(57)【要約】【課題】  ノイズ源の周波数を直接検出する機構が無くても、大幅に処理時間を増大することなく、ノイズの周波数を検出すること。【解決手段】  被写体の光学像を画像信号に変換して出力する撮像素子（１０２）と、前記撮像素子の各走査線の画素を走査する駆動周期を設定する全体制御部（１０６）と、前記撮像素子から出力された信号と、前記設定手段により設定された駆動周期とから、前記出力された信号に重畳したノイズの周波数を検出する画像処理部（１０５）とを有し、前記画像処理部により検出を行う場合に、前記全体制御部は、前記駆動周期として、前記撮像素子の各走査線の予め決められた一部の画素を走査するための第１の駆動周期を設定する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を画像信号に変換して出力する撮像素子と、
前記撮像素子の各走査線の画素を走査する駆動周期を設定する設定手段と、
前記撮像素子から出力された信号と、前記設定手段により設定された駆動周期とから、前記出力された信号に重畳したノイズの周波数を検出する検出手段とを有し、
前記検出手段により検出を行う場合に、前記設定手段は、前記駆動周期として、前記撮像素子の各走査線の予め決められた一部の画素を走査するための第１の駆動周期を設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記撮像素子から出力された信号の強度が、前記走査線に対して垂直な方向に周期的に変動している場合に、該変動の周波数と、前記第１の駆動周期とに基づいて前記ノイズの周波数を検出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】
前記撮像素子は、被写体の光学像を画像信号に変換して出力する２次元状に配列された複数の画素からなる有効画素領域と、遮光された複数の画素からなる遮光領域とを有し、前記撮像装置は、
前記有効画素領域の画素から出力された画像信号を、それぞれ、前記遮光領域の同じ走査線の画素から出力された信号を用いて補正する補正手段を更に有し、
前記変動の周波数は、ノイズの周波数と各走査線の画素を走査する駆動周期とに応じて変化し、
前記設定手段は、前記検出手段により検出された前記ノイズの周波数に基づいて、前記変動の周波数が前記補正手段により補正することが可能な周期の範囲内となる第２の駆動周期を設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】
前記第２の駆動周期で前記撮像素子の一部の走査線を走査した場合の前記変動の周波数が、前記補正手段により補正することが可能な周波数の範囲内にあるかどうかを判定する判定手段を更に有し、
前記判定手段により、前記補正手段により補正することが可能な周波数の範囲内に無いと判定された場合に、前記設定手段により前記第１の駆動周期より短い第３の駆動周期を設定し、前記検出手段によりノイズの周波数を検出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】
前記検出手段により検出を行う場合に、前記設定手段は、前記撮像素子の特性に基づいて前記第１の駆動周期を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
温度検出手段を更に有し、
前記設定手段は、前記温度検出手段の出力に応じて前記第１の駆動周期を設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記設定手段は、前記第１の駆動周期をＴＨとした場合に、検出しようとするノイズの周波数ｆの上限に対し、ｆ＜１／（２×ＴＨ）となる前記第１の駆動周期を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像装置に着脱可能なアクセサリの装着を検出する装着検出手段と、
前記アクセサリ内のノイズ源の周波数情報を記録した記録手段とを更に有し、
前記設定手段は、前記装着検出手段により前記アクセサリの装着が検出された際に、前記アクセサリに対応する前記周波数情報に基づいて前記第１の駆動周期を設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記周波数情報は、前記アクセサリ内の発振回路の駆動周波数及びバラツキに関する情報を含むことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記設定手段は、前記周波数情報が示す周波数が予め決められたノイズの周波数より高い場合に、前記周波数情報に基づいて、前記第１の駆動周期を設定することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
設定手段が、被写体の光学像を画像信号に変換して出力する撮像素子の各走査線の画素のうち、予め決められた一部の画素を走査する第１の駆動周期を設定する設定工程と、
検出手段が、前記第１の駆動周期で走査して前記撮像素子から読出した信号と、前記第１の駆動周期とから、前記読出した信号に重畳したノイズの周波数を検出する検出工程と
を有する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、撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像素子では、フォトダイオードに蓄積された電荷を読出し回路で電気信号に変換し、変換した電気信号を増幅して出力している。この過程において、撮像素子では、画質を悪化させる要因となるノイズが発生してしまう。代表的なものとして、画素の読出し回路でのリセットノイズや、読出し回路を構成する部品のばらつきに起因するノイズ、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】
これらのノイズを低減するために、以下のように電荷を読出す撮像素子が知られている。まず、フォトダイオードから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後段の回路及び、画素の読出し回路をリセットし、このリセット動作時に生じるノイズ成分（Ｎ信号）を読み出す。次に、フォトダイオードに蓄積された電荷（Ｓ信号）を、画素内の後段の回路に転送して読み出す。そして、読出したＳ信号からＮ信号を減算することで（以下、「Ｓ−Ｎ動作」と呼ぶ。）、ノイズ成分を除去する。
【０００４】
しかしながら、Ｎ信号とＳ信号ではサンプリングタイミングが異なるため、撮像素子の画像読出し期間に、周期的なノイズが撮像素子へ供給される電源ラインやグラウンドラインに重畳すると、Ｓ−Ｎ動作により画像に縞状のノイズが発生することが知られている。これは、画像読出し時に電源の変動によりＮ信号とＳ信号の転送時の基準電圧に差が出ると、Ｓ−Ｎ動作を行った際、この差が画像の出力信号のオフセットとなるためである。読出しは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、それが画像に横縞状のパターンノイズ（横縞）となって現れる。
【０００５】
この様な画像に発生する横縞を補正するために、画像信号を出力する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）領域の出力を用いて補正する方法が知られている。例えば、ＨＯＢ領域では、行方向に平均値を算出してオフセット分を抽出し、このオフセット値を列方向に複数行分の移動平均したものを補正値として生成する。このようにして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、オフセット成分を補正し、横縞ノイズを補正することができる。
【０００６】
このようにＨＯＢ領域からの信号を用いた補正は、ＨＯＢ領域の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、補正値にある程度の移動平均フィルタをかけて補正を行う必要がある。このため、低周波の横縞除去には効果のある補正であるが、高周波の横縞は完全に除去することができない。したがって、横縞を発生させるノイズ源の周波数によっては前述の補正では充分な効果が得られない場合がある。
【０００７】
例えば、ノイズ源となる撮像素子に供給される電源の電源駆動用の発振回路周波数が温度変化の影響等で変動してしまうと、撮像素子の基準電圧のノイズの周波数も変動してしまう。ノイズの周波数の変動により画像に発生する横縞の周波数が高周波側に変化した場合、横縞が残ってしまう場合がある。
【０００８】
上記した問題に対して、特許文献１では、電源ノイズの周波数と温度の関係から電源ノイズの周波数を予測し、予測した周波数から、画像の１行読出し期間（以下、「ＨＤ期間」と呼ぶ）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を提案されている。これにより、電源ノイズのばらつきによって発生する縞状のノイズを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、交換レンズ等のアクセサリ内部に備えたアクチュエータや電源回路から発生する磁気ノイズや電波ノイズ等、撮像装置の外部のノイズ源から入ってくるノイズに対しては対応することが困難だった。
【００１１】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、大幅に処理時間を増大することなく、画像信号に重畳するノイズの周波数を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体の光学像を画像信号に変換して出力する撮像素子と、前記撮像素子の各走査線の画素を走査する駆動周期を設定する設定手段と、前記撮像素子から出力された信号と、前記設定手段により設定された駆動周期とから、前記出力された信号に重畳したノイズの周波数を検出する検出手段とを有し、前記検出手段により検出を行う場合に、前記設定手段は、前記駆動周期として、前記撮像素子の各走査線の予め決められた一部の画素を走査するための第１の駆動周期を設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大幅に処理時間を増大することなく、画像信号に重畳するノイズの周波数を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態における撮像素子の画素領域を示す図。
【図３】実施の形態における撮像素子の１画素及び読出し回路の概略等価回路図。
【図４】本実施形態における撮像素子の通常の読み出し動作を示すタイミングチャート。
【図５】画像読出し時、電源ラインにノイズが混入した場合にＳ−Ｎ動作で生じるオフセットについて示す図。
【図６】ノイズの周波数とＨＤ期間、及び横縞の関係を示す図。
【図７】撮像素子の読出し列数を変更させた場合の読出し領域とＨＤ期間との関係の一例を示す図。
【図８】第１の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図９】第１の実施形態におけるノイズの周波数とＨＤ期間及び、横縞の周期（行数）の関係を示す図。
【図１０】第２の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態における撮像装置に接続されるアクセサリとバラツキ、読出し列数の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１において、周知の撮影用レンズ（以下、単に「レンズ」と呼ぶ。）１０１には不図示のモータが備えられ、焦点を合わせることにより、撮像素子１０２の受光面に被写体の光学像を結像させる。撮像素子１０２は、レンズ１０１により結像された被写体の光学像を画像信号として取り込み、後述するノイズ除去処理してから出力する。
【００１７】
ここで、撮像素子１０２の構成について説明する。図２に示すように、撮像素子１０２の画素領域２００は２次元状に配列された複数の画素から成り、露光される領域である有効画素領域２０１と、遮光された領域である水平オプティカルブラック（ＨＯＢ）領域２０２（遮光領域）とに分かれている。
【００１８】
図３は、第１の実施形態における撮像素子１０２の１画素及び読出し回路の概略等価回路図を示す。画素３０１は、フォトダイオード（ＰＤ）３０２、転送スイッチ３０３、フローティングディフュージョン部（ＦＤ）３０４、増幅トランジスタ３０５、リセットスイッチ３０６、選択スイッチ３０７を含む。画素３０１から読出された信号は、垂直出力線３０８を介して、読出し回路に入力される。垂直出力線３０８には定電流源３０９が接続されている。
【００１９】
読出し回路は、クランプコンデンサ３１０、読出し回路をリセットするためのリセット電源に接続するためのリセットスイッチ３１１、容量ＣＴＮ及びＣＴＳ、容量ＣＴＮ及びＣＴＳへの書き込みを制御するスイッチ３１２及び３１３を含む。更に、容量ＣＴＮ及びＣＴＳに書き込まれた信号を差動アンプ３２０へ転送するためのスイッチ３１４及び３１５を含む。なお、読出し回路は、同じ列に配列された複数の画素により共有される。
【００２０】
図４は、図３に示す構成を有する画素及び読出し回路における、通常の１画素分の読出し動作を示すタイミングチャートである。ここでは、予め決められた露光時間が終了して、ＰＤ３０２に電荷が蓄積されているものとする。時刻ｔ１において、水平同期信号ＳＹＮＣが立ち上がるとともに、選択された行（走査線）の制御信号φＳＥＬがＬからＨとなる。これにより選択された行の選択スイッチ３０７がオンし、選択された行の画素を走査して得られた信号を垂直出力線３０８に出力することが可能となる。
【００２１】
時刻ｔ２では、リセットパルス信号φＲＥＳがＬからＨとなり、リセットスイッチ３０６がオンし、ＦＤ３０４の電位がリセットされる。時刻ｔ３には、リセットパルス信号φＲＥＳがＨからＬとなり、リセットスイッチ３０６がオフし、ＦＤ３０４のリセットが解除される。このときのＦＤ３０４の電位は、垂直出力線３０８に増幅トランジスタ３０５を介してノイズ成分（Ｎ信号）として読み出され、クランプコンデンサ３１０に入力される。時刻ｔ４で制御信号φＴＮ１をＨにしてスイッチ３１２をオンして、クランプされたＮ信号を容量ＣＴＮへ書き込む。その後、時刻ｔ５で制御信号φＴＮ１をＬとしてスイッチ３１２をオフし、容量ＣＴＮへのＮ信号の書き込みを終了する。
【００２２】
次に、時刻ｔ６で制御信号φＴＳ１をＨとし、スイッチ３１３をオンにして、容量ＣＴＳに信号を書き込み可能な状態とする。続いて、時刻ｔ７で転送パルス信号φＴＸをＨとして、ＰＤ３０２に蓄積された電荷（Ｓ信号）をＦＤ３０４へ読み出す。そして、時刻ｔ８で転送パルス信号φＴＸをＬとする。これにより、ＦＤ３０４には、Ｓ信号にノイズ成分が重畳した信号（Ｓ＋Ｎ信号）が保持されることになる。ＦＤ３０４に保持されたＳ＋Ｎ信号は、増幅トランジスタ３０５により電圧に変換されて垂直出力線３０８に現れ、クランプコンデンサ３１０によりクランプされた後、容量ＣＴＳに書き込まれる。時刻ｔ９で制御信号φＴＳ１をＨからＬに切り替えてスイッチ３１３をオフし、容量ＣＴＳへの書き込みを終了する。ここまでの動作で、容量ＣＴＮにはＮ信号が、また、容量ＣＴＳには、Ｓ＋Ｎ信号が保持される。
【００２３】
そして、時刻ｔ１０で、φＴＳ２及びφＴＮ２を同時にオンすることで、容量ＣＴＮ及び容量ＣＴＳに保持されたＮ信号及びＳ＋Ｎ信号が同時に差動アンプ３２０に出力され、その差分であるＳ信号が出力される（Ｓ−Ｎ動作）。時刻ｔ１１で、φＴＳ２及びφＴＮ２をオフにすると共に、制御信号φＳＥＬをＨからＬとして、選択スイッチ３０７をオフし、選択された行の画素の読み出しを終了する。このように差分動作を行うことにより、画素や読出し回路毎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。
【００２４】
図１の説明に戻り、Ａ／Ｄ変換部１０３は、撮像素子１０２から出力される画像信号のアナログ−デジタル変換を行う。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、各種補正やデータの圧縮等を行う。また、信号処理部１０４は、図２に示す撮像素子１０２のＨＯＢ領域２０２から得られる信号を用いて、垂直方向のシェーディング（オフセット）を取得する。そして、垂直方向に複数画素単位で移動平均演算を行って補正値を算出し、算出した補正値を有効画素領域２０１の画素の出力信号から減算することにより、横縞の補正を行う。
【００２５】
タイミング発生部１１３は、撮像素子１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３、信号処理部１０４に各種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から出力された画像信号に対して、所定の画素補間処理や色変換処理を行うとともに、必要に応じて撮像した画像データを用い、所定の演算処理を行う。また、画像処理部１０５では横縞強度の検出及びノイズの周波数の算出も実施する。ここで、横縞強度とは、例えば、横縞の振幅の最大値で判断する。メモリ部１０７は画像データを一時的に記憶する。
【００２６】
全体制御部１０６は撮像装置１００全体を制御する。記録媒体１０９は画像データを記録するための着脱可能な半導体メモリ等からなる。フラッシュ発光部１１１はＡＦ補助光の投光やフラッシュ調光を行う。電源部１１５は電池などから供給された電圧を所望の電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路を介し、必要な電圧を、必要な期間、各部に供給する。表示部１０８は、例えばＴＦＴ方式のＬＣＤからなる。温度計１１０（温度検出手段）は、撮影環境における周囲温度やカメラ内部（撮像素子周辺等）の温度を測定する。
【００２７】
次に、ノイズと画像に現れる横縞との関係について説明する。図５は、第１の実施形態に関わる、画像読出し時に撮像素子１０２の基準電圧に周期的なノイズが混入した際のＳ−Ｎ動作で生じるオフセット成分について示す。撮像素子１０２では、上述したように、Ｎ信号を読み出すタイミングと、Ｓ＋Ｎ信号を読出すタイミングが異なるため（Δｔ）、読み出し時に基準電圧の変動があると、行毎に出力信号にオフセットが生じる。このオフセットによって画像に周期的な横縞（信号の強度の周期的な変動）が生じる。
【００２８】
このようなＳ−Ｎ動作時に正弦波状のノイズが重畳した時の横縞Ｙは、次式によって表すことができる。
【００２９】
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【００３０】
上記の式（１）のうち、画像に発生する横縞の周波数は、第２項の
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【００３１】
によって定まる。つまり、ノイズの周波数ｆと１行読出し周期（ＨＤ期間）ＴＨによって、横縞の周波数は変化する。また、式（２）から、画像の横縞の周波数は、周波数ｆの正弦波をＨＤ期間ＴＨの逆数ｆh＝１／ＴＨでサンプリングした場合と等しくなるということが言える。
なお、サンプリング定理によりナイキスト周波数ｆｈ／２よりも高い周波数は折り返される。
【００３２】
具体例を図６を参照して説明する。図６はノイズの周波数と１行読出し周期（ＨＤ期間）及び、発生する横縞の関係を示す概念図である。図６（ａ）はノイズの周波数が撮像素子のＨＤ期間の２倍の逆数より小さい場合を示した図である。図６（ｂ）はノイズの周波数がＨＤ期間の２倍の逆数の場合を示した図である。
【００３３】
画像出力はノイズの周波数をＨＤ期間の逆数の周波数でサンプリングしたものである。したがって、図６（ａ）で示している通り、サンプリング定理よりノイズの周波数がＨＤ期間の２倍の逆数より小さい場合には、ノイズの周波数と、画像の横縞周波数が一対一で対応するため、横縞周波数からノイズの周波数を検出することができる。一方、図６（ｂ）で示している通り、ノイズの周波数がＨＤ期間の２倍の逆数より大きい場合にはエイリアシングが発生し、横縞周波数からノイズの周波数を正確に検出することができない。
【００３４】
従って、横縞の周波数は次式（３）により求めることができる。
【００３５】
2016039461.tif 000005
【００３６】
また、サンプリング定理よりノイズの周波数ｆとＨＤ期間ＴＨの関係が以下に示す式（４）のようであれば、画像の横縞の周波数とノイズの周波数ｆは一対一で対応する。
ｆ  ＜  １ / （２×ＴＨ）      …（４）
【００３７】
以上説明したように、ノイズと画像に現れる横縞の関係はノイズの周波数ｆとＨＤ期間ＴＨの関係により変化し、ノイズの周波数ｆとＨＤ期間ＴＨの関係が式（４）を満足する場合は画像に現れる横縞の周波数からノイズの周波数ｆを算出可能であることが分かる。また、ノイズの周波数ｆとＨＤ期間ＴＨの関係が式（４）を満足しない場合には、画像に現れる横縞の周波数はノイズの周波数ｆと一致しないことが分かる。つまり、ノイズの周波数とＨＤ期間ＴＨの関係が式（４）を満足するようにＨＤ期間ＴＨ（第１の駆動周期）を設定することにより、画像に現れる横縞からノイズの周波数を検出することが可能である。
【００３８】
以下、具体例を用いて、ＨＤ期間ＴＨを変更することにより、画像出力からノイズの周波数を検出する方法について説明する。一例として、撮像素子１０２の画素領域２００のサイズは４０００行、６０００列であるものとし、ＨＤ期間ＴＨは２３．４μｓｅｃとする。この場合、撮像素子１０２の出力から検出可能なノイズの周波数ｆの最大値は約２１ｋＨｚである。
【００３９】
読み出し列数を変化させることにより、ＨＤ期間ＴＨを変化させると、撮像素子１０２の出力から検出可能なノイズの周波数の上限値が変化する。例えば、読み出し列数を３２０行にすることにより、ＨＤ期間ＴＨは１．２５μｓｅｃになり、検出可能なノイズの周波数も同時に２１ｋＨｚから４００ｋＨｚになる。
【００４０】
図７に撮像素子１０２の読出し列数を変更させた場合の読出し領域とＨＤ期間との関係の一例を示す。図７（ｂ）に示す通り、全列を読み出す場合はＨＤ期間は長く、既に説明した図６（ｂ）に示すように画像出力の横縞の周期からノイズの周波数を検出できない状態である。これに対し、図７（ａ）は撮像素子１０２の一部の列のみを読み出す場合の撮像素子１０２内の読出し領域とＨＤ期間の一例である。ＨＤ期間はノイズの周波数を検出するのに充分な時間まで短縮されており、図６（ａ）に示したように画像出力の横縞からノイズの周波数を検出することができる。
【００４１】
次に、本発明の第１の実施形態におけるノイズ周波数検出処理について、図８のフローチャートに従って説明する。ノイズ周波数検出処理を開始すると、Ｓ１０１では画像処理部１０５が、ノイズの周波数を検出するためのＨＤ期間ＴＨを決定する。ここでは初期値として、例えば、読み出し列数３２０列、ＨＤ期間ＴＨ＝１．２５μｓｅｃを設定する。この読出し列数３２０列は、撮像素子１０２の特性を元に予め決定される値であり、例えば、読出し列数は、標準誤差の値を基準に決定することができる。一例として、撮像素子１０２のゲインを１６倍にした際のダークノイズの標準偏差が１６であったとすると、標準誤差は標準偏差をサンプル数の正の平方根で割った値である。標準誤差を１以下にしたい場合、約２５０個のサンプルを得れば良いため、２５０列以上であれば満足できることが分かる。
【００４２】
Ｓ１０２において全体制御部１０６は、Ｓ１０１で決定されたＨＤ期間ＴＨを用いて、撮像素子１０２の読み出しを行う。Ｓ１０３において、画像処理部１０５はＳ１０２で得られた撮像素子１０２の出力における横縞の周波数の情報からノイズの周波数を算出する。具体的には、信号処理部１０４からの出力に対し、画像処理部１０５が垂直方向へのシェーディングを演算し、その演算結果に対してさらにＦＦＴ（高速フーリエ変換）をかけ、ノイズの周波数を算出する。
【００４３】
次に、Ｓ１０４で横縞強度が１０ＬＳＢ以上であるか否かを判定する。１０ＬＳＢ未満の場合にはＳ１１１に進んでノイズ周波数検出フローを終了し、１０ＬＳＢ以上である場合はＳ１０５に進む。Ｓ１０５では、画像処理部１０５が、Ｓ１０１で設定したノイズ周波数検出用のＨＤ期間ＴＨではなく、実際の画像撮影に使用可能なＨＤ期間ＴＨで撮影を行った場合に画像に現れる横縞の周波数を推定し、実際の画像撮影に用いるＨＤ期間ＴＨ（第２の駆動周期）を決定する。
【００４４】
ここで、ノイズの周波数が３３ｋＨｚという結果がＳ１０３で得られている場合における、検出されたノイズの周波数とＨＤ期間及び、横縞の周期（行数）の関係を図９に示す。図９（ａ）に示す例では、ノイズの周波数３３ｋＨｚでは、ＨＤ期間を実際の撮影で用いる初期値の２３．４μｓｅｃでは、横縞の周期は４行周期であるが、３０．３μｓｅｃでは、５００行以上である。ＨＯＢ領域２０２からの信号を用いた横縞補正の効果が得られる横縞の周期（行数）を１５行とすると、図９（ａ）の３０μｓｅｃ周辺を拡大した図９（ｂ）から、２８．４μｓｅｃから３２．２μｓｅｃの間にＨＤ期間ＴＨを設定すれば良いことが分かる。
【００４５】
Ｓ１０６ではＳ１０５で算出したＨＤ期間ＴＨに変更することにより、所望の横縞の周期の範囲内となっているか否かを確認する。具体的には、画像処理部１０５はＳ１０３の演算結果から得られたＨＤ期間ＴＨのうち、横縞の周期が最大になるＨＤ期間ＴＨ、ここでは３０．３μｓｅｃに設定し、かつ、処理時間を短縮するために一部の行のみ読出しを行う。例えば、読み出し行数を１２０行に設定し、撮像素子１０２から出力を得る。
【００４６】
Ｓ１０７において、画像処理部１０５はＳ１０７で得られた出力の横縞の周期を求める。Ｓ１０８において、画像処理部１０５は、Ｓ１０７の演算結果がＨＯＢ領域２０２からの信号に基づいて所望の通りの補正が得られる周期（上述した例では１５行以上）かどうかを判定する。Ｓ１０８で判定の結果、所望の通りの補正が得られる周期行数であった場合、画像処理部１０５はＨＤ期間ＴＨをＳ１０５で算出した値、ここでは３０．３μｓｅｃの設定を保持し、記録用画像の撮影をする時の設定値として、処理を終了する。
【００４７】
上記ようにして設定したＨＤ期間ＴＨで記録用画像を取得することにより、設定前の状態で撮影した場合に画像に現れていたＨＯＢ領域２０２からの信号に基づく横縞補正が効かない高周波の横縞を、補正の効く低周波の横縞に変更することが可能になる。
【００４８】
一方、Ｓ１０８で補正可能な行数以上では無いという結果が得られた場合、横縞は想定しているノイズによる周波数では無く、エイリアシングが発生しているということになる。この場合、ノイズの周波数を検出する際のＨＤ期間を短縮するために読出し列数を削減し、出力を取得するため、Ｓ１１０へ移行する。Ｓ１１１では現在設定されている読出し列数が８０列かどうか確認する。１回目の判定では、Ｓ１０２で３２０列と設定しているのでＳ１０２に戻り、読出し列数を３２０列から８０列に変更する。
【００４９】
８０列に変更する場合、サンプル数が３２０に比べ４分の１になり、標準誤差が４倍になる。つまり、標準誤差が１．７８となって１を超えるため、横縞強度の閾値も１０ＬＳＢから１２ＬＳＢに変更する。第１の実施形態では、誤差を少なくするため、最初は３２０列を選択し、３２０列読出し時のＨＤ期間の設定では読み出せない周波数のノイズが入った場合にのみ、読出し列数を変更する。
【００５０】
Ｓ１０２以降の処理は先に説明した通りであり、読出し列数を８０列に変更して同様の処理を行う。３２０列から８０列に変更したことによりサンプリング周期が４分の１になり、検出可能なノイズの周波数の最大値が４倍になる。この条件で再び出力を得、Ｓ１０８の確認結果がＨＯＢ領域２０２からの信号に基づく横縞補正可能な行数以上と判断されない場合、再びＳ１１０へ移行する。ここでは８０列設定になっているため、これ以上列数を削減することはできないので、ノイズの周波数の検出は困難と判断し、処理を終了する。
【００５１】
以上述べたように、ノイズ源の駆動周波数を検出する機構を撮像装置内に備えていない場合でも、読出し列数を変更してＨＤ期間ＴＨを変更することにより得られる撮像素子の出力から、横縞ノイズの周波数を検出することが可能となる。また、読出し列数を撮像素子の特性に合わせて減少させることにより、撮像素子のバラツキを抑えた横縞周波数を検出することが可能となる。また、検出した横縞の周波数をＨＯＢ領域からの信号に基づく補正が効く低周波側の周波数に変化させることができたかどうかを確認する際、読出す行数を全体の一部とすることにより検出結果の確認時間を低減することができる。また、確認の結果、補正が効く低周波側の周波数に変化させることができなかった場合には読出し列数をさらに削減させることにより、検出可能なノイズの周波数の上限を変更することができる。
【００５２】
＜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２の実施形態では、横縞の発生源となるノイズ源の駆動周波数の概略の値を予め入手可能な場合について説明する。撮像装置１００に着脱可能なアクセサリには、撮像装置１００側で装着を検出可能なものがある。例えばレンズの場合、第１の実施形態で説明した撮像装置１００内の全体制御部１０６がレンズと通信を実施することにより、レンズについての情報を取得することが可能である。
【００５３】
第２の実施形態ではレンズを装着した場合について説明する。レンズ内（アクセサリ内）の電源駆動用の発振回路の周波数は個体によりバラツキがある。また、同じ個体であっても温度変化によっても駆動周波数が変動する。そのため、画像に発生する横縞の周波数も変化してしまう。ここでは、装着されたレンズの基本的な駆動周波数が３３ｋＨｚであって、±１０％の範囲でバラつき、下限値が２９．７ｋＨｚで上限値は３６．３ｋＨｚである場合を例にとって説明する。
【００５４】
第１の実施形態と同様に、ノイズ周波数検出時の読出し列数が３２０列でＨＤ期間が１．２５μｓｅｃであったとすると、検出可能な周波数の上限は４００ｋＨｚである。読出し列数を減少させると１行毎のサンプル数が減少するため、誤差が大きくなる。そのため、検出したいノイズの周波数の上限が分かっている場合には読出し列数の削減量を必要最小限にすることで誤差を最小にすることができる。つまり、検出可能な周波数の上限は、ＨＤ期間をＴＨとすると、１／（２×ＴＨ）であるから１／（２×ＴＨ）＞３６．３ｋＨｚとなるＨＤ期間ＴＨを選択すれば良いことが分かる。
【００５５】
ここで、図１０のフローチャートを参照して、第２の実施形態における動作について説明する。なお、第２の実施形態における撮像装置の構成は、第１の実施形態で説明したものと同様の構成を有するため、ここでは説明を省略する。
【００５６】
ノイズの周波数の検出を開始すると、Ｓ２０１において全体制御部１０６は撮像装置１００に装着されているレンズ１０１（アクセサリ）を検出し（装着検出手段）、レンズ１０１と通信を行って、レンズ情報を得る。第２の実施形態ではレンズ情報はレンズ１０１の種類を指し、装着されているレンズ１０１がレンズＡである、という情報を全体制御部１０６が得る。
【００５７】
Ｓ２０２において、全体制御部１０６は検出されたレンズＡについての情報がメモリ部１０７にあるかどうか、確認する。Ｓ２０２で情報が無いと全体制御部１０６が判断した場合はＳ２１３へ移行し、レンズ１０１の種別によらず、第１の実施形態と同様に、ノイズ検出用のＨＤ期間を予め決められた値に設定する。
【００５８】
一方、Ｓ２０２で装着しているレンズに関する情報があると判断された場合、Ｓ２０３において、全体制御部１０６はＨＤ期間ＴＨを決定する。例えば、図１１のような情報をメモリ部１０７が持っていた場合、レンズＡは駆動周波数が３３ｋＨｚで個体バラツキが１０％であることが分かる。
【００５９】
ノイズ周波数検出用の画像出力を取得する時の読出し列数が３２０列の場合、検出可能なノイズの周波数上限は０．４ＭＨｚのため、３２０列読出しで検出が可能である。読出し列数が３２０列のときのＨＤ期間ＴＨは１．２５μｓｅｃである。３３ｋＨｚが１０％でバラついた場合、最大で３６．３ｋＨｚ、最小で２９．７ｋＨｚとなり、最大周波数を検出することが可能なＨＤ期間は、１／（２＊ＴＨ）＞３６．３ｋＨｚを満足するＨＤ期間ＴＨであって、ＴＨ＜１３．７７μｓｅｃである。全列数が６０００列、全列を読み出した時のＨＤ期間は２３．４μｓｅｃであるから、読出し列数を３５２０列に設定することでＨＤ期間ＴＨが１３．７５μｓｅｃになり、検出可能周波数上限は３６．３ｋＨｚとなる。
【００６０】
つまり、レンズＡに対しては３５２０列を読み出す、といった情報をメモリ部１０７に持たせておくことで撮像素子１０２の出力を取得する削減列数を最小にすることができる。これにより横縞の周波数検出の際、誤差成分を最小にすることができる。
【００６１】
Ｓ２０３またはＳ２１３の後、Ｓ１０３に進み、横縞周波数からノイズの周波数の検出を行う。なお、Ｓ１０３からＳ１０８で行われる処理は、第１の実施形態で図８のフローチャートのＳ１０３からＳ１０８で行われる処理と同様であるため説明を省略する。
【００６２】
次にＳ２１１において、画像処理部１０５がＳ１０８における演算結果がＨＯＢ領域２０２からの信号に基づく補正で効果が得られる周期かどうかを判定する。その結果、画像処理部１０５がＨＯＢ領域２０２からの信号に基づく補正で効果が得られないと判断した場合はＳ２１３へ移行し、第１の実施形態の初期値と同じ、通常用の読出し列数である３２０行に設定し、再度ノイズ検出を行う。Ｓ２１１にてＨＯＢ領域２０２からの信号に基づく補正で効果が得られる周期であると判定された場合には、実際に撮影する際のＨＤ期間ＴＨをＳ１０６で求めた値に保持し、処理を終了する。
【００６３】
上記の通り第２の実施形態によれば、ノイズ源の周波数情報を取得可能な構成である場合に、誤差成分が極力少ない状態でノイズの周波数を検出することが可能になる。
【００６４】
また、第２の実施形態では概略のノイズの周波数が検出可能なレンズに対して、必ず読出し列数を変更する例を示したが、必ずしも全ての条件において、変更する必要はない。例えば、ノイズの概略周波数が充分低く、予め設定されている検出用の読出し列数が充分確保されている場合には、予め設定されている値を用いる構成としても良い。つまり、概略のノイズの周波数が高く、予め設定されている読出し列数では不足している場合にのみ、取得した概略のノイズの周波数により読出し列数を決定すれば良い。こうすることで読出し列数が不足する場合においても、検出精度の劣化を極力抑えつつ、ノイズの周波数の検出が可能となる。また、検出に要する時間の増大も削減することができる。
【００６５】
また、アクセサリ情報としてレンズのみが挙げられているが、その他のアクセサリに対しても同様にアクセサリ情報を持たせることで対応することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０１：レンズ、１０２：撮像素子、１０６：全体制御部、１０４：信号処理部、１０５：画像処理部、１１０：温度計、１１３：タイミング発生部、１１５：電源部
【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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【図１１】
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