する。すなわち、画像処理部１８１は、撮影開始前に最後に取得したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて、入力した本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施す。

−ライブビュー画像表示から動画撮影への移行−
上記のライブビューモードにおいて、第Ｎフレームの画像が取得された後に、制御回路１８がレリーズスイッチの全押し操作による撮影指示信号を入力すると、制御回路１８は、第１フレームの動画像データを生成するための本画像用信号の取得を指令する。すなわち、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指令して、垂直方向に、たとえば２／３行（１０００行）に間引いた本画像用信号を読み出させる。読み出された本画像用信号は画像処理部１８１に入力される。

画像処理部１８１は、一時メモリ１８３に格納したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを読み出して、入力した第１フレームの本画像用信号から対応する列のＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを減算する。続いて、制御回路１８は、第２フレームの本画像用信号の取得を指令する。第１フレームの場合と同様に、垂直方向に２／３に間引かれた画素信号が本画像用信号として読み出され、画像処理部１８１に入力される。画像処理部１８１は、一時メモリ１８３に格納したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを読み出して、入力した第２フレームの本画像用信号から対応する列のＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを減算する。以後、画像処理部１８１は、動画撮影開始前に最後に取得されたＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて、動画撮影時に取得された第Ｎフレームの本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施す。

上述したようにして動画撮影が行われている時に、撮像感度が変更された場合について、図７の動画撮影時のタイムチャートを参照して説明する。なお、図７においては、斜線でしめす領域は補正用信号の取得に要する時間を示す。第１フレーム〜第Ｎフレームのそれぞれの本画像用信号に関しては、上述したようにしてライブビューモードで最後に取得されたＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥによりＦＰＮ補正処理が施される。図７は、動画撮影中の第Ｎフレームの本画像用信号が取得された後に、操作部３０の感度設定スイッチが操作されて撮像感度が変更された場合を示す。この時、画像処理部１８１は、第（Ｎ＋１）フレームの本画像用信号については、ライブビューモードで最後に取得したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いてＦＰＮ補正処理を施す。そして、制御回路１８は、第（Ｎ＋１）フレームの本画像用信号を取得した後、補正用信号の取得を指令する。

制御回路１８は、補正用信号を取得するために、たとえば５００／６行（８３行）に間引いて画素信号を読み出す。制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指示して、第１行〜第８３行の画素フォトダイオード１４１から補正用信号が出力されるように、垂直走査回路１４３を介してスイッチ１４２Ａをオフし、かつスイッチ１４２Ｂをオンさせる。なお、選択行を所定行（たとえば３行）おきに設定してもよい。補正用信号が読み出されると、画像処理部１８１は、上述した場合と同様にしてＦＰＮ補正値（Ｎ＋２）を列毎に算出して、一時メモリ１８３に格納する。

制御回路１８は、補正用信号を取得した後、第１〜第（Ｎ＋１）フレームの場合と同様にして、第（Ｎ＋２）フレームの本画像用信号を取得する。そして、画像処理部１８１は、上述の場合と同様に、第（Ｎ＋２)フレームの本画像用信号からＦＰＮ補正値（Ｎ＋２）を減算してＦＰＮを補正する。撮像感度の変更操作が行われない限り、画像処理部１８１は、第（Ｎ＋３）フレーム以降の本画像用信号に対しても、ＦＰＮ補正値（Ｎ＋２）を用いてＦＰＮ補正処理を施す。

以上で説明した第１の実施の形態のカメラによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ライブビューモードから動画撮影に移行した場合、画像処理部１８１は、ライブビューモードにおいて取得したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて、動画像データを生成するための本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施すようにした。したがって、動画撮影時に、フレームごとに、ＦＰＮ補正値を算出するために新たに補正用信号を取得する必要がないので、動画撮影時におけるフレームレートの低下を防ぐことができる。

（２）ライブビューモードから動画撮影に移行した場合、画像処理部１８１は、ライブビューモードにおいて最後に取得したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥと同一のＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて、本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施すようにした。このＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥは、ライブビューモード時において、第Ｎフレームの補正用信号から算出したＦＰＮ補正値Ｎと、１フレーム前（第（Ｎ−１）フレーム）の補正用信号から算出したＦＰＮ補正値（Ｎ−１）_ＡＶＥとを平均して算出したものである。したがって、ＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥには、温度などの要因によるカラム処理回路１４４を構成する内部回路の特性の変動が加味されているので、精度良くＦＰＮ補正を施して高画質の動画像を得ることができる。

（３）動画撮影中に撮像素子１４の撮像感度が変更された場合は、制御回路１８は、新たに補正用信号の取得を指示し、画像処理部１８１は、新たに取得した補正用信号に基づいてＦＰＮ補正値を算出して、本画像用信号に対してＦＰＮ補正を施すようにした。一般的に、撮像感度が、たとえば２倍に変更されると、画素ごとのＦＰＮも２倍になる。したがって、ＦＰＮ補正値を撮像感度の変更に応じて変化させることができるので、精度良くＦＰＮ補正が施された高画質の動画像を取得できる。

（４）撮像素子１４の撮像感度の変更に応じて算出したＦＰＮ補正値と同一のＦＰＮ補正値を用いて、画像処理部１８１は、次回に撮像感度が変更されるまでは、以後のフレームで取得された動画像データを生成するための本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施すようにした。したがって、動画撮影時に、フレームごとに、ＦＰＮ補正値を算出するために新たに補正用信号を取得する必要がないので、動画撮影時におけるフレームレートの低下を防ぐことができる。

−第２の実施の形態−
図８、図９を参照して、本発明の第２の実施の形態によるカメラについて説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、ライブビュー画像表示中においてバッテリの残容量が所定値以下になると、補正用信号の読み出しを禁止し、既に用いられているＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて本画像用信号に対してＦＰＮ補正を施す点で、第１の実施の形態と異なる。

図８に示すように、電子カメラ１は、各部に電力を供給するためのバッテリ４０およびバッテリ電圧検出回路４１を備えている。バッテリ電圧検出回路４１は、バッテリ４０が有する電力残容量を常時計測する。計測結果である残容量信号は、図示しないＡ／Ｄ変換回路を介して制御回路１８へ出力される。制御回路１８は、入力した残容量信号に基づいて、バッテリ４０の残容量と予め設定された閾値（たとえば全容量の５０パーセント）とを比較する。制御回路１８は、ライブビューモード時において、バッテリ４０の残容量が閾値以上であることを検出した場合は、第１の実施の形態と同様に、本画像用信号および補正用信号の選択行を決定する。すなわち、制御回路１８は、本画像用信号を撮像素子１４の全画素のうち垂直方向に１／３（５００行）に間引いて読み出し、撮像素子１４の全画素のうち、５００／３行（１６６行）を選択行として補正用信号を読み出す。以後、画像処理部１８１は、第１の実施の形態と同様にして、ＦＰＮ補正値を算出し、本画像用信号に対してＦＰＮの補正処理を施す。

第Ｎフレームの画像を取得した後、制御回路１８がバッテリ４０の残容量が閾値である全容量の５０パーセント未満であることを検出すると、第（Ｎ＋１）フレーム以後の補正用信号の取得を禁止して、既に使用しているＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いてＦＰＮ補正処理を施す。すなわち、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指令して、本画像用信号のみを読み出させる。図９のタイムチャートに示すように、画像処理部１８１は、第（Ｎ＋１）フレーム以後の本画像用信号に対しては、一時メモリ１８３に格納したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを読み出して、入力した第（Ｎ＋１）フレーム以降の本画像用信号から対応する列のＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを減算する。

バッテリ４０の残容量が閾値未満の時に撮像感度が変更された場合について説明する。図９は、ライブビューモード時において第Ｍフレームの本画像用信号が取得された後に、操作部３０の感度設定スイッチが操作されて撮像感度が変更された場合を示す。この時、画像処理部１８１は、第（Ｍ＋１）フレームの本画像用信号に対しては、一時メモリ１８３に格納されたＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いてＦＰＮ補正処理を施す。そして、制御回路１８は、第（Ｍ＋１）フレームの本画像用信号を取得した後、タイミングジェネレータ１７に指令して、補正用信号を読み出させる。すなわち、制御回路１８は、補正用信号の読み出しの禁止を一旦解除する。

制御回路１８は、補正用信号を取得するために、上述したように５００／３行（１６６行）に間引いて画素信号を読み出す。補正用信号が読み出されると、画像処理部１８１は、上述した場合と同様にしてＦＰＮ補正値（Ｍ＋２）を算出して、一時メモリ１８３に格納する。制御回路１８は、補正用信号を取得した後、第（Ｍ＋２）フレームの本画像用信号を取得する。そして、画像処理部１８１は、上述の場合と同様に、第（Ｍ＋２)フレームの本画像用信号からＦＰＮ補正値（Ｍ＋２）を減算してＦＰＮを補正する。撮像感度の変更操作が行われない限り、画像処理部１８１は、第（Ｍ＋３）フレーム以降の本画像用信号に対しても、ＦＰＮ補正値（Ｍ＋２）を用いてＦＰＮ補正処理を施す。

なお、ライブビューモードが設定された時点で、制御回路１８がバッテリ４０の残容量が閾値である全容量の５０パーセント未満であることを検出すると、第１フレームに対するＦＰＮ補正値１を算出し、第２フレーム以降の本画像用信号に対しても、ＦＰＮ補正値１を用いてＦＰＮ補正処理を施すものとする。

以上で説明した第２の実施の形態の電子カメラ１によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）制御回路１８は、ライブビューモードが設定されている時に、バッテリ４０の残容量が閾値未満であることを検出すると、ＦＰＮ補正値を算出するために使用する補正用信号の取得を禁止するようにした。すなわち、制御回路１８は、既に使用しているＦＰＮ補正値を用いてＦＰＮ補正処理を施すようにした。したがって、バッテリ４０の残容量が減少した場合には、撮像素子１４の駆動時間を減少させることができるので、省電力化に寄与する。

（２）補正用信号の取得が禁止された後、画像処理部１８１は、補正用信号が取得される前に算出したＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥと同一のＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて、本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施すようにした。このＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥは、ライブビューモード時において、第Ｎフレームの補正用信号から算出したＦＰＮ補正値Ｎと、１フレーム前（第（Ｎ−１）フレーム）の補正用信号から算出したＦＰＮ補正値（Ｎ−１）_ＡＶＥとを平均して算出したものである。したがって、ＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥには、温度などの要因によるカラム処理回路１４４を構成する内部回路の特性の変動が加味されているので、精度良くＦＰＮ補正を施して高画質の画像を得ることができる。

（３）ライブビューモードにより画像を表示中に撮像素子１４の撮像感度が変更された場合は、制御回路１８は、補正用信号の読み出し禁止を一旦解除して、新たに補正用信号の取得を指示する。そして、画像処理部１８１は、新たに取得した補正用信号に基づいてＦＰＮ補正値を算出して、本画像用信号に対してＦＰＮ補正を施すようにした。一般的に、撮像感度が、たとえば２倍に変更されると、画素ごとのＦＰＮも２倍になる。したがって、ＦＰＮ補正値を撮像感度の変更に応じて変化させることができるので、精度良くＦＰＮ補正が施された高画質の画像を取得して、表示できる。

（４）撮像素子１４の撮像感度の変更に応じて算出したＦＰＮ補正値と同一のＦＰＮ補正値を用いて、画像処理部１８１は、次回に撮像感度が変更されるまでは、以後のフレームで取得された本画像用信号に対してＦＰＮ補正処理を施すようにした。したがって、ライブビューモード時に、フレームごとに、ＦＰＮ補正値を算出するために新たに補正用信号を取得する必要がないので、バッテリ４０の電力消費を抑制できる。

−第３の実施の形態−
図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態によるカメラについて説明する。以下の説明では、第１または第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１または第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、ライブビュー画像表示中に撮像素子１４近傍の温度が所定値以上になると補正用信号の読み出しを禁止し、既に用いられているＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いて本画像用信号に対してＦＰＮ補正を施す点で、第１および第２の実施の形態と異なる。

図１０に示すように、電子カメラ１は温度センサ４２を備えている。温度センサ４２は、撮像素子１４周辺の温度を常時測定し、測定結果である温度信号を図示しないＡ／Ｄ変換回路を介して制御回路１８へ出力する。制御回路１８は、入力した温度信号に基づいて、温度センサ４２で計測された撮像素子１４近傍の温度と予め設定された閾値（たとえば４５℃）とを比較する。なお、閾値は撮像素子１４の定格に依存して決定される値である。また、撮像素子１４近傍の温度が所定値以上のときにライブビューモードを終了する機能を有するカメラの場合には、閾値は上記の所定値よりも低い値に設定されるものとする。

制御回路１８は、ライブビューモード時において、温度センサ４２で計測された撮像素子１４近傍の温度が閾値（４５℃）未満であることを検出した場合は、本画像用信号および補正用信号の選択行を決定する。すなわち、制御回路１８は、本画像用信号を撮像素子１４の全画素のうち垂直方向に１／３（５００行）に間引いて読み出し、撮像素子１４の全画素のうち、５００／３行（１６６行）を選択行として補正用信号を読み出す。以後、画像処理部１８１は、第１の実施の形態と同様にして、ＦＰＮ補正値を算出し、本画像用信号に対してＦＰＮの補正処理を施す。

制御回路１８は、ライブビューモード時において、第Ｎフレームの本画像用信号が取得された後、温度センサ４２で計測された撮像素子１４近傍の温度が閾値（４５℃）以上であることを検出した場合は、第（Ｎ＋１）フレーム以後の補正用信号の取得を禁止して、既に使用しているＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いてＦＰＮ補正処理を施す。すなわち、制御回路１８は、タイミングジェネレータ１７に指令して、本画像用信号のみを読み出させる。そして、画像処理部１８１は、第（Ｎ＋１）フレーム以降の本画像用信号に対して、一時メモリ１８３に格納されたＦＰＮ補正値Ｎ_ＡＶＥを用いてＦＰＮ補正処理を施す。なお、撮像感度が変更された場合については、第２の実施の形態において説明したように、制御回路１８は、補正用信号の読み出しの禁止を一旦解除する。

なお、ライブビューモードが設定された時点で、制御回路１８が撮像素子１４近傍の温度が閾値（４５℃）以上であることを検出すると、第１フレームに対するＦＰＮ補正値１を算出し、第２フレーム以降の本画像用信号に対しても、ＦＰＮ補正値１を用いてＦＰＮ補正処理を施すものとする。

以上で説明した第３の実施の形態の電子カメラ１によれば、第２の実施の形態により得られた（２）〜（４）の作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
（１）制御回路１８は、ライブビューモードが設定されている時に、温度センサ４２で検出した撮像素子１４近傍の温度が閾値以上である場合には、ＦＰＮ補正値を算出するために使用する補正用信号の取得を禁止するようにした。すなわち、制御回路１８は、既に使用しているＦＰＮ補正値を用いてＦＰＮ補正処理を施すようにした。したがって、撮像素子１４の駆動時間を減少させて温度上昇を防ぎ、ライブビューモードで表示される画像に暗電流等によるノイズが発生することを抑えるので、表示される画像の画質の劣化を防ぐことができる。

以上で説明した実施の形態によるカメラを、以下のように変形できる。
（１）ライブビューモードにおいて、拡大率が変更された場合、選択行を変更するものに代えて、画像上で拡大された位置に対応する位置に配置された画素フォトダイオード１４１を用いて、本画像用信号および補正用信号を読み出すようにしてもよい。図１１に、この場合に本画像用信号および補正用信号が読み出される画素の一例を示す。制御回路１８は、図１１（ａ）の斜線部に示すように、５００×１０００画素の画素信号を本画像用信号として読み出す。さらに、制御回路１８は、図１１（ｂ）の斜線部に示すように、５００／１５行（３３行）を選択行として、３３×１０００画素の画素信号を補正用信号として読み出す。

（２）電子カメラ１がバッテリ４０および温度センサ４２を備える場合は、制御回路１８は、温度センサ４２で検出した撮像素子１４近傍の温度が閾値以上の時、もしくはバッテリ４０の残容量が閾値未満の時のいずれかの場合に補正用信号の取得を禁止するようにしてもよい。
（３）電子カメラ１は、撮影レンズ交換可能なものに代えて、撮影レンズ固定式のカメラであってもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の実施の形態による電位カメラの要部構成を示す図 第１の実施の形態における電子カメラの制御系の構成を示すブロック図 静止画撮影モードにおいて画素信号が読み出される画素の領域の一例を示す図 動画撮影モードにおいて画素信号が読み出される画素の領域の一例を示す図 ライブビューモードにおいて画素信号が読み出される画素の領域の一例を示す図 ライブビューモードにおいて拡大率が変更された場合に画素信号が読み出される画素の領域の一例を示す図 撮像感度の変更に伴う補正用信号の取得するタイミングを説明する図 第２の実施の形態における電子カメラの制御系の構成を示すブロック図 補正用信号を取得するタイミングを説明する図 第３の実施の形態における電子カメラの制御系の構成を示すブロック図 変形例において画素信号が読み出される画素の領域の一例を示す図

符号の説明

１４・・・撮像素子 １８・・・制御回路 ４０・・・バッテリ ４１・・・バッテリ電圧検出回路
４２・・・温度センサ １４１・・・画素フォトダイオード
１４４・・・カラム処理回路 １８１・・・画像処理部

Claims (7)

1. 被写体像を撮像して画素信号を出力する、複数の画素が行列状に配置された撮像素子と、
   前記複数の画素のうち、所定行に含まれる画素から第１画素信号を読み出す第１読出手段と、
   表示用の画像および記録用の画像のいずれかを生成するための第２画素信号を前記複数の画素から読み出す第２読出手段と、
   前記第１画素信号を用いて、前記第２画素信号の画素列ごとの誤差を補正するための補正値を算出する算出手段と、
   前記算出された前記補正値を用いて前記第２画素信号に対して補正を施す補正手段と、
   記録媒体への記録を伴わず画像を表示するライブビューモード時に、所定条件が満たされているときには、前記第１読出手段に対して前記第１画素信号の読み出しを禁止させる読出制御手段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、
   前記補正手段は、前記読出制御手段が前記第１画素信号の読み出しを禁止する以前に前記算出手段が算出した最後の補正値を用いて、前記第１画素信号の読み出しが禁止された後に前記第２読出手段が読み出した第２画素信号に対して補正を施すことを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記補正手段は、前記ライブビューモード時に用いた最後の補正値を用いて、前記第２画素信号に対して補正を施すことを特徴とする撮像装置。
4. 請求項1乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   動画の撮影開始を指示する指示手段をさらに備え、
   前記第１画素信号の読み出しを禁止するための前記所定条件として、前記指示手段により動画の撮影開始が指示された場合であることを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１または２に記載の撮像装置において、
   バッテリの残容量を検出する容量検出手段をさらに備え、
   前記第１画素信号の読み出しを禁止するための前記所定条件として、前記検出された前記バッテリの残容量が所定の閾値未満となる場合を条件とすることを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１または２に記載の撮像装置において、
   前記撮像素子近傍の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記第１画素信号の読み出しを禁止するための前記所定条件として、前記検出された温度が所定の閾値以上となる場合を条件とすることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記撮像素子の撮像感度を設定する感度設定手段をさらに備え、
   前記読出制御手段が第１画素信号の読み出しを禁止している時に、前記撮像感度が変更された場合、前記読出制御手段は、第１画素信号の読み出しの禁止を解除し、
   前記算出手段は、前記第１読出手段により読み出された前記第１画素信号を用いて、前記撮像素子から読み出された前記第２画素信号に対して画素列ごとの誤差を補正するための第２の補正値を算出し、
   前記補正手段は、前記第２の補正値を用いて前記第２画素信号に対して補正を施すことを特徴とする撮像装置。

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