(57)【要約】【課題】  固定ラインノイズへのノイズ混入を抑えつつ、シャッタタイムラグを短縮可能にする技術を提供する。【解決手段】  本発明の電子カメラは、撮像素子、ライン演算部、およびノイズ抑制部を備える。撮像素子は、被写体を光電変換して、画像データを生成する。ライン演算部は、撮像素子を駆動して、画像情報を含まないラインノイズを複数ライン分読み出して平均化し、固定ラインノイズを算出する。ノイズ抑制部は、撮像素子で生成された画像データの各ラインから、固定ラインノイズを差し引く。このような構成において、上記のライン演算部は、予め定められるノイズ混入の瞬間におけるラインノイズを、固定ラインノイズの算出に使用しないことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を光電変換して、画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子を駆動して、画像情報を含まないラインノイズを複数ライン分読み出して平均化し、固定ラインノイズを算出するライン演算部と、
前記撮像素子で生成された前記画像データの各ラインから、前記固定ラインノイズを差し引くノイズ抑制部とを備え、
前記ライン演算部は、予め定められるノイズ混入の瞬間における前記ラインノイズを、前記固定ラインノイズの算出に使用しない
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラにおいて、
予め定められた撮影シーケンスを実施する制御部を備え、
前記ライン演算部は、
前記撮影シーケンスの少なくとも一部と同時並行して、前記ラインノイズを前記撮像素子から複数ライン分読み出し、
前記撮影シーケンスによる動作ノイズの混入瞬間における前記ラインノイズを、前記固定ラインノイズの算出に使用しない
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子カメラにおいて、
前記ライン演算部は、
前記ノイズ混入の瞬間に拘わらずに前記ラインノイズを前記撮像素子から読み出し、前記ノイズ混入の瞬間における前記ラインノイズを除き、残りの前記ラインノイズを平均化することで、前記固定ラインノイズを算出する
ことを特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
前記ノイズ混入の瞬間は、前記電子カメラによるモータ駆動のタイミングによって決定される
ことを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子カメラにおいて、画像情報を含まないラインノイズを複数ライン分読み出して平均化し、固定ラインノイズを検出する技術が知られている。この固定ラインノイズの検出結果を撮像画像の各ラインから同相除去することにより、撮像画像に現れるシーディングノイズや筋状ノイズを抑制することができる（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
ところで、電子カメラ内では、一連の撮影シーケンス（ＡＦ駆動、絞り駆動、ミラーアップ、シャッタ開閉、ミラーダウンなど）に起因して突発的な動作ノイズが発生する。これらの動作ノイズが、上述した固定ラインノイズの検出過程に混入すると、固定ラインノイズ自体にレベル変動が生じてしまう。このレベル変動は、固定ラインノイズの一部として撮像画像の各ラインから一律に除去される。そのため、処理後の画像データには、一列に並んでレベル変動が生じ、目立つ画像破綻となってしまう。
【０００４】
そこで、従来の電子カメラは、動作ノイズの原因となる撮影シーケンスを完全に中断し、その中断期間中にラインノイズの読み出しを実施する。この動作により、固定ラインノイズへの動作ノイズの混入を回避することができる。
【特許文献１】特開２００６−１０９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、固定ラインノイズに残存するランダムノイズによっても、画像データに同様の画像破綻が生じる。このランダムノイズを抑制するには、ラインノイズのサンプル本数を増やすことが有効である。
【０００６】
しかしながら、ラインノイズのサンプル本数を増やすためには、上述した撮影シーケンスの中断期間をその分だけ長くしなければならない。そのため、シャッタタイムラグが長くなるなどの弊害が無視できなくなる。
【０００７】
特に、連写撮影では、この撮影シーケンスの中断期間が長くなることにより、連写速度が遅くなるなどの問題が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、固定ラインノイズへのノイズ混入を抑えつつ、シャッタタイムラグを短縮可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
《１》  本発明の電子カメラは、撮像素子、ライン演算部、およびノイズ抑制部を備える。
【００１０】
撮像素子は、被写体を光電変換して、画像データを生成する。
【００１１】
ライン演算部は、撮像素子を駆動して、画像情報を含まないラインノイズを複数ライン分読み出して平均化し、固定ラインノイズを算出する。
【００１２】
ノイズ抑制部は、撮像素子で生成された画像データの各ラインから、固定ラインノイズを差し引く。
【００１３】
このような構成において、上記のライン演算部は、予め定められるノイズ混入の瞬間におけるラインノイズを、固定ラインノイズの算出に使用しないことを特徴とする。
《２》  なお好ましくは、予め定められた撮影シーケンスを実施する制御部を備える。ライン演算部は、この撮影シーケンスの少なくとも一部と同時並行して、ラインノイズを撮像素子から複数ライン分読み出す。ライン演算部は、撮影シーケンスによる動作ノイズの混入瞬間におけるラインノイズを、固定ラインノイズの算出に使用しない。
《３》  また好ましくは、ライン演算部は、ノイズ混入の瞬間に拘わらずにラインノイズを撮像素子から読み出す。ライン演算部は、ノイズ混入の瞬間におけるラインノイズを除いて、残りのラインノイズを平均化することで、固定ラインノイズを算出する。
《４》  なお好ましくは、ノイズ混入の瞬間は、電子カメラによるモータ駆動のタイミングによって決定される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ノイズ混入の瞬間を除いたラインノイズを使用することで、固定ラインノイズへのノイズ混入を抑制する。この動作により、電子カメラのノイズ発生期間と、ラインノイズの取得期間とを重複させることが可能になり、シャッタタイムラグを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［１］電子カメラ１１の構成説明
図１は、電子カメラ１１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、電子カメラ１１には、撮影レンズ１２が装着される。撮影レンズ１２には、絞り１２ａが設けられる。この撮影レンズ１２の像空間には、クイックリターンミラー１３ｂ、シャッタ１３ａ、および撮像素子１３が配置される。この撮像素子１３は、タイミングジェネレータ２２ｂの出力パルスによって動作が制御される。この撮像素子１３で生成される画像データは、信号処理部１５（撮像感度に対応するゲイン調整部を含む）およびＡ／Ｄ変換部１６を介して、バッファメモリ１７に一時記憶される。バッファメモリ１７は、バス１８に接続される。このバス１８には、画像処理部１９、カードインターフェース２０、マイクロプロセッサ２２、画像表示部２４、閃光駆動部２６、および通信インターフェース２８が接続される。カードインターフェース２０は、着脱自在なメモリカード２１に画像データを記録する。また、マイクロプロセッサ２２には、電子カメラ１１のスイッチ群２２ａ、タイミングジェネレータ２２ｂ、および測光センサ２２ｃが接続される。さらに、マイクロプロセッサ２２は、クイックリターンミラー１３ｂ、絞り１２ａおよびシャッタ１３ａの制御も行う。また、画像表示部２４は、電子カメラ１１の背面に設けられたモニタ画面２５に画像などを表示する。さらに、閃光駆動部２６は、内蔵または外付けの閃光装置２７を発光制御する。
【００１７】
［２］撮像素子１３の概略構成
図２は、撮像素子１３の概略構成を説明する図である。
【００１８】
撮像素子１３の受光面には、画素部１が２次元配列される。これらの画素部１の出力は、垂直列単位に垂直読み出し線４に接続される。画素部１の水平行ごとには、垂直走査回路３から制御パルス群が供給される。個々の垂直読み出し線４は、カラムアンプ５を介して、水平走査回路６に接続される。
【００１９】
［３］撮像動作の説明
図３は、電子カメラ１１の撮像動作を説明する流れ図である。
【００２０】
以下、この図３に示すステップ番号の順に、撮像動作を説明する。
ステップＳ１：  マイクロプロセッサ２２は、スイッチ群２２ａを介して、ユーザーによるシャッタレリーズ（シャッタ全押し状態など）を待機する。マイクロプロセッサ２２は、シャッタレリーズを検出するとほぼ同時にタイミングジェネレータ２２ｂの駆動を開始し、撮像素子１３からラインノイズの読み出しを実施する。
【００２１】
ここでのラインノイズには、例えば、次の３種類のいずれかが使用可能である。
（１）画素部１の辺縁部には、遮光膜で覆われて画像情報を出力しないＯＢ（オプチカルブラック）画素が設けられる。このＯＢ画素から、複数ライン分のラインノイズを読み出すことができる。
（２）画素部１から画像信号を転送せずに、カラムアンプ５を空読みする。この空読みを繰り返すことにより、複数ライン分のラインノイズを読み出すことができる。
（３）シャッタ１３ａの閉じた遮光状態で、受光面の画素部１から複数ライン分の読み出しを行うことにより、画像情報を含まない複数ライン分のラインノイズを読み出すことができる。
ステップＳ２：  ステップＳ１のラインノイズの読み出しと同時並行して、マイクロプロセッサ２２は、下記の撮影シーケンスを開始する。
（１）ＡＦ駆動…カメラ内またはレンズ内のモータを駆動して、撮影レンズ１２の焦点調整を行う。このとき、モータの駆動開始の瞬間と駆動停止の瞬間にモータ電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
（２）撮影絞り値の設定…カメラ内またはレンズ内のモータを駆動して絞りを変更し、撮影レンズ１２を撮影絞り値に変更する。この場合も、モータの駆動開始の瞬間と駆動停止の瞬間にモータ電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
（３）ミラーアップ…クイックリターンミラー１３ｂのフックを外すことでミラーアップを行い、クイックリターンミラー１３ｂを光路外に退避させる。この場合も、フックを外す瞬間に駆動子に電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
（４）プリ発光…閃光照明を行う場合、調光量を決定するために、本発光に先立って微小光量のプリ発光を実施する。この場合も、閃光装置２７に突発的に電流を流す発光開始の瞬間、および閃光装置２７の電流を突発的に停止させる発光停止の瞬間に、動作ノイズが発生しやすい。
（５）シャッタ開く…シャッタ１３ａの先幕のフックを外すことでシャッタを開く。この場合も、フックを外す瞬間に駆動子に電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
（６）本発光…閃光照明を行う場合、プリ発光で決定した調光量に従って、閃光装置２７を本発光させる。この場合も、閃光装置２７に突発的に電流を流す発光開始の瞬間、および閃光装置２７の電流を突発的に停止させる発光停止の瞬間に、動作ノイズが発生しやすい。
（７）シャッタ閉じる…シャッタ１３ａの後幕のフックを外すことでシャッタ１３ａを閉じる。この場合も、フックを外す瞬間に駆動子に電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
ステップＳ３：  ステップＳ２の撮影シーケンスと同時並行にして、ラインノイズが逐次に読み出される。これらのラインノイズは、信号処理部１５およびＡ／Ｄ変換部１６を経た後、バッファメモリ１７または画像処理部１９に一時的に記憶される。
ステップＳ４：  予め定められた電荷蓄積時間（露光時間）が経過すると、マイクロプロセッサ２２は、タイミングジェネレータ２２ｂの駆動を開始し、撮像素子１３から画像データの読み出しを実施する。読み出された画像データは、信号処理部１５およびＡ／Ｄ変換部１６を経た後、バッファメモリ１７に一時的に記憶される。
ステップＳ５：  マイクロプロセッサ２２は、下記の撮影シーケンスを実施する。連写撮影では、この撮影シーケンスと同時並行して、次コマのラインノイズの読み出しを開始してもよい。
（１）ミラーチャージ…カメラ内のモータを駆動して、ミラーを引き下げる。このとき、モータの駆動開始の瞬間と駆動停止の瞬間にモータ電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
（２）シャッタチャージ…カメラ内のモータを駆動して、シャッタ１３ａの後幕および先幕を引き下げ、シャッタチャージを行う。この場合も、モータの駆動開始の瞬間と駆動停止の瞬間にモータ電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
（３）モニタ画面２５の表示駆動…モニタ画面２５を点灯駆動し、モニタ画面２５にクイックビュー画像などを表示する。この場合も、点灯駆動の瞬間や液晶駆動の瞬間に電流が突発的に流れ、動作ノイズが発生しやすい。
ステップＳ６：  画像処理部１９は、ステップＳ２，Ｓ５で述べた動作ノイズの発生瞬間をマイクロプロセッサ２２から情報取得する。画像処理部１９は、この発生瞬間に生成されるＡ／Ｄ変換前のラインノイズを、図４に示すように平均化演算の候補から取り除く。
【００２２】
なお、連写撮影時には、後述するステップＳ１１の撮影シーケンスにも同時並行して、次コマのラインノイズの読み出しが可能である。この場合、画像処理部１９は、ステップＳ１１で述べる動作ノイズの発生瞬間をマイクロプロセッサ２２から情報取得する。画像処理部１９は、この発生瞬間に生成されるＡ／Ｄ変換前のラインノイズを平均化演算の候補から取り除く。
ステップＳ７：  画像処理部１９は、ステップＳ６で動作ノイズの発生瞬間を除いたラインノイズについて平均化演算を実施する。この平均化演算によって、個々のラインノイズに含まれるランダムノイズを抑制し、固定ラインノイズを算出する。
ステップＳ８：  マイクロプロセッサ２２は直前に撮影した画像データが１コマ目か否かを判定する。
【００２３】
ここで１コマ目の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ１０に動作を移行する。一方、連写撮影で２コマ目以降の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ９に動作を移行する。
ステップＳ９：  画像処理部１９は、ステップＳ７で算出した現コマの固定ラインノイズに、以前のコマの固定ラインノイズを加重平均することにより、ランダムノイズを更に抑制し、より正確な固定ラインノイズを算出する。
ステップＳ１０：  画像処理部１９は、バッファメモリ１７内の画像データの各ラインから、ステップＳ７またはＳ９で算出した固定ラインノイズを差し引く。この除去動作により、画像データからシーディングノイズや筋状ノイズを除去することができる。
ステップＳ１１：  マイクロプロセッサ２２は、下記の撮影シーケンスを実施する。連写撮影では、この撮影シーケンスと同時並行して、次コマのラインノイズの読み出しを開始してもよい。
（１）メモリカード２１の記録…カードインターフェース２０は、バッファメモリ１７内の画像データをメモリカード２１に圧縮記録する。このメモリカード２１の書き込みの瞬間に電流が流れるため、動作ノイズが発生しやすい。
（２）外部通信動作…通信インターフェース２８は、バッファメモリ１７内の画像データを外部機器へ通信転送する。この通信転送の瞬間に電流が流れるため、動作ノイズが発生しやすい。
ステップＳ１２：  マイクロプロセッサ２２は、連写撮影か否かを判定する。連写撮影中の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ１に動作を戻す。一方、単写撮影または連写撮影が完了した場合、マイクロプロセッサ２２は動作を終了する。
［４］本実施形態の効果など
本実施形態では、撮影シーケンスの少なくとも一部と同時並行して、ラインノイズの読み出しを実行する。この場合、撮影シーケンスに起因する動作ノイズが発生し、ラインノイズに混入する。マイクロプロセッサ２２は、この撮影シーケンスを実施するため、動作ノイズの発生時刻を正確に把握できる。画像処理部１９は、この動作ノイズの発生時刻においてＡＤ変換前の状態にあったラインノイズを、動作ノイズの混入可能性有りと判断して、ラインノイズの平均化演算から排除する。したがって、動作ノイズの影響を受けない固定ラインノイズを算出することができる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、撮影シーケンスと、ラインノイズの読み出しとを同時並行に実行する。そのため、ラインノイズの読み出し期間に撮影シーケンスを中断する必要がない。その結果、シャッタタイムラグなどを一段と短縮することができる。特に、連写撮影では、このシャッタタイムラグの短縮により、単位時間当たりの連写コマ数を増やすことが可能になる。
【００２５】
また、本実施形態では、撮影シーケンスを中断せずに、ラインノイズのサンプル本数を増やすことができるため、固定ラインノイズに残存するランダムノイズを低減することが可能になる。
【００２６】
また、連写撮影では、前コマの撮影シーケンス（ステップＳ５，Ｓ１１）中に、次コマのラインノイズ読み出しを先行実施することもできる。この場合も、ラインノイズのサンプル本数を増やすことが容易となり、固定ラインノイズに残存するランダムノイズを低減することが可能になる。
【００２７】
また、本実施形態では、動作ノイズの発生時刻に拘わらずに、撮像素子１３からラインノイズを読み出す。したがって、動作ノイズの発生時刻にラインノイズの読み出しを停止させるといった撮像素子１３の制御を実施する必要がなく、ラインノイズの読み出しを単純化することが可能になる。
【００２８】
さらに、電子カメラ１１によるモータ駆動のタイミングに基づいて、動作ノイズの発生時刻を特定する。したがって、モータ駆動の動作ノイズを、固定ラインノイズの算出過程から除くことが可能になり、より正確な固定ラインノイズを算出することが可能になる。
《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態では、動作ノイズの発生時刻に拘わらずに、撮像素子１３からラインノイズを読み出す。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、動作ノイズの発生瞬間にラインノイズの読み出しを停止させてもよい。この動作によっても、固定ラインノイズへの動作ノイズの混入を回避することが可能になる。
【００２９】
また、上述した実施形態では、説明を簡明にするため、撮影シーケンスを具体的に明示し、動作ノイズの発生瞬間を明示した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。動作ノイズの発生瞬間は、電子カメラ１１の実駆動に基づいて決定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上説明したように、本発明は、電子カメラなどに利用可能な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電子カメラ１１の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子１３の概略構成を説明する図である。
【図３】電子カメラ１１の撮像動作を説明する流れ図である。
【図４】動作ノイズの発生瞬間と、ラインノイズの選択動作との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…画素部，３…垂直走査回路，４…垂直読み出し線，５…カラムアンプ，６…水平走査回路，１１…電子カメラ，１２…撮影レンズ，１２ａ…絞り，１３…撮像素子，１３ａ…シャッタ，１３ｂ…クイックリターンミラー，１５…信号処理部，１６…Ａ／Ｄ変換部，１７…バッファメモリ，１８…バス，１９…画像処理部，２０…カードインターフェース，２１…メモリカード，２２…マイクロプロセッサ，２２ａ…スイッチ群，２２ｂ…タイミングジェネレータ，２２ｃ…測光センサ，２４…画像表示部，２５…モニタ画面，２６…閃光駆動部，２７…閃光装置，２８…通信インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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