(57)【要約】【課題】  複数の画素の電荷を同時にリセットする構成の撮像装置においても、固定パターンノイズを除去するための補正用信号の精度を保ちつつ、レリーズタイムラグを短縮する。【解決手段】  撮像素子１４の開口画素部２２０を含む領域の複数の画素２０３に蓄積されている電荷を一括してリセットする処理を行う（複数画素同時リセット状態５０２）。これが終了してから、遮光されている画素２０３の画像信号の読み出し（補正用データ読み出し状態５０３）と、当該画素２０３以外の画素２０３に対する電荷の蓄積（蓄積状態５０４）とを同時に開始し、これらを並行して行う。【選択図】  図１
2013026662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元マトリクス状に配置された複数の画素を備えた撮像素子と、
前記複数の画素を同時にリセットしてから、前記複数の画素における電荷の蓄積動作と、前記撮像素子の固定パターンノイズを補正するための補正用信号を前記撮像素子から読み出す補正用信号読み出し動作とを並行して行うように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。
【請求項２】
前記撮像素子は、常時遮光されたオプティカルブラック画素と、開口画素とを有し、
前記制御手段は、前記オプティカルブラック画素に蓄積された電荷に基づく信号を、前記補正用信号として読み出す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２次元マトリクス状の列ごとに設けられ、それぞれ同一の列の画素が接続された複数の列出力線と、
前記列出力線の電位を所定の電位にクランプするクランプ手段と、を有し、
前記制御手段は、前記複数の画素に蓄積された電荷に基づく信号の前記列出力線への出力が停止された状態で前記クランプ手段により所定の電位にクランプされた前記列出力線の信号を、前記補正用信号として読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数の画素を同時にリセットしてから、前記補正用信号の読み出しと、前記電荷の蓄積とを同時に開始するように制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電荷の蓄積の開始のタイミングよりも後に、前記補正用信号の読み出しを開始するように制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記複数の画素に蓄積された電荷に基づく画像信号の読み出しが開始されるまでに、前記補正用信号の読み出しを終了するように制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
２次元マトリクス状に配置された複数の画素を備えた撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記複数の画素を同時にリセットするリセット工程と、
前記撮像素子の固定パターンノイズを補正するための補正用信号を前記撮像素子から読み出す補正用信号読み出し工程と、
前記複数の画素に電荷を蓄積させる電荷蓄積工程と、
前記電荷蓄積工程により蓄積された電荷を画像信号として読み出す画像信号読み出し工程とを有し、
前記リセット工程によって前記複数の画素を同時にリセットしてから、前記電荷蓄積工程と、前記補正用信号読み出し工程とを並行して行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像装置の制御方法に関し、特に、固定パターンノイズを除去するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置では、CMOS等の撮像装子が使用されている。CMOS撮像素子では、周辺回路をオンチップ化することが可能である。そこで、列ごとにオンチップ化された増幅回路を実現する技術や、列ごとに高いS／N比を実現する技術が提案されている。このCMOS撮像素子は、製造プロセスのばらつき等が要因で、各オンチップ回路に特性差が生じ、撮影画像に固定パターンノイズが発生してしまう。前記列ごとにオンチップ化された増幅回路の特性のばらつきであれば、縦筋状の固定パターンノイズが撮影画像に現れる。そこで、前記固定パターンノイズを除去して良好な画像を得ることが必要となる。
【０００３】
また、撮像装置では、レリーズボタンが操作されると、静止画像を撮影するために、露光動作が実行される。シャッターボタンが操作されてから露光開始（レリーズ）までの期間をレリーズタイムラグと呼ぶ。レリーズタイムラグが長いと、ユーザの意図した場面よりも遅れた時点の場面の画像が記録されてしまう。このため、レリーズタイムラグは短いことが望ましい。
【０００４】
前記固定パターンノイズの除去とレリーズタイムラグの短縮とを両立するため、特許文献１では、非露光状態の画像から、列ごとの補正用データを検出してメモリに記憶し、露光した画像から前記メモリに記憶した補正用データを差し引いている。また、前記補正用データを取得した時に、アンプ雑音等のランダムノイズを除去する必要がある。このランダムノイズを除去するために、非露光状態の画像を複数回取得する必要がある。この点について特許文献１では、レリーズタイムラグを短縮するため、撮影条件に応じて、読み出し回数や蓄積時間を制御している。
【０００５】
特許文献２では、撮像素子の画素を使用しないで、前述した縦筋状の固定パターンノイズ（列ノイズ）を補正するため、撮像素子の画素から垂直出力線に対する出力を止めて、列ノイズの取得動作を行う。この列ノイズの取得動作で画素から信号を読み出さないため、撮像素子の状態を、露光動作のための蓄積状態にすることができ、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１６０６４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように、列ノイズ等の固定パターンノイズの除去のために、非露光状態の画像から、列ごとの補正用データの検出と、開口画像の蓄積とを別のタイミングで行うと、レリーズタイムラグを短縮することの実現が難しくなる。
特許文献２では、開口画像の蓄積動作の前に行われる、複数の画素を同時にリセットする動作について記載がない。もし、固定パターンノイズの除去のための固定パターンノイズの検出動作が、前記複数の画素を同時にリセットする動作と同じタイミングで行われると、電源の変動が大きくなる。このため、固定パターンノイズを検出して得た補正用データの精度が悪くなる可能性がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の画素の電荷を同時にリセットする構成の撮像装置においても、固定パターンノイズを除去するための補正用信号の精度を保ちつつ、レリーズタイムラグを短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、２次元マトリクス状に配置された複数の画素を有する撮像素子と、前記複数の画素を同時にリセットしてから、前記複数の画素における電荷の蓄積動作と、前記撮像素子の固定パターンノイズを補正するための補正用信号を前記撮像素子から読み出す補正用信号読み出し動作とを並行して行うように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置の制御方法は、２次元マトリクス状に配置された複数の画素を有する撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、前記複数の画素を同時にリセットするリセット工程と、前記撮像素子の固定パターンノイズを補正するための補正用信号を前記撮像素子から読み出す補正用信号読み出し工程と、前記複数の画素に電荷を蓄積させる電荷蓄積工程と、前記電荷蓄積工程により蓄積された電荷を画像信号として読み出す画像信号読み出し工程とを有し、前記リセット工程によって前記複数の画素を同時にリセットしてから、前記電荷蓄積工程と、前記補正用信号読み出し制御工程とを並行して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の画素の電荷を同時にリセットする構成の撮像装置においても、固定パターンノイズを除去するための補正用信号の精度を保ちつつ、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】撮像装置の構成を示す図である。
【図２】撮像素子の構成を示す図である。
【図３】画素の構成を示す図である。
【図４】固定パターンノイズを示す図である。
【図５】第１の実施形態の撮像素子の駆動シーケンスを説明する図である。
【図６】第１の実施形態の撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】画素及びその周辺の構成を示す図である。
【図８】第２の実施形態の撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】第３の実施形態の撮像素子の駆動シーケンスを説明する図である。
【図１０】第３の実施形態の撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、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。
本実施形態では、撮像装置は、画像処理装置１００と、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００と、レンズユニット３００とを有する。これらの各ブロックの詳細について説明する。
【００１２】
まず、画像処理装置１００の内部について説明する。
シャッター１２は、露光量を制御するものである。撮像素子１４は、光学像を電気信号に変換する。撮像素子１４は、例えば、CMOS撮像素子である。Ａ／Ｄ変換器１６は、撮像素子１４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
タイミング発生回路１８は、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６及びＤ／Ａ変換器２６に、クロック信号や制御信号を供給する回路であり、システム制御回路５０によって制御される。タイミング発生回路１８内には、複数画素同時リセット制御回路１８０１、第１の補正用読み出し制御回路１８０２、蓄積制御回路１８０３、画像読み出し制御回路１８０４、及び第２の補正用読み出し制御回路１８０５が含まれる。尚、本実施形態では、第２の補正用読みだし制御回路１８０５を使用しない。
【００１３】
画像処理・補正回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６で得られたデータ（デジタル信号）に対して所定の補正処理や画素補間処理や色変換処理を行う。画像メモリ２４には、画像処理・補正回路２２で処理されたデータ（画像データ）が記憶される。Ｄ／Ａ変換器２６は、画像処理・補正回路２２から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。
画像表示部２８は、ライブビュー画像等を表示するものである。画像表示部２８は、例えば、ＴＦＴ方式のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。画像メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データは、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８に表示される。
【００１４】
圧縮・伸長回路３２は、画像データの圧縮・伸長を行う。
システム制御回路５０は、画像処理装置１００全体を制御する。システム制御回路５０は、周知のＣＰＵ等を内蔵する。
モードダイアルスイッチ６０は、ユーザが各種の機能撮影モードを設定するためのスイッチである。システム制御回路５０は、モードダイアルスイッチ６０の操作状態を検知して、自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、及び絞り優先撮影モード等の何れかに機能撮影モードを切り替えて設定することが可能である。
【００１５】
シャッタースイッチ（ＳＷ２）６４は、撮影するときにユーザが操作するスイッチである。システム制御回路５０は、シャッタースイッチ（ＳＷ２）６４の操作状態を検知し、その操作状態に基づいて静止画の撮影を開始させる。
動画記録・ストップスイッチ６７は、動画像の記録と停止をするときにユーザが操作するスイッチである。システム制御回路５０は、動画記録・ストップスイッチ６７の操作状態を検知する。システム制御回路５０は、動画記録・ストップスイッチ６７が押されたら、動画像の記録を開始し、動画記録、ストップスイッチ６７が再度押されたら、動画像の記録を停止する。
【００１６】
ＩＳＯ感度設定スイッチ６８は、ＩＳＯ感度を設定するときにユーザが操作するスイッチである。システム制御回路５０は、ＩＳＯ感度設定スイッチ６８の操作状態を検知し、その操作状態に基づいて、撮像素子１４或いは画像処理・補正回路２２におけるゲインの設定を変更することによりＩＳＯ感度を設定する。
シャッター秒時設定スイッチ６９は、シャッター秒時（シャッター１２の開閉動作の時間）を設定するときにユーザが操作するスイッチである。システム制御回路５０は、シャッター秒時設定スイッチ６９の操作状態を検知し、その操作状態に基づいて、シャッター１２の開閉タイミングを変更することによりシャッター秒時を設定する。
【００１７】
電源スイッチ７０は、撮像装置の電源のオン・オフをするときにユーザが設定するスイッチである。システム制御回路５０は、電源スイッチ７０の操作状態を検知し、その操作状態に基づいて、画像処理装置１００の電源オン、電源オフの各モードを切り替えることが可能である。また、システム制御回路５０は、電源スイッチ７０の操作状態に基づいて、画像処理装置１００に接続されたレンズユニット３００・記録媒体２００等の各種付属装置の電源オン、電源オフの各モードも切り替えることが可能である。
【００１８】
電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、及び通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等を備えて構成されている。システム制御回路５０は、電源制御部８０を介して、電池の装着の有無、電池の種類、及び電池残量の検出を行い、その検出の結果に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部に供給する。
電源部８６は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、Ｌｉ電池等の二次電池、及びＡＣアダプタ等を備える。コネクタ８２は、画像処理装置１００の本体側との接続を行うコネクタである。コネクタ８４は、電源部８６との接続を行うコネクタである。コネクタ８２、８４により画像処理装置１００の本体と電源部８６とが相互に電気的に接続される。
【００１９】
インターフェース９０は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースである。コネクタ９２は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体との接続を行うコネクタである。
撮像レンズ３１４からの光線は、ミラー１３０、１３２を介して光学ファインダ１０４に入射される。光学ファインダ１０４は、ミラー１３０が光軸にあるときには、入射光を結像する。これにより、ユーザは、撮影する静止画像の構図を確認することが可能である。レンズマウント１０６は、画像処理装置１００とレンズユニット３００とを物理的につなぐ接続部分になる。インターフェース１２０は、レンズユニット３００と電気信号で通信するためのインターフェースである。コネクタ１２２は、画像処理装置１００をレンズユニット３００と電気的に接続するコネクタである。
【００２０】
次に、レンズユニット３００の内部について説明する。
コネクタ３２２は、レンズユニット３００を画像処理装置１００と電気的に接続するコネクタである。レンズ制御部３２０は、コネクタ３２２を介して、画像処理装置１００からの信号を受ける。レンズ制御部３２０は、この信号により、撮像レンズ３１４の光軸上での位置を変更しフォーカスを制御する。同じようにレンズ制御部３２０は、画像処理装置１００からの信号を受け、絞り３１２の大きさを制御する。
続いて記録媒体２００の内部について説明する。
記録部２０７は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。コネクタ２０６は、画像処理装置１００との接続を行う。
【００２１】
次に、静止画像を撮影する場合の撮像装置の動作の一例を説明する。
まず、電源スイッチ７０が押されたら、システム制御回路５０は、撮像装置の電源をオンする。電源が立ちあがった後、ユーザがシャッタースイッチ（ＳＷ２）６４を押すと、システム制御回路５０は、静止画撮影のために各部を制御する。例えば、システム制御回路５０は、レンズ制御部３２０を介して、撮像レンズ３１４の位置と絞り３１２の大きさを、ユーザによる設定に基づいて変更する。また、システム制御回路５０は、光を撮像素子１４に光を導くため、光路にかからないようにミラー１３０を移動する。さらに、システム制御回路５０は、シャッター秒時設定に基づいた期間、シャッター１２が開くように、シャッター１２の動作を制御する。
【００２２】
撮像レンズ３１４に入射した光線は、絞り３１２、レンズマウント３１３、１０６及びシャッター１２を通じて撮像素子１４に光学像として結像される。撮像素子１４は、結像された光の信号を電気信号に変換する。この電気信号は、システム制御回路５０の指示によりＡ／Ｄ変換器１６でアナログ信号からデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、画像処理・補正回路２２で、補正処理、画像処理が施され、画像データとして画像メモリ２４に書き込まれる。
画像メモリ２４に書き込まれた画像データは、システム制御回路５０からの指示に基づき圧縮・伸長回路３２で圧縮される。圧縮された画像データは、インターフェース９０及びコネクタ９２、２０６を介して記録部２０７に記録される。
【００２３】
図２は、撮像素子１４の構成の一例を簡略化して示した図である。図２（ａ）は、撮像素子１４の構成の全体を示す図であり、図２（ｂ）は、撮像素子１４の画素２０３を種類別に示した図である。
図２（ａ）において、撮像素子１４は、２次元マトリクス状に配置された複数の画素２０３を備えている。ここではマトリクス状の垂直方向の並びを「列」と呼び、水平方向の並びを「行」と呼ぶ。垂直走査回路２０２は、各行の電荷の読み出しに必要な信号を各画素２０３の回路に出力し、各画素の画像信号を列出力線の一例である垂直出力線３１０に信号を出力させる。垂直出力線３１０に出力された各画素の画像信号は、各垂直出力線３１０につながっている列回路２０４を介して水平走査回路２０１に出力される。水平走査回路２０１は、１行分の画素２０３の画像信号の出力を水平方向に順次出力する。本実施形態では、以上のようにして画像信号読み出し動作が行われる。
また、図２（ｂ）に示すように、撮像素子１４の画素２０３は、シャッター１２を開けても遮光され露光しない（すなわち、常時遮光された）オプティカルブラック画素部２１０と、シャッター１２を開けると露光する開口画素部２２０との何れかに属する。
【００２４】
図３は、画素２０３の構成の一例を詳細に示す図である。
フォトダイオード３０４にて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号３０１に基づく転送スイッチ３０５の動作によって蓄積容量３０７に蓄積される。ソースフォロアアンプ３０８は、蓄積容量３０７に蓄積された信号電荷を電圧増幅し、増幅電圧に変換する。図３に示す例では、リセットスイッチ３０６と、蓄積容量３０７と、ソースフォロアアンプ３０８とでフローティングディフージョンアンプを構成している。
ソースフォロアアンプ３０８の出力は、行選択制御信号３０３に基づく行選択スイッチ３０９の制御により垂直出力線３１０に接続される。フォトダイオード３０４又は蓄積容量３０７に蓄積されている不要な電荷をリセットする場合には、リセット制御信号３０２に基づくリセットスイッチ３０６の制御によりリセットが実行される。転送制御信号３０１、リセット制御信号３０２、及び行選択制御信号３０３は、垂直走査回路２０２から各行にそれぞれ出力される。
【００２５】
図４は、撮像素子の固定パターンノイズの一例を示す図である。
前述した画素信号の読み出し手順のように、ある行の画素２０３群の出力は、各画素２０３に接続されている垂直出力線３１０に出力され、列回路２０４を介して、水平走査回路２０１に出力される。その際、１行の各列の画素２０３の画像信号は、各列の垂直出力線３１０と列回路２０４とを通る。撮像素子１４の製造ばらつきなどの差から、全ての画素２０３を遮光して各画素２０３の画像信号を読み出し、各画素２０３の画像信号を列ごとに平均すると、各列で、各画素２０３の画像信号の平均のレベルに差が表れる。これをダークシェーディングレベルと呼ぶ。各列でのダークシェーディングレベルを補正するため、補正データが必要になる。
【００２６】
例えば、図２に示した撮像素子１４の特定の列ｙ、ｚの各画素２０３の画像信号の平均のレベルを、図４（ａ）、（ｂ）に示す。撮像素子１４を遮光したときのレベルが目標のデジタル値になるように、Ａ／Ｄ変換器１６や画像処理・補正回路２２でレベルを補正する。目標のデジタル値を目標黒レベルとする。
図４（ａ）に示すように、ｙ列では、全ての画素２０３を遮光した時の各画素２０３の画像信号の平均のレベル（出力レベル）が、目標黒レベルよりも大きな値を有する。よって、図４（ｂ）に示すように、目標黒レベルよりも小さな値を持つ補正レベルがｙ列に対して設定される。一方、ｚ列では、図４（ａ）に示すように、出力レベルが、目標黒レベルよりも小さな値を有する。よって、図４（ｂ）に示すように、目標黒レベルよりも大きな値を持つ補正レベルがｚ列に対して設定される。前述の様に、補正後の出力が目標黒レベルになるように、補正用データを持つ。
以下、図１〜図４までで説明した撮像装置、撮像素子の構成・処理、現象を踏まえた上で、本実施形態の撮像装置の動作の一例を説明する。
【００２７】
図５は、本実施形態の撮像装置の撮像素子１４の駆動シーケンスの一例を説明する図である。図５（ａ）は、上記補正用データを生成するための補正用信号の読み出しの方が、画像を形成するための複数の画素における電荷の蓄積よりも早く終了する場合の撮像素子１４の駆動シーケンスの一例を説明する図である。図５（ｂ）は、画像を形成するための複数の画素における電荷の蓄積の方が、上記補正用データを生成するための補正用信号の読み出しよりも早く終了する場合の撮像素子１４の駆動シーケンスの一例を説明する図である。図５において、横軸が時間になり、各ブロックが撮像素子１４の状態を示している。また、図６は、静止画像を撮影する際の撮像装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
システム制御回路５０は、ユーザによりシャッタースイッチ６４が押されたことを検知すると、撮像素子１４をスタンバイ状態５０１にする（ステップＳ６０１）。
【００２８】
次に、システム制御回路５０は、スタンバイ状態５０１から、撮像素子１４の複数の画素を同時にリセットする複数画素同時リセット状態５０２に必要な設定が終わったら、静止画像を取得するために、撮像素子１４を複数画素同時リセット状態５０２にする。複数画素同時リセット状態５０２では、システム制御回路５０は、複数画素同時リセット制御回路１８０１を制御して、以下の複数画素同時リセットを実行する（ステップＳ６０２）。すなわち、システム制御回路５０は、撮像素子１４の開口画素部２２０のリセット制御信号３０２と転送制御信号３０１を制御して、本画像を読み出す。このために、システム制御回路５０は、複数の画素のそれぞれにおけるフォトダイオード３０４及び蓄積容量３０７に蓄積されている不要な電荷を一括してリセット（除去）する。ここでは、複数画素同時リセットの動作を、開口画素部２２０の画素２０３について行うようにしているが、オプティカルブラック画素部２１０の一部又は全ての画素２０３を共にリセットしてもよい。複数画素同時リセット状態５０２は、リセット後の電源が安定する期間も含んでいる。
【００２９】
複数画素同時リセット状態５０２では、複数画素同時リセットを行う（選択している）全ての画素２０３のリセットスイッチ３０６が動作し、さらに電荷のリセットにより多数の電荷が移動する。このため、電源（電圧）が変動する可能性が高い。よって、複数画素同時リセットを実行しているときには、撮像素子１４からの画像信号の読み出し動作をしない方が望ましい。
複数画素同時リセットが終了し、電源等が安定したら、システム制御回路５０は、補正用信号読み出し動作と電荷の蓄積動作とを同時に開始する。補正用信号読み出し動作とは、補正用データ読み出し状態５０３における撮像素子１４の固定パターンノイズを補正するための補正用信号を撮像素子１４から読み出す動作である。電荷の蓄積動作は、蓄積状態５０４における撮像素子１４の複数の画素のそれぞれで行われる。
【００３０】
補正用データ読み出し状態５０３では、システム制御回路５０は、第１の補正用読み出し制御回路１８０２を制御して以下の処理を実行する。システム制御回路５０は、常時遮光されている画素２０３（オプティカルブラック画素部２１０）の蓄積容量３０７に蓄積されている電荷を、ソースフォロアアンプ３０８で増幅電圧に変換する。そして、システム制御回路５０は、行選択制御信号３０３に基づき行選択スイッチ３０９を制御して、当該画素２０３の画像信号を垂直出力線３１０へ出力させる。垂直出力線３１０に出力された画像信号は、各垂直出力線３１０に繋がっている列回路２０４を介して水平走査回路２０１に出力される。水平走査回路２０１は、１行分の画像信号を、補正用信号として水平方向に順次出力する。この操作が必要な回数だけ繰り返される（ステップＳ６０３、Ｓ６０４）。上記捜査に必要な回数分の遮光状態の画素２０３の行数がない場合は、一度読んだ遮光状態の画素２０３の行を繰り返し読み出してもよい。補正用信号の読み出しが終了したら（ステップＳ６０４のＹｅｓ）、読み出し動作を停止する。図５（ａ）に示すように、補正用信号の読み出しが終了したときに、補正用信号読み出し状態５０３の処理と並行して実行している蓄積状態５０４の処理が続いている場合、システム制御回路５０は、第１の補正用読み出し制御回路１８０２の動作を停止させる。
【００３１】
蓄積状態５０４では、システム制御回路５０は、蓄積制御回路１８０３を制御して以下の処理を実行する。システム制御回路５０は、撮像素子１４の画素２０３の中で、補正用信号読み出し状態５０３の処理に使用していない画素２０３に対する転送制御信号３０１を制御して転送スイッチ３０５をオフする。そして、システム制御回路５０は、ユーザにより設定されているシャッター秒時の期間、シャッター１２を開けて露光状態にし、この期間が経過したらシャッター１２を閉じる（ステップＳ６０５）。シャッター１２の動作を終えたら（ステップＳ６０６でＹｅｓ）、システム制御回路５０は、蓄積制御回路１８０３を制御して、蓄積露光を完了する。
図５（ｂ）に示すように、蓄積状態５０４が完了した後も補正用信号読み出し状態５０３が続いている場合、画像読み出し状態５０５に入れる状態（蓄積状態５０４の処理が完了した状態）で待機しておく。蓄積状態５０４は、露光しない状態なので蓄積状態５０４の処理を継続したままでも構わない。
【００３２】
以上のようにして並行して実行していた補正用信号読み出し状態５０３の処理と、蓄積状態５０４の処理との両方共が終了したら（ステップＳ８０７でＹｅｓ）、画像読み出し状態５０５の処理に移る（ステップＳ６０８）。画像読み出し状態５０５では、システム制御回路５０は、画像読み出し制御回路１８０４を制御して以下の処理を実行する。まず、システム制御回路５０は、転送制御信号３０１に基づき転送スイッチ３０５を作動させて、フォトダイオード３０４にて発生及び蓄積された電荷を蓄積容量３０７に蓄積させる。システム制御回路５０は、蓄積容量３０７に蓄積された電荷を、ソースフォロアアンプ３０８で増幅電圧に変換し、行選択制御信号３０３に基づき行選択スイッチ３０９を制御して、当該電荷に基づく画像信号を垂直出力線３１０へ出力させる。垂直出力線３１０に出力された画像信号は、各垂直出力線３１０に繋がっている列回路２０４を介して水平走査回路２０１に出力される。水平走査回路２０１は、１行分の画像信号を、撮影画像信号として水平方向に順次出力する。
【００３３】
以上のように本実施形態では、撮像素子１４の開口画素部２２０を含む領域の複数の画素２０３に蓄積されている電荷を一括してリセットする処理を行う（複数画素同時リセット状態５０２）。これが終了してから、遮光されている画素２０３の画像信号の読み出し（補正用データ読み出し状態５０３）と、当該画素２０３以外の画素２０３に対する電荷の蓄積（蓄積状態５０４）とを同時に開始し、これらを並行して行う。したがって、電荷蓄積を、補正用データの読み出しを待たずに行える。このため、レリーズタイムラグが短縮できる。さらに補正用データ読み出し状態５０３の処理を、複数画素同時リセット状態５０２のときには行わないようにすることで、正確な補正用データの取得が可能になる。複数の画素の電荷を同時にリセットする構成の撮像装置においても、固定パターンノイズ除去用の補正用信号（補正用データ）の精度を保ちつつ、レリーズタイムラグを短縮することができる。
【００３４】
（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。第１の実施形態では、補正用信号読み出し状態５０３において、常時遮光されている画素２０３の画像信号の読み出しを行った。これに対し、本実施形態では、画素２０３から画像信号の読み出しをせずに垂直出力線３１０をある電位に固定（クランプ）して、補正用信号を読み出す。このように、本実施形態と第１の実施形態とでは、補正用信号読み出し状態５０３の処理の一部が主として異なる。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６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。
【００３５】
図７は、画素２０３及びその周辺の構成の一例を示す図である。また、図８は、静止画像を撮影する際の撮像装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
システム制御回路５０は、第２の補正用読み出し制御回路１８０５を制御して以下を実行する。まず、システム制御回路５０は、垂直出力線固定電圧信号７０１を制御して垂直出力線固定電圧スイッチ７０２をオンする。システム制御回路５０は、垂直出力線３１０を所定の電位に固定した状態で垂直出力線３１０の出力を、補正用信号として、列回路２０４を介して水平走査回路２０１に出力する。このとき、画素２０３に蓄積されている電荷の読み出しは停止される。水平走査回路２０１は、１行分の画像信号の出力を水平方向に順次出力する（ステップＳ８０１）。この他の動作は、第１の実施形態と同じである。尚、本実施形態では、第１の補正用読み出し制御回路１８０２を使用しない。
以上のようにすれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、補正用信号の読み出し動作において、補正用信号を取得するために、撮像素子１４にオプティカルブラック画素部２１０を設ける必要がなくなるという効果が得られる。
【００３６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。第１、第２の実施形態では、常時遮光されている画素２０３の画像信号の読み出し（補正用信号読み出し状態５０３）と、当該画素２０３以外の画素２０３に対する電荷の蓄積（蓄積状態５０４）とを同時に開始した。これに対し、本実施形態では、遮光されている画素２０３の画像信号の読み出し（補正用信号読み出し状態５０３）の開始を、当該画素２０３以外の画素２０３に対する電荷の蓄積（蓄積状態５０４）よりも遅らせるようにする。このように、本実施形態と、第１、第２の実施形態とは、常時遮光されている画素２０３の画像信号の読み出し（補正用信号読み出し状態５０３）の開始のタイミングに関する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、第２の実施形態と同一の部分については、図１〜図８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。
【００３７】
図９は、本実施形態の撮像装置の撮像素子１４の駆動シーケンスの一例を説明する図である。また、図１０は、静止画像を撮影する際の撮像装置の動作の一例を説明するフローチャートである。
システム制御回路５０は、補正用信号の読み出しに必要な時間が予めわかっている場合、その時間と、設定された蓄積時間とに基づいて、補正用信号の読み出しを開始するタイミングを決定する。このとき、補正用信号読み出し状態５０３の開始のタイミングが、蓄積状態５０４の開始のタイミングよりも後になるようにする。
【００３８】
本実施形態では、システム制御回路５０は、複数画素同時リセット状態５０２が終了するタイミングと、設定された蓄積時間から、蓄積状態５０４の終了のタイミングを割り出す。そして、システム制御回路５０は、この蓄積状態５０４の終了のタイミングと同じタイミングで補正用信号読み出し状態５０３が終了するように、補正用信号読み出し状態５０３の開始のタイミングを計算する。そして、システム制御回路５０は、その計算の結果に基づいて、第１の補正用読み出し制御回路１８０２の制御を開始させる。第１の補正用読み出し制御回路１８０２の動作を開始させるまで、第１の補正用読みだし制御回路１８０２を待機状態にしておく（ステップＳ１００１）。この他の動作は、第１の実施形態と同じである。尚、本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、複数画素同時リセットが終了し、電源等が安定すると蓄積状態５０４における処理が開始されるようにする。
図９では、補正用信号読み出し状態５０３と蓄積状態５０４とが同時に終了するように、補正用信号読み出し状態５０３の処理を開始する場合を例に挙げて示している。
以上のようにすれば、第１、第２の実施形態で説明した効果に加えて、複数の画素２０３を同時にリセットすることの影響が、補正用信号の読み出しに及ぶことを、より少なくできるという効果が得られる。
尚、補正用信号読み出し状態５０３と蓄積状態５０４の処理を同時に終了させる必要はなく、補正用信号読み出し状態５０３の処理の方が、蓄積状態５０４の処理よりも前又は後に終了するようにしてもよい。ただし、画像読み出し状態５０５の処理が開始されるまでに、補正用信号読み出し状態５０３の処理と蓄積状態５０４の処理とが終了するようにする。
【００３９】
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。
【００４０】
（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】
【００４１】
１４  撮像素子、１００  画像処理装置、２０３  画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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