JP6028365B2 - 撮像装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及びプログラムに関する。

近年、例えば光電変換を行う撮像素子を備え、ノイズリダクション（ＮＲ）処理を行う撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この撮像装置は、例えば被写体が撮像される本画像の撮像直後に、撮像素子を遮光した状態で本画像の露光時間と同じ露光時間でダーク画像（暗黒画像）の撮像を行う。続いて、撮像装置内部では、ダーク画像の画像データを用いて本画像の画像データの補正処理を行う。この補正処理により、撮像素子に発生する暗電流ノイズによる本画像の画質劣化が低減される。

特開２００５−７９９４８号公報

しかしながら、例えば、上述のような撮像装置は、本画像の撮像期間における撮像素子の温度と、ダーク画像の撮像期間における撮像素子の温度とに差が生じることがある。この場合、上述のような撮像装置は、本画像の撮像期間における暗電流の大きさと、ダーク画像の撮像期間における暗電流の大きさとに差が生じることにより画像データの補正の精度が低下して、暗電流によるノイズを正確に低減することができないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、画像データに含まれる暗電流によるノイズを正確に低減することができる撮像装置を提供することにある。

本発明の一実施形態は、被写体を撮像する撮像素子と、温度を検出する検出部と、前記撮像素子が被写体を撮像する第１撮像期間において前記検出部で検出される温度に基づいて算出されたノイズデータにより前記撮像素子が撮像する期間であって前記撮像素子で撮像された被写体の画像データを補正する補正データを得るための第２撮像期間を算出する演算部と、前記演算部で算出された前記第２撮像期間において前記撮像素子が撮像して得た前記補正データにより前記画像データを補正する補正部と、前記第１撮像期間において前記検出部が検出した温度により前記補正部で前記画像データを補正させるか否かを切り換える切換部と、を備える撮像装置である。

また、本発明の一実施形態は、被写体を撮像する撮像素子と、温度を検出する検出部と、備える撮像装置のコンピュータに、前記撮像素子が被写体を撮像する第１撮像期間において前記検出部で検出される温度に基づいて算出されたノイズデータにより前記撮像素子が撮像する期間であって前記撮像素子で撮像された被写体の画像データを補正する補正データを得るための第２撮像期間を算出する演算ステップと、前記演算ステップにより算出された前記第２撮像期間において前記撮像素子が撮像して得た前記補正データにより前記画像データを補正する補正ステップと前記第１撮像期間において前記検出部で検出された温度によって前記補正ステップにより前記画像データを補正させるか否かを切り換える切換ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、撮像装置は、画像データに含まれる暗電流によるノイズを正確に低減することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示す構成図である。 本実施形態における撮像素子の露光期間と温度との関係の一例を示すグラフである。 本実施形態における撮像素子の露光期間と暗電流量との関係の一例を示すグラフである。 本実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における撮像装置の２回撮りノイズリダクション動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本実施形態の撮像装置の構成を説明するブロック図である。
図１に示す通り撮像装置１には、レンズ１０と、シャッター１１と、撮像素子１２と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３と、アナログフロントエンド部(以下、「ＡＦＥ」という)１４と、画像処理部１５と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６と、記録インターフェース（記録Ｉ／Ｆ）１７と、表示部１８と、操作部１９と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１と、バス２２と、温度センサー２４（検出部）とが備えられる。このうち画像処理部１５、ＲＡＭ１６、記録インターフェース（記録Ｉ／Ｆ）１７、表示部１８、ＣＰＵ２０及びＲＯＭ２１は、バス２２を介して互いに接続されている。また、操作部１９は、ＣＰＵ２０に接続されている。また、記録インターフェース（記録Ｉ／Ｆ）１７には、記録媒体２３が接続される。

レンズ１０は、フォーカスレンズやズームレンズを含む複数のレンズ群で構成されている。なお、簡単のため、図１では、レンズ１０を１枚のレンズとして図示する。このレンズ１０は、不図示のレンズ駆動装置によって制御される。

シャッター１１は、撮像素子１２に光束が入射する露光状態と撮像素子１２への光束の入射を妨げる遮光状態とを開閉により切り替える。この切り替えは、ＣＰＵ２０の指示に応じてシャッター駆動部（不図示）により行われる。

撮像素子１２は、その撮像面に形成された被写体像を光電変換することにより、画像のアナログ画素データを生成する。つまり、撮像素子１２は、被写体を撮像した画像のアナログ画素データを生成する。本実施形態では、撮像素子１２に例えば、ＸＹアドレス方式のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いている。この撮像素子１２の受光面には、マトリックス状に配列された画素を構成する複数の受光素子ＰＤが配備されている。これらの受光素子ＰＤからは、ＣＰＵ２０の指示によって画素データがＡＦＥ１４に読み出される。

ＡＦＥ１４は、撮像素子１２が生成するアナログ画素データに対して信号処理を施すアナログフロントエンド回路である。このＡＦＥ１４は、アナログ画素データのゲイン調整や、アナログ画素データのＡ／Ｄ変換などを行う。このＡＦＥ１４が出力するデジタル画素データ（以下、単に画素データと記載する）は、本画像の画素データやダーク画像（暗黒画像）の画素データとして画像処理部１５へ入力される。

タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３は、ＣＰＵ２０からの指示に従い撮像素子１２及びＡＦＥ１４の各々へ向けて駆動信号を送出し、それによって両者の駆動タイミングを制御する。

温度センサー２４（検出部）は、例えばサーミスタなどの温度検出素子であって、撮像素子１２の近傍（例えば、撮像素子１２の裏面）に備えられ、撮像素子１２の温度を検出する。なお、温度センサー２４（検出部）は、撮像素子１２の温度を直接的又は間接的に検出できればよく、撮像素子１２の温度と相関する温度を有する部位に備えられていてもよい。

表示部１８は、ＣＰＵ２０の指示に応じて各種画像を表示する。
操作部１９は、レリーズボタン、コマンドダイヤル、タッチパネルなどであり、ユーザによる操作内容に応じてＣＰＵ２０へ信号を与えるものである。例えばユーザは、レリーズボタンを全押しすることにより撮像の指示をＣＰＵ２０へ与えることができる。

ＲＯＭ２１には、撮像動作のシーケンスプログラムが予め記憶されている。
ＣＰＵ２０は、撮像装置１の統括的な制御を行うプロセッサである。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に予め記憶されているシーケンスプログラムを実行することにより撮像装置１の各部を制御する。

また、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に予め記憶されているシーケンスプログラムに基づいて、いわゆる２回撮りノイズリダクション（ＮＲ）撮像を行う。例えば、ＣＰＵ２０は、本画像を撮像した後、ＣＰＵ２０はダーク画像（暗黒画像）を撮像し、撮像したダーク画像の画像データに基づいて、本画像の画像データを補正する。この際、ＣＰＵ２０は、ダーク画像の露光時間の制御を行う（詳細は後述する）。

ＲＡＭ１６には、撮像された画像データが記憶される。
記録インターフェース（記録Ｉ／Ｆ）１７は、撮像された画像データを記録媒体２３に記録できるように通信インターフェースを提供する。

画像処理部１５（演算部）は、演算部１５Ａと補正部１５Ｂと切換部１５Ｃとを備えている。
演算部１５Ａは、画像処理部１５に入力された画素データを取得して、取得した画素データを画像データに変換する。また、演算部１５Ａは、変換した画像データをＲＡＭ１６に記憶させる。また、演算部１５Ａは、ＣＰＵ２０から温度センサー２４によって検出された温度を取得する。そして、演算部１５Ａは、温度センサー２４（検出部）によって検出された温度に応じて、撮像素子１２によって生成された画素データに含まれている暗電流成分を演算する。また、演算部１５Ａは、撮像素子１２が被写体の画像を撮像する本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）において検出される温度に応じた暗電流成分の第１の積算値を演算する。これとともに演算部１５Ａは、撮像素子１２が遮光されてダーク画像（暗黒画像）を撮像する暗露光期間Ｉｄ（第２の撮像期間）において検出される温度に応じた暗電流成分の第２の積算値を演算する。そして演算部１５Ａは、演算した第１の積算値と第２の積算値とが対応する値にされる第２の撮像期間の長さを設定する。さらに演算部１５Ａは、設定した第２の撮像期間の長さをＣＰＵ２０に出力する。

本実施形態の演算部１５Ａは、例えば、第１の積算値と第２の積算値とが同一の値になるようにして、第２の撮像期間の長さを設定する。また、演算部１５Ａは、撮像素子１２の温度と暗電流成分とが有する所定の関係に基づいて、温度センサー２４（検出部）によって検出された温度に応じた暗電流成分を演算する。これにより、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子１２の暗電流Ａの大きさを撮像素子１２の温度Ｔに基づいて正確に求めることができる。すなわち、本実施形態の撮像装置１は、本露光期間Ｉｅの撮像素子１２の温度Ｔｅと、暗露光期間Ｉｄの撮像素子１２の温度Ｔｄとの間に差が生じていても、画像データに含まれる暗電流によるノイズを正確に低減することができる。

補正部１５Ｂは、画像処理部１５に入力される、本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）に対応して生成された第１の画素データを取得する。また、補正部１５Ｂは、画像処理部１５に入力される、暗露光期間Ｉｄ（第２の撮像期間）に対応して生成された第２の画素データを取得する。そして、補正部１５Ｂは、それぞれ取得した第１の画素データと第２の画素データとに基づいて、第１の画素データを補正する。すなわち、補正部１５Ｂは、第１の撮像期間に対応して生成された第１の画素データと演算部１５Ａによって設定された長さの第２の撮像期間に対応して生成された第２の画素データとに基づいて、第１の画素データを補正する。このとき、本実施形態の補正部１５Ｂは、例えば、第１の画素データと第２の画素データとの信号強度の差に基づいて、第１の画素データを補正する。

切換部１５Ｃは、撮像素子１２が生成した第１の画素データを補正部１５Ｂによって補正させるか否かを切り換える。例えば、切換部１５Ｃは、本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）において検出される温度Ｔに基づいて、画素データを補正するか否かを切り換える。例えば、切換部１５Ｃは、本露光期間Ｉｅにおいて検出される温度Ｔが所定の温度以上である場合には、補正部１５Ｂによって画素データが補正されないように切り換えることができる。

次に、図２及び図３を参照して撮像素子１２の温度及び暗電流について説明する。
図２は、露光時間と撮像素子１２の温度Ｔの関係の一例を示す図である。
撮像素子１２は、例えば露光期間中に撮像素子１２を流れる電流によって温度が上昇する。例えば、撮像素子１２は、図２（ａ）に示すように本露光期間Ｉｅの開始タイミングｔｅ０における温度Ｔｅ０が、本露光期間Ｉｅの終了タイミングｔｅｎにおいて温度Ｔｅｎに上昇する（図２（ａ）の波形Ｗ１を参照）。同様に、撮像素子１２は、図２（ｂ）に示すように暗露光期間Ｉｄの開始タイミングｔｄ０における温度Ｔｄ０が、暗露光期間Ｉｄの終了タイミングｔｄｍにおいて温度Ｔｄｍに上昇する（図２（ｂ）の波形Ｗ２を参照）。

また、撮像素子１２の暗電流Ａは、熱により発生するものであり撮像素子１２の温度Ｔが変化すると、露光時間が一定であっても暗電流Ａに差が発生する。したがって、本露光期間Ｉｅの撮像素子１２の温度Ｔｅと、暗露光期間Ｉｄの撮像素子１２の温度Ｔｄとに差があると、それぞれの暗電流Ａの間に差が生じる。また、露光期間が長いほど温度Ｔの変動が大きくなり、暗電流Ａの差も大きくなる傾向を有する。
ここで、撮像素子１２の暗電流Ａの大きさは、式（１）に示すように温度Ｔに依存することが知られている。

ここで、式（１）のＥは、撮像素子１２（例えばフォトダイオード）の活性化エネルギー、ｑは素電荷量、ｋはボルツマン定数である。つまり、式（１）は、撮像素子１２の温度と暗電流成分とが所定の関係を有していることを示している。本実施形態の演算部１５Ａは、この式（１）に基づいて、撮像素子１２の暗電流を算出する。

また、撮像素子１２の暗電流Ａの大きさは露光期間の長さ（つまり露光時間）に比例する。
図３は、露光時間と撮像素子１２の暗電流Ａの関係の一例を示す図である。
例えば、ＣＰＵ２０は、図３に示すように本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）の開始タイミングｔｅ０から、本露光期間Ｉｅの終了タイミングｔｅｎの期間に、温度Ｔｅを所定の間隔ｔによって温度センサー２４から取得する。例えば、ＣＰＵ２０は、本露光期間Ｉｅ中のタイミングｔｅｋ−１から所定の間隔ｔが経過した取得タイミングｔｅｋにおいて、温度Ｔｅｋを温度センサー２４から取得する。そして演算部１５Ａは、ＣＰＵ２０が取得した温度Ｔｅｋから、次に示す式（２）に基づいて取得タイミングｔｅｋにおける暗電流値Ａｅｋを求める。

そして、ＣＰＵ２０は、本露光期間Ｉｅが終了するまで、所定の間隔ｔによって暗電流Ａｅの算出を繰り返す。そして、ＣＰＵ２０は、算出した暗電流Ａｅを、次に示す式（３）に基づいて積算することにより本露光期間Ｉｅにおける総暗電流量Ｓ１（第１の積算値、つまり、図３の波形Ｗ３によって定められる面積に相当する暗電流量）を算出する。

同様に、例えば、ＣＰＵ２０は、図３に示すように暗露光期間Ｉｄ（第２の撮像期間）の開始タイミングｔｄ０から、温度Ｔｄを所定の間隔ｔによって温度センサー２４から取得する。例えば、ＣＰＵ２０は、暗露光期間Ｉｄ中の取得タイミングｔｄｋにおいて、温度Ｔｄｋを温度センサー２４から取得する。そしてＣＰＵ２０は、取得した温度Ｔｄｋから、次に示す式（４）に基づいて取得タイミングｔｄｋにおける暗電流Ａｄｋを求める。

そして、演算部１５Ａは、算出した暗電流Ａｄｋを次に示す式（５）に基づいて積算することにより暗露光期間Ｉｄにおける総暗電流量Ｓｍ（第２の積算値、つまり、図３の波形Ｗ４によって定められる面積に相当する暗電流量）を算出する。

そして、演算部１５Ａは、本露光期間Ｉｅにおける総暗電流量Ｓ１（第１の積算値）と、暗露光期間Ｉｄにおける総暗電流量Ｓｍ（第２の積算値）との差を所定の範囲内にして、暗露光期間Ｉｄ（第２の撮像期間）を設定する。例えば、演算部１５Ａは、本露光期間Ｉｅにおける総暗電流量Ｓ１と、暗露光期間Ｉｄにおける総暗電流量Ｓｍとの関係が式（６）を満たしたタイミングを、暗露光期間Ｉｄの終了タイミングｔｄｍに設定する。なお、式（６）の右辺の値は補正の要求される精度に基づいた値であり、値０．０５は本実施形態における一例である。

このようにして、演算部１５Ａは、暗露光期間Ｉｄの露光時間を設定する。そして、ＣＰＵ２０は、演算部１５Ａによって設定された暗露光期間Ｉｄの露光時間によって、ダーク画像（暗黒画像）を撮像する。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態における撮像装置１の動作例を説明する。
図４は、２回撮りＮＲ撮像の処理のフローチャートである。なお、以下の説明では、ノイズリダクション（ＮＲ）モードがオンに設定されている状態であること、すなわち切換部１５Ｃが第１の画素データを補正するように切り換えている状態であること前提として説明を行う。

まず、ＣＰＵ２０は、操作部１９のレリーズボタンが半押しされたか否かを判別し、レリーズボタンが半押しされた場合は（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に移行する。一方、レリーズボタンが半押しされていない場合は（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１を繰り返す（ステップＳ１０１）。

次に、ＣＰＵ２０は、自動焦点調節や自動露出制御などを行い、本画像の撮像に用いる撮像条件を設定する（ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ２０は、レリーズボタンが全押しされたか否かを判別する（ステップＳ１０３）。レリーズボタンが全押しされていない場合は（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０３を繰り返す。レリーズボタンが全押しされた場合は（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４へ移行する。

次に、ＣＰＵ２０は、ステップＳ１０２で設定された撮像条件の下で後述する２回撮りＮＲを行い、処理を終了する（ステップＳ１０４）。

次に、図５を参照して上記ステップＳ１０４において行われる２回撮りＮＲ処理の詳細について説明する。
図５は、２回撮りＮＲの詳細な処理のフローチャートである。
まず、ＣＰＵ２０は、本画像の画像データを取得するため、本露光を開始する（ステップＳ２０１）。すなわちＣＰＵ２０は、シャッター１１を開状態とし、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１３を駆動させる。

次に、ＣＰＵ２０は、本露光期間Ｉｅにおいて、温度センサー２４（検出部）によって検出された撮像素子１２の温度Ｔｅｋを取得する。ここで、温度Ｔｅｋは、本露光期間Ｉｅにおいて、ＣＰＵ２０が所定の間隔ｔによって本露光期間Ｉｅの開始タイミングｔｅ０から数えてｋ回目に取得した温度Ｔである。そして演算部１５Ａは、ＣＰＵ２０が取得した撮像素子１２の温度Ｔｅｋと上述した式（２）に基づいて本露光期間Ｉｅの暗電流値Ａｅｋを求める（ステップＳ２０２）。

次に、ＣＰＵ２０は、本露光期間Ｉｅが終了したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。本実施形態のＣＰＵ２０は、例えば、予め定められているシャッター速度に基づいて求めた本露光の時間が経過しているか否かを判定する。ＣＰＵ２０は、本露光期間Ｉｅが終了していると判定した場合には（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０４に進める。一方、ＣＰＵ２０は、本露光期間Ｉｅが終了していないと判定した場合には（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、処理をステップＳ２０２に戻す。

次に、演算部１５Ａは、上述した式（３）に基づいて、ステップＳ２０２において求めた本露光期間Ｉｅにおける暗電流値Ａｅｋの総暗電流量Ｓ１を求める（ステップＳ２０４）。なお、この撮像で生成された本画像の画像データは、ＣＰＵ２０によってＲＡＭ１６のフレームメモリに記憶される。

次に、ＣＰＵ２０は、ノイズリダクション（ＮＲ）用の暗露光期間Ｉｄによる撮像を開始する（ステップＳ２０５）。

次に、ＣＰＵ２０は、暗露光期間Ｉｄにおいて、温度センサー２４（検出部）によって検出された撮像素子１２の温度Ｔｄｋを取得する。ここで、温度Ｔｄｋは、暗露光期間Ｉｄにおいて、ＣＰＵ２０が所定の間隔ｔによって暗露光期間Ｉｄの開始タイミングｔｄ０から数えてｋ回目に取得した温度Ｔである。そして演算部１５Ａは、ＣＰＵ２０が取得した撮像素子１２の温度Ｔｄｋと上述した式（４）に基づいて暗露光期間Ｉｄの暗電流Ａｄｋを求める（ステップＳ２０６）。

次に、演算部１５Ａは、上述した式（５）に基づいて、ステップＳ２０６において求めた暗露光期間Ｉｄにおける暗電流Ａｄｋの総暗電流量Ｓｍを求める（ステップＳ２０７）。

次に、演算部１５Ａは、本露光期間Ｉｅにおける暗電流値Ａｅｋの総暗電流量Ｓ１（第１の積算値）と、暗露光期間Ｉｄにおける暗電流Ａｄｋの総暗電流量Ｓｍ（第２の積算値）とを比較し、上述した式（６）を満たしているか否かを判定する（ステップＳ２０８）。なお、上述したように、式（６）の右辺の値０．０５は本実施形態における一例である。このとき、ＣＰＵ２０は、演算部１５Ａの判定結果を取得する。そして、ＣＰＵ２０は、総暗電流量Ｓ１と総暗電流量Ｓｍとが上述した式（６）を満たしているとの判定結果を取得した場合には（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０９に進める。一方、ＣＰＵ２０は、総暗電流量Ｓ１と総暗電流量Ｓｍとが上述した式（６）を満たしていないとの判定結果を取得した場合には（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、処理をステップＳ２０６に戻す。

次に、ＣＰＵ２０は、ノイズリダクション（ＮＲ）用の暗露光期間Ｉｄを終了する（ステップＳ２０９）。なお、この撮像で取得された暗画像の画像データは、ＣＰＵ２０によってＲＡＭ１６のフレームメモリに記憶される。

次に、補正部１５Ｂは、ステップＳ２０４においてＲＡＭ１６のフレームメモリに記憶された本画像の画像データと、ステップＳ２０９においてＲＡＭ１６のフレームメモリに記憶された暗画像の画像データとの差分を比較して、比較した結果に基づいて補正後の画像データを生成する。ＣＰＵ２０は、生成された補正後の画像データを記録Ｉ／Ｆ１７を介して記録媒体２３に記憶させ、処理を終了する（ステップＳ２１０）。なお、補正部１５Ｂは、ステップＳ２１０において、ホワイトバランス、階調変換処理など各種の画像処理を施してもよい。このようにして、撮像装置１は、本画像の画像データを補正する。

以上説明したように、本実施形態の撮像装置１は、被写体の画像を撮像した画素データを生成する撮像素子１２と、撮像素子１２の温度を検出する温度センサー２４（検出部）とを備えている。また、本実施形態の撮像装置１は、温度センサー２４（検出部）によって検出された温度に応じて、撮像素子１２によって生成された画素データに含まれている暗電流Ａの大きさ（暗電流成分）を演算する演算部１５Ａを備えている。また、本実施形態の撮像装置１は、演算部１５Ａによって演算された暗電流成分に基づいて、画素データを補正する補正部１５Ｂを備えている。ここで、本実施形態の演算部１５Ａは、撮像素子１２が被写体の画像を撮像する第１の撮像期間において検出される温度に応じた暗電流成分の第１の積算値を演算するとともに、撮像素子１２が遮光されて暗黒画像を撮像する第２の撮像期間において検出される温度に応じた暗電流成分の第２の積算値を演算する。また、演算部１５Ａは、演算した第１の積算値と第２の積算値とが対応する値にされる第２の撮像期間の長さを設定する。ここで、本実施形態の補正部１５Ｂは、第１の撮像期間に対応して生成された第１の画素データと演算部１５Ａによって設定された長さの第２の撮像期間に対応して生成された第２の画素データとに基づいて、第１の画素データを補正する。これにより、本実施形態の撮像装置１は、本露光期間Ｉｅの撮像素子１２の温度Ｔｅと、暗露光期間Ｉｄの撮像素子１２の温度Ｔｄとの間に差が生じていても、画素データの補正の精度を向上させることができる。このことにより、本実施形態の撮像装置１は、例えば、長秒時露光など本露光期間Ｉｅが長時間に及ぶ場合や、連写など本露光期間Ｉｅが高頻度で繰り返される場合など、撮像素子１２の温度Ｔが変化しやすい状況においても、画像データに含まれる暗電流によるノイズを正確に低減することができる。

また、本実施形態の撮像装置１が備える演算部１５Ａは、撮像素子１２の温度Ｔと暗電流Ａの大きさ（暗電流成分）とが有する所定の関係に基づいて、温度センサー２４（検出部）によって検出された温度Ｔに応じた暗電流Ａの大きさ（暗電流成分）を演算する。これにより、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子１２の温度Ｔが変化した場合においても、暗電流Ａの大きさ（暗電流成分）を正確に算出することができる。

また、本実施形態の撮像装置１が備える演算部１５Ａは、第１の積算値と第２の積算値との差を所定の範囲内にして第２の撮像期間の長さを設定する。これにより、本実施形態の撮像装置１は、精度を所定の範囲内にして画素データを補正することができる。

また、本実施形態の撮像装置１が備える補正部１５Ｂは、第１の画素データと第２の画素データとの信号強度の差に基づいて、第１の画素データを補正する。これにより、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子１２の温度Ｔに応じた第２の画素データに基づいて、第１の画素データを補正することができ、撮像素子１２の温度Ｔが変化しやすい状況においても、画像データに含まれる暗電流によるノイズを正確に低減することができる。

また、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子１２が生成した第１の画素データを補正部１５Ｂによって補正させるか否かを切り換える切換部１５Ｃを備えている。これにより、本実施形態の撮像装置１は、画素データの補正が不要な場合は、補正処理にかかる時間を省いて短時間に画像データを生成することができる。

また、本実施形態の撮像装置１が備える切換部１５Ｃは、本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）において検出される温度Ｔに基づいて、画素データを補正するか否かを切り換える。これにより、本実施形態の撮像装置１は、画素データの補正の要否を、撮像素子１２の温度Ｔに基づいて算出された撮像素子１２の暗電流Ａの大きさに基づいて切り換えることができる。つまり、本実施形態の撮像装置１は、補正の要否の判定の精度を向上させることができる。

なお、本実施形態の撮像装置１が備える切換部１５Ｃは、本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）の長さに基づいて、画素データを補正するか否かを切り換えてもよい。例えば、本実施形態の切換部１５Ｃは、本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）の長さが所定の時間以上である場合に、画素データを補正するように切り換えてもよい。これにより、本実施形態の撮像装置１は、画素データの補正の要否を、本露光期間Ｉｅ（第１の撮像期間）の長さに基づいて算出された撮像素子１２の暗電流Ａの大きさに基づいて切り換えることができる。つまり、本実施形態の撮像装置１は、補正の要否の判定の精度を向上させることができる。

なお、本実施形態の撮像装置１が備える切換部１５Ｃは、撮像装置１が複数の撮像モードＭＤを有している場合には、撮像モードＭＤに応じて画素データを補正するか否かを切り換えてもよい。例えば、本実施形態の切換部１５Ｃは、撮像装置１の撮像モードＭＤがバルブ撮像モードである場合には、画素データを補正しないように切り換えてもよい。これにより、本実施形態の撮像装置１は、例えば、バルブ撮像モードのようにユーザによっては自動的な補正が望まれないことがある撮像モードＭＤにおいては、補正をしないように切り換えることができる。また、例えば、本実施形態の切換部１５Ｃは、撮像装置１の撮像モードＭＤが連写撮像モードである場合には、画素データを補正するように切り換えてもよい。これにより、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子１２の温度が変化しやすい撮像モードＭＤにおいては、補正をするように切り換えることができる。つまり、本実施形態の撮像装置１は、撮像モードＭＤに応じて自動的に補正の要否を切り換えることができるため、ユーザによる操作の煩わしさを低減することができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

なお、上記の実施形態においては、撮像装置１のＣＰＵ２０は、生成された補正後の画像データを記録Ｉ／Ｆ１７を介して記録媒体２３に記憶させているが、これに限られない。例えば、ＣＰＵ２０は、本画像の画像データと、暗画像の画像データとを記録Ｉ／Ｆ１７を介して記録媒体２３に記憶させて、例えば操作部１９を介したユーザからの指示に基づいて、画像の補正処理を行う構成にしてもよい。これにより、撮像装置１は、本画像を撮像した後においても画素データを補正することができる。

なお、上記の実施形態におけるＣＰＵ２０及び画像処理部１５（以下、総称して制御部ＣＯＮＴと記載する）又はこの制御部ＣＯＮＴが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。

なお、この制御部ＣＯＮＴ又は制御部ＣＯＮＴが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この制御部ＣＯＮＴ又は制御部ＣＯＮＴが備える各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御部ＣＯＮＴ又は制御部ＣＯＮＴが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

また、制御部ＣＯＮＴ又は制御部ＣＯＮＴが備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部ＣＯＮＴ又は制御部ＣＯＮＴが備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

１…撮像装置、１２…撮像素子、１５Ａ…演算部、１５Ｂ…補正部、１５Ｃ…切換部、２４…温度センサー（検出部）

Claims (10)

1. 被写体を撮像する撮像素子と、
   温度を検出する検出部と、
   前記撮像素子が被写体を撮像する第１撮像期間において前記検出部で検出される温度に基づいて算出されたノイズデータにより前記撮像素子が撮像する期間であって前記撮像素子で撮像された被写体の画像データを補正する補正データを得るための第２撮像期間を算出する演算部と、
   前記演算部で算出された前記第２撮像期間において前記撮像素子が撮像して得た前記補正データにより前記画像データを補正する補正部と、
   前記第１撮像期間において前記検出部が検出した温度により前記補正部で前記画像データを補正させるか否かを切り換える切換部と、
   を備える撮像装置。
2. 前記検出部は、
   前記第１撮像期間において温度を複数回検出し、
   前記演算部は、
   前記第１撮像期間において前記検出部で複数回検出された温度に基づいてノイズデータを算出する
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記補正部は、
   前記第２撮像期間において前記撮像素子が遮光された状態で撮像して得た前記補正データにより前記画像データを補正する
   請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像素子に光を入射させるようにする第１状態と前記撮像素子に光を入射させないようにする第２状態とを切り替えるシャッターを備え、
   前記シャッターは、
   前記第１撮像期間では前記第１状態にされ、前記第２撮像期間では前記第２状態にされる
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記検出部は、
   前記撮像素子の近傍に配置される
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像素子は、
   光が入射する入射面と前記入射面の反対側の反対面とを有し、
   前記検出部は、
   前記入射面よりも前記反対面側に配置されている
   請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記検出部は、
   前記撮像素子の温度を直接的又は間接的に検出する
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記演算部は、
   前記撮像素子が前記第１撮像期間において前記検出部で検出される温度に基づいて算出されたノイズデータと前記第２撮像期間において前記検出部で検出された温度に基づいて算出されたノイズデータとの差が所定の範囲内となるように前記第２撮像期間の終了時を設定する
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記演算部は、
   前記撮像素子が前記第１撮像期間において前記検出部で検出される温度に基づいて算出されたノイズデータと前記第２撮像期間において前記検出部で検出された温度に基づいて算出されたノイズデータとが同一となるように前記第２撮像期間の終了時を設定する
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 被写体を撮像する撮像素子と、温度を検出する検出部と、備える撮像装置のコンピュータに、
    前記撮像素子が被写体を撮像する第１撮像期間において前記検出部で検出される温度に基づいて算出されたノイズデータにより前記撮像素子が撮像する期間であって前記撮像素子で撮像された被写体の画像データを補正する補正データを得るための第２撮像期間を算出する演算ステップと、
    前記演算ステップにより算出された前記第２撮像期間において前記撮像素子が撮像して得た前記補正データにより前記画像データを補正する補正ステップと
    前記第１撮像期間において前記検出部で検出された温度によって前記補正ステップにより前記画像データを補正させるか否かを切り換える切換ステップと、
    を実行させるためのプログラム。

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