(57)【要約】【課題】  複数のノイズ源により発生するノイズを低減する。【解決手段】  電源回路１１５の駆動周波数ｆＡ１＿１、ｆＡ１＿２に基づき、画像に発生すると推測される横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２を算出する。そして、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して、横縞補正の効果が得られるか否かを判定する。この判定の結果、横縞補正の効果が得られない場合には、横縞補正の効果が得られない横縞周波数が低周波になるようにＢＬＫ期間ＴHを変更する。【選択図】  図６Ｂ
2015082819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元マトリックス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素からなる領域として、遮光される遮光画素領域と遮光されない有効画素領域とを含む撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記遮光画素領域の画素の信号を用いて前記有効画素領域の画像に対する補正値を導出し、複数のノイズ源に起因して前記有効画素領域の画像に含まれる複数の周期的なノイズの少なくとも１つを当該補正値に基づいて補正する補正手段と、
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数が低くなるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更する変更手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の周期的なノイズの周波数の少なくとも１つが、基準の周波数よりも低い周波数であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記複数の周期的なノイズの周波数の少なくとも１つが、前記基準の周波数よりも低い周波数でないと判定されると、前記複数の周期的なノイズの周波数のそれぞれを、前記基準の周波数よりも低い周波数にするための、前記撮像素子を駆動するタイミングの変更量を取得する変更量取得手段と、を有し、
前記変更手段は、前記変更量取得手段により取得された変更量に基づいて、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数を、当該ノイズ源の駆動周波数に基づいて導出する周波数導出手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記周波数導出手段により導出された前記周期的なノイズの周波数が、前記基準の周波数よりも低い周波数であるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記変更量取得手段により取得された変更量が制限値を超えるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記変更量が制限値を超えると判断されると、前記複数の周期的なノイズのそれぞれの強度を取得する強度取得手段と、をさらに有し、
前記変更手段は、前記判断手段により前記変更量が制限値を超えると判断された場合には、前記強度取得手段により取得された強度に応じて、前記複数の周期的なノイズのうち、前記基準の周波数よりも低い周波数にする前記周期的なノイズを決定し、決定した前記周期的なノイズの周波数が前記基準の周波数よりも低い周波数になるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記判断手段により前記変更量が制限値を超えると判断された場合には、前記強度取得手段により取得された強度のうち、少なくとも最も大きな強度を有する前記周期的なノイズの周波数が前記基準の周波数よりも低い周波数になるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記変更手段は、前記強度取得手段により取得された強度のうち、少なくとも最も大きな強度を有する前記周期的なノイズの周波数が前記基準の周波数よりも低い周波数になる範囲で、その他の前記周期的なノイズの少なくとも１つの周波数が最低になるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記遮光画素領域の画素の信号に基づいて、前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの強度を導出する強度導出手段をさらに有し、
前記強度取得手段は、前記強度導出手段により導出された強度を読み出すことを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの強度を予め記憶する強度記憶手段をさらに有し、
前記強度取得手段は、前記強度記憶手段により記憶された強度を読み出すことを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数を予め記憶する周波数記憶手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記周波数記憶手段により記憶された前記周期的なノイズの周波数が、前記基準の周波数よりも低い周波数であるか否かを判定することを特徴とする請求項２〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数を、前記基準の周波数よりも低い周波数にするための、前記撮像素子を駆動するタイミングの情報を予め記憶するタイミング記憶手段を有し、
前記変更手段は、前記タイミング記憶手段により記憶された情報に基づいて、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項２〜９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記変更手段は、前記複数の画素の１行または１列あたりの読み出し期間を長くすることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記ノイズは、前記画像の水平方向または垂直方向に周期的に発生する縞状のノイズであり、
前記周期的なノイズの周波数は、前記画像の行または列の単位で表される周期で表されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記補正値は、前記遮光画素領域の水平方向または垂直方向の値の移動平均をとった値であることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
２次元マトリックス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素からなる領域として、遮光される遮光画素領域と遮光されない有効画素領域とを含む撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記遮光画素領域の画素の信号を用いて前記有効画素領域の画像に対する補正値を導出し、複数のノイズ源に起因して前記有効画素領域の画像に含まれる複数の周期的なノイズの少なくとも１つを当該補正値に基づいて補正する補正工程と、
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数が低くなるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更する変更工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１５】
前記複数の周期的なノイズの周波数の少なくとも１つが、基準の周波数よりも低い周波数であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程により、前記複数の周期的なノイズの周波数の少なくとも１つが、前記基準の周波数よりも低い周波数でないと判定されると、前記複数の周期的なノイズの周波数のそれぞれを、前記基準の周波数よりも低い周波数にするための、前記撮像素子を駆動するタイミングの変更量を取得する変更量取得工程と、を有し、
前記変更工程は、前記変更量取得工程により取得された変更量に基づいて、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１６】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数を、当該ノイズ源の駆動周波数に基づいて導出する周波数導出工程をさらに有し、
前記判定工程は、前記周波数導出工程により導出された前記周期的なノイズの周波数が、前記基準の周波数よりも低い周波数であるか否かを判定することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１７】
前記変更量取得工程により取得された変更量が制限値を超えるか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程により前記変更量が制限値を超えると判断されると、前記複数の周期的なノイズのそれぞれの強度を取得する強度取得工程と、をさらに有し、
前記変更工程は、前記判断工程により前記変更量が制限値を超えると判断された場合には、前記強度取得工程により取得された強度に応じて、前記複数の周期的なノイズのうち、前記基準の周波数よりも低い周波数にする前記周期的なノイズを決定し、決定した前記周期的なノイズの周波数が前記基準の周波数よりも低い周波数になるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１８】
前記変更工程は、前記判断工程により前記変更量が制限値を超えると判断された場合には、前記強度取得工程により取得された強度のうち、少なくとも最も大きな強度を有する前記周期的なノイズの周波数が前記基準の周波数よりも低い周波数になるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項１９】
前記変更工程は、前記強度取得工程により取得された強度のうち、少なくとも最も大きな強度を有する前記周期的なノイズの周波数が前記基準の周波数よりも低い周波数になる範囲で、その他の前記周期的なノイズの少なくとも１つのノイズの周波数が最低になるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２０】
前記遮光画素領域の画素の信号に基づいて、前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの強度を導出する強度導出工程をさらに有し、
前記強度取得工程は、前記強度導出工程により導出された強度を読み出すことを特徴とする請求項１７〜１９の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２１】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの強度を予め記憶する強度記憶工程をさらに有し、
前記強度取得工程は、前記強度記憶工程により記憶された強度を読み出すことを特徴とする請求項１７〜２０の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２２】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数を予め記憶する周波数記憶工程をさらに有し、
前記判定工程は、前記周波数記憶工程により記憶された前記周期的なノイズの周波数が、前記基準の周波数よりも低い周波数であるか否かを判定することを特徴とする請求項１５〜２１の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２３】
前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数を、前記基準の周波数よりも低い周波数にするための、前記撮像素子を駆動するタイミングの情報を予め記憶するタイミング記憶工程を有し、
前記変更工程は、前記タイミング記憶工程により記憶された情報に基づいて、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更することを特徴とする請求項１５〜２２の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２４】
前記変更工程は、前記複数の画素の１行または１列あたりの読み出し期間を長くすることを特徴とする請求項１４〜２３の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２５】
前記ノイズは、前記画像の水平方向または垂直方向に周期的に発生する縞状のノイズであり、
前記周期的なノイズの周波数は、前記画像の行または列の単位で表される周期で表されることを特徴とする請求項１４〜２４の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２６】
前記補正値は、前記遮光画素領域の水平方向または垂直方向の値の移動平均をとった値であることを特徴とする請求項１４〜２５の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項２７】
請求項１４〜２６の何れか１項に記載の撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、画像に含まれるノイズを低減するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサでは、フォトダイオードに蓄積された電荷を読み出し回路で電気信号に変換し、当該電気信号を増幅して出力する。この過程において、イメージセンサでは、画質を悪化させる要因となるノイズが発生する。代表的なノイズとして、画素の読み出し回路でのリセットノイズや、読み出し回路を構成する部品のばらつきに起因するノイズや、画素部で発生する暗電流によるノイズが知られている。
【０００３】
イメージセンサでは、まず、フォトダイオードに蓄積された電荷を読み出す前に、フォトダイオードを除いた画素内の回路（フォトダイオードの後段にある回路）と、画素の読み出し回路とをリセットする。当該リセットの後、フォトダイオードに蓄積された電荷を、画素内の回路（フォトダイオードの後段にある回路）に出力していない状態で、リセット動作時に生じるノイズ等のノイズ信号Ｎだけを読み出す。以下の説明では、この読み出しを必要に応じて「Ｎ読み」と称する。
【０００４】
次に、フォトダイオードに蓄積された電荷を、画素内の回路（フォトダイオードの後段にある回路）に出力する。このようにして得られた画素信号を光信号Ｓとして読み出す。以下の説明では、この読み出しを必要に応じて「Ｓ読み」と称する。
イメージセンサでは、Ｓ読みで読み出された光信号Ｓから、Ｎ読みで読み出されたノイズ信号Ｎを減算することでノイズ成分を除去する。以下の説明では、このような光信号Ｓからノイズ信号Ｎを減算することを必要に応じて「Ｓ−Ｎ動作」と称する。このＳ−Ｎ動作によって、イメージセンサでは低ノイズを実現する。
【０００５】
しかしながら、Ｓ−Ｎ動作では、Ｎ読みとＳ読みとでサンプリングタイミングが異なる。このため、イメージセンサから画像を読み出す期間に、周期的なノイズがイメージセンサの電源ラインに重畳すると、イメージセンサから読み出された画像に縞状のノイズが発生することが知られている。
画像の読み出し時に電源の変動があると、Ｎ読みとＳ読みとで、信号の転送時の基準電圧に差が出る。Ｓ−Ｎ動作を行った際、この基準電圧の差が、画像の出力信号のオフセットとなる。一般に、画像の読み出しは１行単位で行われるので、オフセットが読み出す行によって異なると、そのオフセットが画像に横縞状のパターンノイズとなって現れる。以下の説明では、この横縞状のパターンノイズを必要に応じて「横縞」と称する。
【０００６】
イメージセンサでは、画像信号を出力する有効画素領域（遮光されていない画素領域）の他に、遮光されている画素領域である水平オプティカルブラック（ＨＯＢ）領域を持つ。このＨＯＢ領域からの出力を用いて横縞を補正する方法が知られている。
ＨＯＢ領域では、ＨＯＢ領域からの出力の行方向（水平方向）における平均値を算出し、オフセット値を抽出する。このオフセット値を列方向（垂直方向）に移動平均したものを横縞の補正値として生成する。ＨＯＢ領域で生成された補正値を、画像の出力信号から減算することで、オフセット分が補正される。このような方法により、横縞を補正することができる。
【０００７】
しかしながら、このＨＯＢ領域を用いた補正では、低周波の横縞を除去する効果が得られるが、高周波の横縞を完全に除去することができない。ＨＯＢ領域を用いた補正は、ＨＯＢ領域に存在するランダムノイズや微小傷の影響により、過補正や誤補正にならないように前述した移動平均を行って最終的な横縞の補正値を生成しているからである。
【０００８】
電源を駆動するための発振回路が抵抗ＲとコンデンサＣとで構成されるような汎用的なＤＣＤＣコンバータを使用した場合、電源の駆動により発生するノイズの周波数には、温度変化の影響等により、ばらつきが生じる。電源の駆動により発生するノイズの周波数がばらつくことで、画像に発生する横縞の周波数が変化する。このように、電源の駆動により発生するノイズの周波数がばらつくことで、現状のＨＯＢ領域を用いた補正では、横縞が除去できず残ってしまう場合がある。以下の説明では、この周波数を必要に応じて「電源ノイズの周波数」と称する。
【０００９】
そこで、特許文献１には、電源ノイズの周波数と温度との関係から、電源ノイズの周波数を予測し、予測した周波数に応じて、画像の１行当たりの読み出し期間を電源ノイズの周波数の定数倍になるように変更する技術が開示されている。これにより、特許文献１では、電源ノイズの周波数のばらつきによって発生する縞状のノイズを抑制できるとされている。尚、以下の説明では、画像の１行当たりの読み出し期間を必要に応じて「ＢＬＫ期間」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１４１７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、電源ノイズの周波数に対して定数倍となるようにＢＬＫ期間を変更する。したがって、電源ノイズの周波数によってはＢＬＫ期間の変更量を大きく取らなければいけない場合がある。ＢＬＫ期間を大きくし過ぎると、画像の読み出し時間が長くなり、コマ速（単位時間当たりのコマ数）が低下してしまう等、カメラの性能として落ちてしまう場合がある。一方、カメラの性能を維持するため、ＢＬＫ期間の変更量を小さくし過ぎると、電源ノイズの周波数がばらついたときに、横縞を抑制することができない場合がある。
したがって、ノイズの周波数のばらつきがあっても、ＨＯＢ領域を用いた横縞の補正ができる範囲でＢＬＫ期間を変更できるようにすることが望まれる。
【００１２】
また、一つのノイズ周波数についてのみ着目すると、複数のノイズがあった場合、着目しているノイズ周波数がＨＯＢ領域を用いた横縞補正のかかる低周波側になるようにＢＬＫ期間を変更しても、その他のノイズ周波数が高周波側になる場合がある。このため、着目していないノイズによる横縞が目立ってしまう場合がある。
【００１３】
例えば、録画動作中等は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）のバックライトを点灯させるためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動回路が動作する。また、静止画の撮影中には、レンズ鏡筒や絞り等を駆動するためのモータが動作する。ＤＣＤＣコンバータの駆動による電源ノイズだけではなく、これらの動作によっても撮像素子は影響を受ける場合がある。したがって、ＤＣＤＣコンバータのノイズのみに着目してＢＬＫ期間を変更してしまうと別の種類のノイズによる横縞が目立ってしまう虞がある。
【００１４】
また、駆動周波数の異なる複数のＤＣＤＣコンバータを搭載した場合、それぞれの駆動による電源ノイズが発生する事がある。この場合も、１つのＤＣＤＣコンバータに着目してしまうと着目していないＤＣＤＣコンバータのノイズによる横縞が目立ってしまう場合がある。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、複数のノイズ源により発生する周期的なノイズを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の撮像装置は、２次元マトリックス状に配置された複数の画素を有し、前記複数の画素からなる領域として、遮光される遮光画素領域と遮光されない有効画素領域とを含む撮像素子を備えた撮像装置であって、前記遮光画素領域の画素の信号を用いて前記有効画素領域の画像に対する補正値を導出し、複数のノイズ源に起因して前記有効画素領域の画像に含まれる複数の周期的なノイズの少なくとも１つを当該補正値に基づいて補正する補正手段と、前記複数の周期的なノイズの少なくとも１つの周波数が低くなるように、前記撮像素子を駆動するタイミングを変更する変更手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数のノイズ源により発生する周期的なノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】撮像装置の構成の第１の例を示す図である。
【図２】単位画素の撮像素子の等価回路を示す図である。
【図３】撮像素子における信号読み出し動作を説明する図である。
【図４】撮像素子の画素領域を示す図である。
【図５】Ｓ−Ｎ動作で生じるオフセットを説明する図である。
【図６Ａ】垂直方向のシェーディングと横縞との関係の第１の例を示す図である。
【図６Ｂ】垂直方向のシェーディングと横縞との関係の第２の例を示す図である。
【図７Ａ】垂直方向のシェーディングと横縞補正値の第１の例を示す図である。
【図７Ｂ】垂直方向のシェーディングと横縞補正値の第２の例を示す図である。
【図７Ｃ】垂直方向のシェーディングと横縞補正値の第３の例を示す図である。
【図８】撮像素子の駆動タイミングを示す図である。
【図９】撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】ＢＬＫ期間設定処理の第１の例を説明するフローチャートである。
【図１１】ＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係の第１の例を示す図である。
【図１２】撮像装置の構成の第２の例を示す図である。
【図１３】テーブルの一例を示す図である。
【図１４】ＢＬＫ期間設定処理の第２の例を説明するフローチャートである。
【図１５】ＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係の第２の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
撮像装置１００は、遮光されている画素と遮光されていない画素とを有し、行あるいは列単位で、画素内で光電変換する撮像素子を備える。
図１において、撮影用のレンズ１０１は、モータ１１６により駆動し、焦点を合わせることにより、撮像素子１０２に被写体の光学像を結像させる。
撮像素子１０２は、レンズ１０１で結像された被写体を画像信号として取り込むためのものである。
また、撮像素子１０２ではＳ−Ｎ動作が行われる。図２は、単位画素における撮像素子１０２の概略等価回路の一例を示す図である。図２に示す画素部２００が１画素を構成し、画素部２００が２次元マトリックス状に配置されて画素領域が形成される。
【００２０】
単位画素（画素部２００）ごとに１つのフォトダイオードＰＤが備わる。フォトダイオードＰＤは、光を受けて電気信号である光信号を発生する。図２に示す例ではフォトダイオードＰＤのアノード側が接地されている。
フォトダイオードＰＤに蓄積された光信号は、フォトダイオードＰＤのカソード側から、信号転送用のＭＯＳトランジスタＭ１を介して、フローティングディフュージョンＦＤに転送される。フローティングディフュージョンＦＤは、増幅ＭＯＳトランジスタＭ３のゲートと、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷をリセットするためのリセットＭＯＳトランジスタＭ２のソースに接続される。増幅ＭＯＳトランジスタＭ３のソースは、垂直出力線ＶＬに画素選択ＭＯＳトランジスタＭ４を介して接続される。垂直出力線ＶＬは、負荷手段である定電流源Ｉに接続されるとともに、クランプ容量Ｃ０を介して演算増幅器ＡＰ１の反転端子に接続される。
【００２１】
演算増幅器ＡＰ１の非反転端子には、クランプ電圧ＶＣ０Ｒが供給される。演算増幅器ＡＰ１の出力のうちノイズ信号Ｎは、ノイズ信号転送ＭＯＳトランジスタＭ５を介してノイズ信号保持容量ＣＴＮに一時的に蓄積される。また、演算増幅器ＡＰ１の出力のうち光信号Ｓは光信号転送ＭＯＳトランジスタスイッチＭ６を介して光信号保持容量ＣＴＳに一時的に蓄積される。
ノイズ信号保持容量ＣＴＮと光信号保持容量ＣＴＳは、後段の差動アンプＡＰ２に接続され、光信号Ｓからノイズ信号Ｎを減算した差分増幅信号が画素信号ＩＳとして画素ごとに出力される。
【００２２】
図３は、撮像素子１０２における信号読み出し動作の一例を説明する図である。
撮像素子１０２からの信号の読み出しは、１行ごとに順番に行われる。該当する行の信号の読み出し動作が終了した後、次の行の信号が読み出される。
画素選択ＭＯＳトランジスタＭ４のゲートに入力される行選択パルスＰＳＥＬがＬレベル（ロウレベル）になると、前回読み出した行の画素選択ＭＯＳトランジスタＭ４がオフとなり、前回読み出した行の選択が解除される。これと同時にクランプパルスＰＣ０ＲがＨレベル（ハイレベル）となりクランプ容量Ｃ０がリセットされる。また、転送信号パルスＰＴＳ、ＰＴＮがＨレベルとなり、ノイズ信号保持容量ＣＴＮ及び光信号保持容量ＣＴＳがリセットされる。
【００２３】
行選択パルスＰＳＥＬがＨレベルになると、画素選択ＭＯＳトランジスタＭ４がオンとなり、今回読み出す行の画素が選択される。
その後、クランプパルスＰＣ０ＲがＬレベルとなりクランプ容量Ｃ０の電位は、基準電位ＶＣ０Ｒに保持される。
その後、転送信号パルスＰＴＮがＨレベルとなり、その間に、フローティングディフュージョンＦＤの電位がノイズ信号Ｎとしてノイズ信号保持容量ＣＴＮに保持される。ノイズ信号Ｎがノイズ信号保持容量ＣＴＮに保持されると、転送信号パルスＰＴＮがＬレベルとなる。このようにしてＮ読みが行われる。
【００２４】
その後、転送信号入力パルスＰＴＳがＨレベルとなり、その間に、行転送パルスＰＴＸがＨレベルになる。これにより転送ＭＯＳトランジスタＭ１がオンとなって、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷がフローティングディフュージョンＦＤに転送される。
その後、転送信号入力パルスＰＴＳがＬレベルとなると、この時点のフローティングディフュージョンＦＤの電位が光信号Ｓとして光信号保持容量ＣＴＳに保持される。このようにしてＳ読みが行われる。
【００２５】
その後、行リセットパルスＰＲＥＳがＨレベルになり、フローティングディフュージョンＦＤの電位がリセットされる。
その後、列送りパルスＰＨが送られると、読み出し領域の先頭列から末尾列まで、光信号保持容量ＣＴＳ及びノイズ信号保持容量ＣＴＮに保持された信号が１列分ずつ順番に差動アンプＡＰ２に送られる。そして差動アンプＡＰ２により光信号Ｓとノイズ信号Ｎとの差分増幅信号が画素信号ＩＳとして撮像素子１０２の出力端子から出力される。
以上が１行の読み出し動作であり、この期間を水平転送期間（ＢＬＫ期間）と呼ぶ。
以上のようなＳ−Ｎ動作を行うことにより、画素や読み出し回路ごとに異なるノイズを撮像動作毎に除去し、画像に発生するノイズを低減させることができる。
【００２６】
図１の説明に戻り、Ａ／Ｄ変換部１０３は、撮像素子１０２より出力される画素信号ＩＳに対してアナログ−デジタル変換を行い、画像データを出力する。
信号処理部１０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３より出力された画像データに対して各種の補正や圧縮を行う。また、信号処理部１０４は、画像の垂直方向のシェーディング（オフセット）を取得する。画像の垂直方向のシェーディング（オフセット）とは、図４に示す撮像素子１０２の画素領域のうち、垂直方向に遮光された水平オプティカルブラック（ＨＯＢ）領域４０１の水平方向の出力（ＨＯＢ領域の水平方向（１行）の各画素の値）の平均値である。そして、信号処理部１０４は、垂直方向に複数の画素単位で、画像の垂直方向のシェーディング（オフセット）の移動平均を演算し、補正値を算出する。そして、信号処理部１０４は、遮光されていない有効画素領域４０２の画素の値（出力信号）から、ＨＯＢ領域４０１により算出された補正値を減算することにより、横縞の補正を行う。
【００２７】
図１の説明に戻り、タイミング発生部１１３は、撮像素子１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３及び信号処理部１０４に、各種の駆動タイミングパルスを出力する。
画像処理部１０５は、信号処理部１０４から出力されたデータに対して、所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理部１０５は、必要に応じて、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行う。また、画像処理部１０５では横縞の強度の検出も実施する。
全体制御部１０６は、撮像装置１００全体を制御する。メモリ部１０７は、画像データを一時的に記憶する。記録部１０９は、画像データを記録するための半導体メモリ等からなる着脱可能な記録媒体である。
【００２８】
ストロボ部１１１は、ＡＦ補助光の投光やフラッシュ調光を行う。電源回路１１５は、電池等から供給された電圧を所望の電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ回路を有し、必要な電圧を、必要な期間、各部に供給する。図１に示す例では、電源回路１１５は、２つのＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂ（ＤＣＤＣ＿１、ＤＣＤＣ＿２）を有し、それぞれが、周波数検出回路１１４と撮像素子１０２に接続されている。画像表示部１０８は、ＴＦＴ方式のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を有する。温度計１１０は、撮影環境における周囲温度や撮像装置１００の内部（撮像素子１０２の周辺等）の温度を測定する。
【００２９】
周波数検出回路１１４は、電源回路１１５の駆動周波数を検出する。以下に、駆動周波数検出方法の一例について説明する。
例えば、電源回路１１５として、駆動周波数が１ＭＨｚの仕様であるＤＣＤＣコンバータを用いるとする。周波数検出回路１１４は、このＤＣＤＣコンバータの駆動クロックｆａ（仕様値＝１ＭＨｚ）と、基準となる他のクロックｆｂ（＝１ＭＨｚ）とを比較する。ここでは、タイミング発生部１１３の駆動クロックの精度が良いことから、この駆動クロックを１ＭＨｚに分周したものをＤＣＤＣコンバータの駆動クロックｆａと比較する基準クロックとする。しかしながら、ＤＣＤＣコンバータの駆動クロックｆａと比較する基準となるクロックは、タイミング発生部１１３の駆動クロックを分周した基準クロックｆｂを用いることに限定されない。
【００３０】
周波数検出回路１１４は、ＤＣＤＣコンバータの駆動クロックｆａを、タイミング発生部１１３からの基準クロックｆｂ（１ＭＨｚ）とリアルタイムで比較する。そして、周波数検出回路１１４は、この比較の結果から、ＤＣＤＣコンバータの駆動クロックｆａ（駆動周波数）が理論値からどれくらいずれているか求めることにより、電源回路１１５の駆動周波数を算出する。
【００３１】
図１の説明に戻り、演算部１１２は、周波数検出回路１１４で求められた電源回路１１５の駆動周波数によって、画像に発生する横縞の周波数（以下の説明では、この周波数を必要に応じて「横縞周波数」と称する）を算出する。また、演算部１１２は、算出した横縞の周波数に応じて、ＢＬＫ期間（画像の１行当たりの読み出し期間）の変更量を決定する。
まず、横縞周波数の算出方法の一例について説明する。
図５は、画像の読み出し時に撮像素子１０２の電源ラインにノイズがのった際のＳ−Ｎ動作で生じるオフセットの一例を説明する図である。図５において、ｉは撮像素子１０２の行を示す。
【００３２】
図５に示すように、撮像素子１０２では、Ｎ読みとＳ読みのサンプリングタイミングが異なる。このため、画像の読み出し時に電源の変動があると、ノイズ信号Ｎの確定時ｔNの電圧と光信号Ｓの確定時ｔSの電圧にオフセットＯＳが生じてしまう。このオフセットＯＳが、電源変動の周波数によって、読み出し行（ＢＬＫ期間ＴH）ごとに異なってしまうと、周期的な横縞となって画像に現れる。
このようなＳ−Ｎ動作を考慮し、撮像素子１０２の電源に正弦波のノイズが重畳したときの横縞Ｙは、次の（１）式によって求めるができる。
【００３３】
【数１】
2015082819.tif 000003
【００３４】
（１）式において、ｆは、電源ノイズの周波数であり、Δｔは、Ｓ読みのサンプリングタイミングとＮ読みのサンプリングタイミングとの時間差（Ｓ−Ｎ）である。Ｐは、行数（行番号）であり、ＴHは、１Ｈ（水平期間）における読み出し周期（ＢＬＫ期間）である。
（１）式から画像に発生する横縞周波数は、（１）式の上に示す式の第２項、すなわち、以下の（２）式によって定まる。
横縞周波数＝ｓｉｎ（２πｆ・Ｐ・ＴH＋α）  ・・・（２）
【００３５】
つまり、ノイズ周波数ｆとＢＬＫ期間ＴHによって、横縞周波数は変化する。
また、（２）式より、画像の横縞周波数は、電源ノイズの周波数ｆの正弦波をＢＬＫ期間ＴHの逆数ｆｈ＝１／ＴHの周波数でサンプリングした場合と等しくなる。尚、サンプリング定理によりナイキスト周波数ｆｈ／２よりも高い横縞周波数は折り返される。
よって、横縞周波数は、ｋを自然数とすると、次の（３）式により求めることができる。
【００３６】
【数２】
2015082819.tif 000004
【００３７】
（３）式において、intは、小数点以下を切り捨てることを表し、mod（ｆ，ｆh／２）はｆをｆh／２で割ったときの余りを表す。
【００３８】
次に、算出した横縞周波数に応じたＢＬＫ期間の変更方法の一例について説明する。
図６Ａ、図６Ｂは、電源ノイズの周波数に基づく、ＨＯＢ領域４０１の垂直方向のシェーディングと画像の横縞との関係を示す図である。具体的に図６Ａは、横縞周波数が１５行周期に対応する周波数よりも低い周波数である場合を示し、図７は、横縞周波数が１５行周期に対応する周波数よりも高い周波数である場合を示す図である。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、画像の垂直方向のシェーディング（オフセット）と横縞補正値を示す図である。具体的に図７Ａは、横縞周波数が低周波であり、且つ、ＢＬＫ期間ＴHを変更しない場合について示す。また、図７Ｂは、横縞周波数が高周波であり、且つ、ＢＬＫ期間ＴHを変更しない場合を示す。また、図７Ｃは、横縞周波数が高周波であり、且つ、ＢＬＫ期間ＴHを変更する場合について示す。尚、前記において、ｘ行周期とは、横縞周波数に対応する周期を画像の行数に換算するとｘ行になることを示す。以下の説明では、横縞周波数に対応する周期を画像の行数に換算したものを必要に応じて横縞周期行数と称する。
【００３９】
ＢＬＫ期間ＴHが一定の場合、（２）式により、イメージセンサからの画像の読み出し時に変動した電源ノイズの周波数（ノイズ周波数ｆ）によって、ＨＯＢ領域４０１の出力である垂直方向のシェーディングの周波数（横縞周波数）が変化することがわかる。
例えば、電源ノイズの周波数がｆＡ１のときの横縞周波数が図６Ａの上図に示す周波数（低い周波数）であるとする。この場合、図７Ａに示すように、ＨＯＢ領域４０１からの出力信号に対し、垂直方向に複数行の移動平均をとった値を横縞補正値として生成すれば、ＨＯＢ領域４０１からの出力信号の移動平均を用いた補正により横縞を低減する効果が得られる。そのため、この場合、演算部１１２は、図６Ａの下図に示すように、ＢＬＫ期間ＴHの変更を行わない。尚、以下の説明では、「ＨＯＢ領域からの出力信号の移動平均を用いた補正により横縞を低減する効果」を必要に応じて「横縞補正の効果」と称する。
【００４０】
しかし、電源の駆動周波数が変化し、電源ノイズの周波数がｆＡ２(＝ｆＡ１+Δｆ)になると、横縞周波数が図６Ｂの上図のように高周波に変化する場合がある。横縞周波数が高周波に変化した場合、図７Ｂに示すように、ＨＯＢ領域４０１からの出力信号に対し、垂直方向に複数行の移動平均をとった値を横縞補正値として生成すると、横縞成分が除去された補正値になってしまい、横縞補正の効果が得られない。そこで、本実施形態では、演算部１１２は、図６Ｂの下図に示すように、横縞周波数が低周波になるよう、ＢＬＫ期間ＴHを（３）式に従って変更する（ＢＬＫ期間＝ＴH＋ΔＴｈ）。横縞周波数を低周波にすることで、図７Ｃに示すように、横縞補正の効果が得られる補正値が生成される。
【００４１】
また、ＢＬＫ期間ＴHの変更は、各行の初期設定値のＢＬＫ期間ＴHにウェイト時間ΔＴｈ（＞０）を挿入すればよい。
図８は、ＢＬＫ期間ＴHを変更した場合と変更しない場合での撮像素子１０２の駆動タイミングの一例を示す図である。図８において、ｉは撮像素子１０２の行を示す。
ウェイト時間ΔＴｈを各行のＢＬＫ期間ＴHに挿入することにより、各行ごとの読み出し期間はウェイト時間ΔＴｈだけ長くなる。このため、全体の読み出し時間は、撮像素子１０２の行数×ΔＴｈだけ長くなる。そのため、ウェイト時間ΔＴｈは極力短くする事が望ましい。具体的には、横縞補正の効果が得られる横縞周波数になるための最短のウェイト時間ΔＴｈを挿入する。
【００４２】
演算部１１２で算出されたＢＬＫ期間ＴHの変更量（ウェイト時間ΔＴｈ）に基づき、全体制御部１０６は、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更する。これにより、ＢＬＫ期間ＴHにウェイト時間ΔＴｈが挿入され、ＢＬＫ期間ＴHの変更が行われる。
【００４３】
次に、横縞の強度（横縞強度）の検出方法の一例について説明する。
撮像の前に、撮像素子１０２の遮光された水平オプティカルブラック領域（ＨＯＢ領域４０１）からの出力信号のみを読み出し、画像の垂直方向のシェーディングのデータを信号処理部１０４で取得する。画像処理部１０５は、信号処理部１０４で取得された、画像の垂直方向のシェーディングのデータを元にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算を行い、横縞周波数と横縞強度との関係を得る。
【００４４】
また、ＤＣＤＣコンバータが複数ある場合、演算部１１２は、周波数検出回路１１４で検出された複数のノイズ周波数ｆを用いて、画像の横縞周波数を演算する。全体制御部１０６は、画像処理部１０５のＦＦＴ演算の結果と、演算部１１２の演算の結果とから、複数のノイズ周波数ｆのそれぞれの横縞周波数と横縞強度との関係を得る。
【００４５】
次に、図９のフローチャートを参照しながら、撮像装置１００の動作の一例を説明する。撮像装置１００のレリーズスイッチが押下されると、図９のフローチャートが開始する。
まず、ステップＳ９０１において、信号処理部１０４は、撮像素子１０２の遮光された水平オプティカルブラック領域（ＨＯＢ領域４０１）の出力信号のみを読み出し、画像の垂直方向のシェーディングのデータを取得する（図４を参照）。画像処理部１０５は、信号処理部１０４で取得された画像の垂直方向のシェーディングを元にＦＦＴ演算を実施し、横縞周波数と横縞強度との関係を算出する強度導出処理を行う。
【００４６】
次に、ステップＳ９０２において、ＢＬＫ期間設定処理が行われる。ＢＬＫ期間設定処理の詳細については、図１０を参照しながら後述する。
次に、ステップＳ９０３において、全体制御部１０６は、シャッターを開いて撮像素子１０２に露光を行う。
次に、ステップＳ９０４において、Ａ／Ｄ変換部１０３は、撮像素子１０２に露光された電荷が読み出されると、当該電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号処理部１０４へ出力する。
【００４７】
次に、ステップＳ９０５において、信号処理部１０４は、各種補正処理を行う。このステップＳ９０５において、ＨＯＢ領域４０１からの出力信号の移動平均を用いた横縞の補正が行われる。
次に、ステップＳ９０６において、画像処理部１０５は、信号処理部１０４からの出力に対し、画像の現像処理を行い、最終的な画像データを生成する。
そして、図９のフローチャートによる処理を終了する。
【００４８】
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、図９のステップＳ９０２のＢＬＫ期間設定処理の一例を説明する。ここでは、説明の簡略化のため、前提として、ＨＯＢ領域４０１からの出力信号の移動平均を用いた横縞の補正は、横縞周波数が１５行周期に対応する基準の周波数より低い周波数である場合に効果がある設定とする。また、前回の撮影時のパラメータとして、電源の駆動周波数が８６０ｋＨｚであり、画像の横縞周波数が３１行周期であり、ＢＬＫ期間ＴHが変更前の初期設定値として４８．８μｓであるとする。この条件のもとでは、横縞補正の効果を得ることができるものとする。
【００４９】
ステップＳ１００１において、周波数検出回路１１４は、電源回路１１５のＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂの駆動周波数（駆動クロック）fa1＿1、fa1＿2と、タイミング発生部１１３のクロック信号の周波数（駆動クロック）ｆｂとを比較する。ここで、電源回路１１５には２つのＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂがある。このため、周波数検出回路１１４は、それぞれのＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂについて駆動クロックの比較を実施する。
次に、ステップＳ１００２において、周波数検出回路１１４は、電源回路１１５の駆動周波数ｆＡ１＿１、ｆＡ１＿２を検出する。この検出は、例えば、ステップＳ１００１の比較の結果に基づき、電源回路１１５の駆動クロックfa1＿1、fa1＿2の理論値とのズレを求めることによって行われる。
【００５０】
次に、ステップＳ１００３において、演算部１１２は、ステップＳ１００２で検出された電源回路１１５の駆動周波数ｆＡ１＿１、ｆＡ１＿２に基づき、画像に発生すると推測される横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２を算出する周波数導出処理を行う。例えば、電源回路１１５の駆動周波数として、ｆＡ１＿１＝９０５ｋＨｚ、ｆＡ１＿２＝８２０ｋＨｚが検出されたとする。この場合、ＢＬＫ期間ＴHが４８．８μｓのときに画像に発生する横縞周波数ｆＢ１＿１は、（３）式から６行周期と求まる。また、横縞周波数ｆＢ１＿２は同様に６２行周期と求まる。
【００５１】
次に、ステップ１００４において、全体制御部１０６は、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して、横縞補正の効果が得られるか否かを判定する判定処理を行う。
ここでは、１５行周期に対応する周波数より高い周波数の横縞に対しては、横縞補正の効果が得られない設定である場合を例に挙げている。このため、今回算出された横縞周波数ｆＢ＿２（６２行周期）では、横縞補正の効果が得られるが、ｆＢ１＿１（６行周期）では、横縞補正の効果が得られない。そのため、ＢＬＫ期間ＴHを変更するステップＳ１００５に進む。
【００５２】
一方、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して、横縞補正の効果が得られる場合には、現在のままのＢＬＫ期間ＴHで横縞補正の効果が得られる。そのため、ステップＳ１０１０に進み、全体制御部１０６は、ＢＬＫ期間ＴHの変更を行わないと判定する。その後、図９のステップＳ９０３に進む。
【００５３】
ステップＳ１００５に進むと、演算部１１２は、横縞補正の効果が得られるように、横縞周波数ｆＢ１＿１を低周波にするための、ＢＬＫ期間ＴHの変更量を算出する変更量取得処理を行う。
ここでは、（３）式より、ウェイト時間ΔＴｈとして８．６μｓを挿入する（ＢＬＫ期間ＴH＋ΔＴｈ＝５７．４μｓ）ことで、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２をそれぞれ１９行周期、１５行周期に対応する周波数に変更することができる。つまり、このウェイト時間ΔＴｈを挿入することにより、２つのノイズ周波数ｆのそれぞれについて、横縞補正の効果を得ることができるようになる。
【００５４】
図１１に、ＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係の一例を示す。図１１において、２つの横縞周期行数が１５行以上になるのは、ＢＬＫ期間が５７．４μｓのときであることが分かる。図１１において、実線は、ＤＣＤＣコンバータ１１５ａに対するＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係を示し、破線は、ＤＣＤＣコンバータ１１５ｂに対するＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係を示す。
【００５５】
次に、ステップＳ１００６において、全体制御部１０６は、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２を、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間があるか否かを、ステップＳ１００５の演算の結果に基づいて判断する判断処理を行う。ここでは、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２を同時に１５行周期より低い周波数に変更できるＢＬＫ期間が制限値を超えないかどうかを、ステップＳ１００５の演算の結果に基づいて判断する。例えば、連写撮影時のコマ速を重視する場合や動画像を撮影する場合に、ＢＬＫ期間の設定に、このような制限が生じる。ここでは、一例として、制限値（ＢＬＫ期間の上限値）が、５０［μｓｅｃ］であるとする。
【００５６】
この判断の結果、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間がある場合には、ステップＳ１００９に進む。そして、全体制御部１０６は、ステップＳ１００５で求めたウェイト時間ΔＴｈを挿入するため、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更することにより、撮像素子１０２の駆動タイミングの変更を行う。
尚、ウェイト時間ΔＴｈは短いほど良い。よって、全体制御部１０６は、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２が同時に１５行周期に対応する周波数より低い周波数となる（横縞補正の効果が得られる）ウェイト時間ΔＴｈのうち、最短のウェイト時間ΔＴｈを選択する。そして、全体制御部１０６は、選択したウェイト時間ΔＴｈが挿入されるように、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更する。
そして、図９のステップＳ９０３に進む。
【００５７】
一方、ステップＳ１００６において、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間がないと判定された場合には、ステップＳ１００７に進む。
ステップＳ１００７に進むと、画像処理部１０５は、２つのノイズ周波数ｆ（横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２）の横縞の横縞強度を取得する強度取得処理を行い、取得した２つの横縞強度を比較する強度比較処理を行う。横縞強度の判定には、ステップＳ９０１で算出された、横縞周波数と横縞強度との関係を使用する。例えば、ＦＦＴ演算の結果、横縞周波数ｆＢ１＿１に対応する横縞強度（ＤＣＤＣコンバータ１１５ａの横縞強度）Ｓ１が１０ＬＳＢであるとする。また、横縞周波数ｆＢ１＿２に対応する横縞強度（ＤＣＤＣコンバータ１１５ｂの横縞強度）Ｓ２が３ＬＳＢであるとする。この場合、画像処理部１０５は、横縞周波数ｆＢ１＿１の横縞の方が、横縞強度が強いと判断する。
【００５８】
次に、ステップＳ１００８において、演算部１１２は、相対的に強度の大きい横縞に対して横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間のうち、相対的に強度の小さい横縞の横縞周波数が最低になるＢＬＫ期間を算出する。ここで、ＢＬＫ期間を４９．７μｓに設定すると、画像に発生する横縞周波数ｆＢ１＿１は４７行周期となるのに対し、横縞周波数ｆＢ２は４行周期となる。つまり、強度が大きい横縞（横縞周波数ｆＢ１＿１の横縞）に対して横縞補正の効果が得られるように、横縞周波数ｆＢ１＿１が低周波側に変更される。
その後、ステップ１００９において、全体制御部１０６は、ステップＳ１００８で求めたＢＬＫ期間にするため、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更することにより、撮像素子１０２の駆動タイミングを変更する変更処理を行う。
そして、図９のステップＳ９０３に進む。
【００５９】
以上のように本実施形態では、電源回路１１５の駆動周波数ｆＡ１＿１、ｆＡ１＿２に基づき、画像に発生すると推測される横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２を算出する。そして、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して、横縞補正の効果が得られるか否かを判定する。この判定の結果、横縞補正の効果が得られない場合には、横縞補正の効果が得られない横縞周波数が低周波になるようにＢＬＫ期間ＴHを変更する。したがって、複数のノイズにより横縞が発生した場合でも、画像の横縞に対しＨＯＢ領域４０１を用いた補正を行い、横縞を低減することが可能になる。
【００６０】
また、本実施形態では、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して、ＨＯＢ領域からの出力信号の移動平均を用いた補正の効果が得られるようにＢＬＫ期間ＴHを変更することができない場合には、次のようにする。すなわち、２つの横縞のうち、強度の大きな横縞に対して補正の効果が得られるようになり、且つ、強度の小さな横縞の横縞周波数が最低になるようにＢＬＫ期間ＴHを変更する。したがって、複数の横縞の全てに対して横縞補正の効果が得られるようなＢＬＫ期間を設定することができない場合でも画像に発生する横縞を可及的に低減することができる。
【００６１】
本実施形態では、電源回路１１５が２つのＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂを有する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、ＤＣＤＣコンバータの数が３つ以上である場合でも、本実施形態の構成および処理を採用することができる。この場合、図１０のＳ１００８では、例えば、強度の大きな横縞から順にできるだけ多くの横縞について、横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間を決定してもよい。また、例えば、強度の大きな横縞から順に所定数の横縞（少なくとも１つの横縞）について、横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間のうち、残りの横縞の横縞周波数の平均値が最低になるＢＬＫ期間を決定してもよい。
また、本実施形態では、電源回路１１５によって画像に発生する横縞を低減する場合について説明した。しかしながら、電源回路１１５以外の、周波数検出装置を備えているノイズ源によって画像に発生する横縞も、本実施形態で説明した手法を用いることにより低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、連写撮影時のコマ速を重視する場合や動画像を撮影する場合等、ＢＬＫ期間の設定に制限（上限）がある場合を想定し、ステップＳ１００６〜Ｓ１００８の処理を行う場合を例に挙げて説明した。このようにすれば、前述した効果が得られるので好ましいが、ＢＬＫ期間の設定に制限がない場合（例えば、単写（１枚の静止画の撮像）の場合）には、ステップＳ１００６〜Ｓ１００８の処理を行わないようにしてもよい。
【００６３】
また、ステップＳ１００４、Ｓ１０１０の間にステップＳ１００７を追加し、ステップＳ１０１０において、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して横縞補正の効果が得られる範囲で、強度の大きな方の横縞の横縞周波数を最低にしてもよい。
また、２つの横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の強度の比（大きい方の強度÷小さい方の強度）に応じて、ＢＬＫ期間を導出してもよい。
例えば、２つの横縞の強度の比が所定値以上である場合であって、強度が大きい方の横縞の横縞周波数のみが、横縞補正の効果が得られる周波数になる場合には、次のようにすることができる。すなわち、当該強度が大きい方の横縞に対する横縞補正の効果が得られる範囲で、当該強度が大きい方の横縞の横縞周波数を最低にするＢＬＫ期間を設定することができる。
【００６４】
これとは逆に、２つの横縞の強度の比が所定値以上である場合であって、強度が小さい方の横縞の横縞周波数のみが、横縞補正の効果が得られる周波数になる場合には、次のようにすることができる。すなわち、当該強度が小さい方の横縞に対する横縞補正の効果が得られる範囲で、当該強度が大きい方の横縞の横縞周波数を最低にするＢＬＫ期間を設定することができる。
一方、２つの横縞の強度の比が所定値以上でない場合であって、２つの横縞の何れかの横縞周波数のみが、横縞補正の効果が得られる周波数になる場合には、次のようにすることができる。すなわち、２つの横縞のうち横縞周波数が大きい方の横縞に対する横縞補正の効果が得られる範囲で、当該横縞の横縞周波数を最低にするＢＬＫ期間を設定することができる。
【００６５】
また、２つの横縞の強度の比が所定値以上である場合であって、何れの横縞周波数も、横縞補正の効果が得られる周波数にならない場合には、次のようにすることができる。すなわち、強度が大きい方の横縞に対する横縞補正の効果が得られる範囲で、当該横縞の横縞周波数を最低にするＢＬＫ期間を設定することができる。
一方、２つの横縞の強度の比が所定値以上でない場合であって、何れの横縞周波数も、横縞補正の効果が得られる周波数にならない場合には、次のようにすることができる。すなわち、２つの横縞のうち横縞周波数が大きい方の横縞に対する横縞補正の効果が得られる範囲で、当該横縞の横縞周波数を最低にするＢＬＫ期間を設定することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、遮光画素領域として水平オプティカルブラック（ＨＯＢ）領域を用いる場合について説明した。しかしながら、遮光画素領域として水平オプティカルブラック（ＨＯＢ）領域の替わりに、垂直オプティカルブラック（ＶＯＢ）領域を採用してもよい。この場合には、垂直方向（各列）の出力の平均値を、画像の水平方向のシェーディング（オフセット）として取得し、水平方向に複数の画素単位で、画像の水平方向のシェーディング（オフセット）の移動平均を演算し、補正値を算出することになる。また、この場合、列単位で画素の信号を読み出す構成になる。したがって、ＢＬＫ期間は、画素の１列あたりの読み出し期間になる。また、この場合、低減するノイズは、水平方向において周期的に生じる縦方向の縞状（縦縞状）のノイズになる。
【００６７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、電源回路１１５の駆動周波数のばらつきにより発生する横縞を例として説明した。しかしながら、撮像装置の内部あるいは至近に、撮像素子１０２へノイズの影響を与える機器や周辺部品は多数ある。例えば、ストロボ部１１１等の接続機器や、レンズ１０１の鏡筒や絞り等を駆動するためのモータ１１６、ＴＦＴのバックライトを点灯させるＬＥＤ駆動回路（画像表示部１０８）等である。そこで、本実施形態では、電源回路１１５の駆動周波数のばらつきにより発生する横縞に加え、電源回路１１５の駆動周波数のばらつき以外の原因で発生する横縞も低減する場合について説明する。このように本実施形態と第１の実施形態は、横縞が発生する原因が追加されることによる構成および処理が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図１１に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００６８】
本実施形態では、電源回路１１５以外の撮像素子１０２へノイズの影響を与える機器や周辺部品により発生する横縞を、電源回路１１５の駆動周波数のばらつきにより発生する横縞と区別するため、必要に応じて「動作環境により発生する横縞」と称する。撮像素子１０２の信号の読み出し期間（ＢＬＫ期間）に、撮像素子１０２が、動作環境により発生する横縞の原因となるノイズ源の影響を受けると、撮像素子１０２に供給される電源が不安定になる。これらのノイズ源から発生する電源の変動や電磁波が、特定の周波数で発生するものであると、撮像素子１０２の電源も周期的に変動し、周期的な横縞状のノイズが画像に発生してしまう。
【００６９】
これら動作環境により発生する横縞の原因となるノイズ源の動作周波数は、電源回路１１５の駆動周波数に比して安定している。そのため、電源回路１１５の駆動周波数のように、ノイズ源の駆動周波数を直接測定する機構を備えなくても、動作環境により発生する横縞を低減するための情報を予め用意することができる。すなわち、本実施形態では、ノイズ周波数、横縞強度、横縞周期行数、及び横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間の関係を予めテーブルとして撮像装置に記憶させる。これにより、動作環境により発生する横縞に対して、横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間の変更量の演算を省くことが出来る。
【００７０】
図１２は、撮像装置１２００の構成の一例を示す図である。
本実施形態の撮像装置１２００は、図１に示した第１の実施形態の撮像装置１００に対し、メモリ部１２１２が追加されたものである。
図１３は、メモリ部１２１２に格納されるテーブルの構成の一例を概念的に示す図である。
図１３に示すように、テーブルは、動作モード（ノイズ源）と、ノイズ周波数と、横縞強度と、ＢＬＫ期間の変更前の横縞周期行数と、横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間とを相互に関連付けて記憶する。ここでは、横縞周波数が１５行周期（基準の周波数）より低い周波数である場合に横縞補正の効果が得られる設定であるとする。したがって、図１３において、横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間は、横縞周期行数を１５行以上にするＢＬＫ期間となる。
【００７１】
図１３に示す例では、レンズ１０１の一種であるレンズＡが撮像装置１２００に装着された場合、テーブルに以下の情報を記憶する処理が予め実行される。第１に、レンズＡの駆動によるノイズ周波数ｆとして３３ｋＨｚをテーブルに記憶し、ＢＬＫ期間の変更前の横縞周期行数として３行をテーブルに記憶する周波数記憶処理が実行される。第２に、横縞周期行数を１５行以上にするＢＬＫ期間として５８．６μｓ以上のＢＬＫ期間をテーブルに記憶するタイミング記憶処理が実行される。第３に、レンズＡの駆動に起因する横縞強度として１５ＬＳＢをテーブルに記憶する強度記憶処理が実行される。
【００７２】
次に、図１４のフローチャートを参照しながら、図９のステップＳ９０２のＢＬＫ期間設定処理の一例を説明する。尚、図９のステップＳ９０２以外の図９のフローチャートによる処理は、第１の実施形態で説明した処理と同じである。また、ここでは、説明の簡略化のため、図１０のフローチャートの説明と同様に、前提として、横縞補正による効果は、横縞周波数が１５行周期（基準の周波数）より低い周波数である場合に得られる設定であるとする。また、前回の撮影時のパラメータとして、電源の駆動周波数が８６０ｋＨｚであり、画像の横縞周波数が３１行周期であり、ＢＬＫ期間ＴHが変更前の初期設定値として４８．８μｓであるとする。この条件のもとでは、横縞補正の効果を得ることができるものとする。
【００７３】
ステップＳ１４０１において、周波数検出回路１１４は、電源回路１１５のＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂの駆動周波数（駆動クロック）fa1＿1、fa1＿2と、タイミング発生部１１３のクロック信号の周波数（駆動クロック）ｆｂとを比較する。
次に、ステップＳ１４０２において、周波数検出回路１１４は、電源回路１１５の駆動周波数ｆＡ１＿１、ｆＡ１＿２を検出する。この検出は、例えば、ステップＳ１４０１の比較の結果に基づき、電源回路１１５の駆動クロックfa1＿1、fa1＿2の理論値とのズレを求めることによって行われる。
ステップＳ１４０１、Ｓ１４０２の処理は、それぞれ、図１０のステップＳ１００１、Ｓ１００２の処理と同じである。
【００７４】
次に、ステップＳ１４０３において、全体制御部１０６は、動作環境により発生する横縞の原因となるノイズ源の情報を確認する。例えば、全体制御部１０６は、レンズ１０１と通信を行い、撮像装置１２００に装着されているレンズ１０１の種類を確認する。
次に、ステップＳ１４０４において、演算部１１２は、ステップＳ１４０２で検出された電源回路１１５の駆動周波数ｆＡ１＿１、ｆＡ１＿２に基づき、画像に発生すると推測される横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２を算出する周波数導出処理を行う。例えば、電源回路１１５の駆動周波数として、ｆＡ１＿１＝９０５ｋＨｚ、ｆＡ１＿２＝８２０ｋＨｚが検出されたとする。この場合、ＢＬＫ期間ＴHが４８．８μｓのときに画像に発生する横縞周波数ｆＢ１＿１は、（３）式から６行周期と求まる。また、横縞周波数ｆＢ１＿２は同様に６２行周期と求まる。ステップＳ１４０４の処理は、図１０のステップＳ１００３の処理と同じである。
【００７５】
次に、ステップＳ１４０５において、全体制御部１０６は、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２の横縞の双方に対して、横縞補正の効果が得られるか否かを判定する判定処理を行う。また、全体制御部１０６は、この判定処理において、メモリ部１２１２内のテーブルに記憶されているレンズＡの横縞周期行数が、横縞補正の効果が得られるものであるか否かをさらに判定する。
ここでは、１５行周期に対応する周波数より高い周波数の横縞に対しては、横縞補正の効果が得られない設定である場合を例に挙げている。このため、今回算出された横縞周波数ｆＢ＿２（６２行周期）では、横縞補正の効果が得られるが、ｆＢ１＿１（６行周期）では、横縞補正の効果が得られない。また、レンズＡについても横縞周期行数は３行であるため、横縞補正の効果が得られない。そのため、ＢＬＫ期間ＴHを変更するステップＳ１４０６に進む。
【００７６】
一方、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２がともに１５行周期よりも低い周波数であった場合で、且つ、レンズＡの横縞周期行数が１５行周期以上である場合には、現在のままのＢＬＫ期間ＴHで横縞補正の効果が得られる。そのため、ステップＳ１４１３に進み、全体制御部１０６は、ＢＬＫ期間ＴHの変更を行わないと判定する。その後、図９のステップＳ９０３に進む。
【００７７】
ステップＳ１４０６に進むと、演算部１１２は、横縞補正の効果が得られるように、横縞周波数ｆＢ１＿１を低周波にするため、ＢＬＫ期間ＴHの変更量を算出する変更量取得処理を行う。
ここでは、ウェイト時間ΔＴｈとして０．８μｓを挿入する（ＢＬＫ期間ＴH＋ΔＴｈ＝５８．６μｓ）ことで、横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２に対応する横縞周期行数と、レンズＡの横縞周期行数とを１５行以上にすることができる。図１５に、ＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係の一例を示す。図１５において、これらの横縞周期行数が１５行以上になるのは、ＢＬＫ期間が５８．６μｓのときであることが分かる。図１５において、実線は、ＤＣＤＣコンバータ１１５ａに対するＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係を示す。また、破線は、ＤＣＤＣコンバータ１１５ｂに対するＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係を示す。また、点線は、レンズＡに対するＢＬＫ期間と横縞周期行数との関係を示す。
【００７８】
次に、ステップＳ１４０７において、全体制御部１０６は、ＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、ＤＣＤＣコンバータ１１５ｂ、及びレンズＡの横縞周波数を、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間があるか否かを判断する判断処理を行う。ここでは、ＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、ＤＣＤＣコンバータ１１５ｂの横縞周波数ｆＢ１＿１、ｆＢ１＿２とレンズＡの横縞周波数の全てを同時に１５行周期に対応する周波数より低い周波数に変更できるＢＬＫ期間が制限値を超えないかどうかを判断する。この判断は、メモリ部１２１２内のテーブルに記憶されているレンズＡの情報（横縞周期行数を１５行以上にするＢＬＫ期間）と、演算部１１２で算出されたＢＬＫ期間ＴHの変更量の情報とを用いることにより行われる。また、ここでは、一例として、制限値（ＢＬＫ期間の上限値）が、５０［μｓｅｃ］であるとする。
【００７９】
この判断の結果、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間がある場合には、ステップＳ１４１２に進む。そして、全体制御部１０６は、ステップＳ１４０６で求めたウェイト時間ΔＴｈを挿入するため、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更することにより、撮像素子１０２の駆動タイミングの変更を行う。
尚、ウェイト時間ΔＴｈは短いほど良い。よって、全体制御部１０６は、全ての横縞周波数が同時に１５行周期に対応する周波数より低い周波数となる（横縞補正の効果が得られる）ウェイト時間ΔＴｈのうち、最短のウェイト時間ΔＴｈを選択する。そして、全体制御部１０６は、選択したウェイト時間ΔＴｈが挿入されるように、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更する。
そして、図９のステップＳ９０３に進む。
【００８０】
一方、ステップＳ１４０７において、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間がないと判定された場合には、ステップＳ１４０８に進む。
ステップＳ１４０８に進むと、画像処理部１０５は、ＤＣＤＣコンバータ１１５ａ、１１５ｂ及びレンズＡの３つのノイズ周波数ｆの横縞の横縞強度を取得する強度取得処理を行い、取得した３つの横縞強度を比較する強度比較処理を行う。横縞強度の判定は、第１の実施形態で説明した図９のステップＳ９０１で算出された、横縞周波数と横縞強度との関係と、メモリ部１２１２内のテーブルに記憶されているレンズＡの情報（横縞強度）と、を用いることにより行われる。例えば、ＦＦＴ演算の結果、横縞周波数ｆＢ１＿１に対応する横縞強度（ＤＣＤＣコンバータ１１５ａによる横縞強度）Ｓ１が１０ＬＳＢであるとする。また、横縞周波数ｆＢ１＿２に対応する横縞強度（ＤＣＤＣコンバータ１１５ｂによる横縞強度）Ｓ２が３ＬＳＢであるとする。さらに、レンズＡによる横縞強度Ｓ３が１５ＬＳＢであるとする。この場合、画像処理部１０５は、レンズＡによる横縞強度が一番強く、ＤＣＤＣコンバータ１１５ａによる横縞強度が２番目に強いと判断する。
【００８１】
次に、ステップＳ１４０９において、全体制御部１０６は、ステップＳ１４０８で横縞強度が一番強いと判断された横縞の横縞周波数を、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間があるか否かを判断する判断処理を行う。ここでは、ステップＳ１４０８で横縞強度が一番強いと判断された横縞の横縞周波数を１５行周期に対応する周波数より低い周波数に変更できるＢＬＫ期間が制限値を超えないかどうかを判断する。また、ここでは、一例として、制限値（ＢＬＫ期間の上限値）が、５０［μｓｅｃ］であるとする。
【００８２】
この判断の結果、横縞強度が一番強いと判断された横縞の横縞周波数を、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間がある場合には、ステップＳ１４１０に進む。ステップＳ１４１０に進むと、演算部１１２は、次の処理を行う。すなわち、演算部１１２は、横縞強度が一番強い横縞に対して横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間（横縞周波数が１５行周期に対応する周波数より低くなるＢＬＫ期間）のうち、二番目に横縞強度が強い横縞の横縞周波数が最低になるＢＬＫ期間を算出する。
【００８３】
一方、横縞強度が一番強いと判断された横縞の横縞周波数を、横縞補正の効果が得られる周波数に変更できるＢＬＫ期間がないと判断された場合には、ステップＳ１４１１に進む。ステップＳ１４１１に進むと、演算部１１２は、次の処理を行う。すなわち、演算部１１２は、横縞強度が一番強い横縞の横縞周波数が最低になるＢＬＫ期間のうち、二番目に横縞強度が強い横縞に対して横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間（横縞周波数が１５行周期に対応する周波数より低くなるＢＬＫ期間）を算出する。
その後、ステップＳ１４１２において、全体制御部１０６は、ステップＳ１４１０又はＳ１４１１で求めたＢＬＫ期間にするため、タイミング発生部１１３のレジスタの設定を変更することにより、撮像素子１０２の駆動タイミングを変更する変更処理を行う。
そして、図９のステップＳ９０３に進む。
【００８４】
以上のように本実施形態では、電源回路１１５以外の、周波数検出装置を備えていない、周波数の安定しているノイズ源に対し、予め、横縞補正に必要なノイズ情報をメモリ部１２１２に記憶しておく。そして、このノイズ情報を用いて、当該ノイズ源による横縞に対する横縞補正の効果が得られるＢＬＫ期間ＴHを設定できるようにする。このように、周波数を検出できる電源ノイズだけではなく、撮像装置１２００の内部あるいは至近に撮像素子１０２へノイズの影響を与えるノイズ源によるノイズが存在した場合でも、強度の強い横縞に対して横縞補正の効果が得られる。
尚、本実施形態においても第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
【００８５】
尚、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００８６】
（その他の実施例）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。
【符号の説明】
【００８７】
１００  撮像装置、１０６  全体制御部、１１２  演算部、１１５  電源回路
【図１】
2015082819.tif 000005
【図２】
2015082819.tif 000006
【図３】
2015082819.tif 000007
【図４】
2015082819.tif 000008
【図５】
2015082819.tif 000009
【図６Ａ】
2015082819.tif 000010
【図６Ｂ】
2015082819.tif 000011
【図７Ａ】
2015082819.tif 000012
【図７Ｂ】
2015082819.tif 000013
【図７Ｃ】
2015082819.tif 000014
【図８】
2015082819.tif 000015
【図９】
2015082819.tif 000016
【図１０】
2015082819.tif 000017
【図１１】
2015082819.tif 000018
【図１２】
2015082819.tif 000019
【図１３】
2015082819.tif 000020
【図１４】
2015082819.tif 000021
【図１５】
2015082819.tif 000022