JP2004364050A - Defective pixel correction method for solid-state imaging device, and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の欠陥画素を補正する方法、および撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮像装置として、CCDイメージセンサ(CCD)などの固体撮像素子で撮像した被写体画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記憶媒体に保存するデジタルカメラが普及している。最近のデジタルカメラでは、製品のコストダウンを図るために、CCDに被写体光を取り込む撮像レンズとして、安価で加工性に優れたプラスチックレンズを用いている。
【0003】
プラスチックレンズには、コストパフォーマンスに利点がある反面、熱膨張率が高いために周囲温度の変化により合焦位置にズレが生じてしまうという欠点があった。この問題を解決するために、撮像レンズを保持するレンズ鏡胴やCCDの配線基板の温度を温度センサにより検出し、この検出結果に基づいて、合焦位置のズレを補正する撮像装置が提案されている(特許文献1および2参照)。
【0004】
一方、合焦位置のズレと同様、温度に依存する問題として、デジタルカメラの画質を著しく損なう原因となるCCDの白点画像欠陥、いわゆる白傷がある。この問題に対しては、固体撮像素子の温度を温度センサにより検出し、この温度センサからの温度情報に応じて、欠陥画素を検出する際の閾値を可変させる欠陥画素検出回路(特許文献3参照)や、アイリスを閉じて固体撮像素子の受光面を遮光し、固体撮像素子から出力される画像データを増幅するAGC(オートゲインコントロール)回路の利得を上昇させて欠陥画素の検出を行い、その位置情報を記憶するビデオカメラ(特許文献4参照)などが提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−114736号公報
【特許文献2】
特開平9−304678号公報
【特許文献3】
特開平5−268527号公報
【特許文献4】
特開平6−350926号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1〜4に記載される装置では、温度センサを用いているため、近年激化している製品の小型化、低コスト化の動向に反する。
【0007】
本発明は、温度センサを用いることなく、短時間で固体撮像素子の欠陥画素を検出することができる固体撮像素子の欠陥画素補正方法、および撮像装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載される発明は、撮像レンズから取り込まれた被写体光を撮像して画像データを出力する固体撮像素子の欠陥画素を補正する方法において、特定の被写体に対して撮像レンズの焦点調整を行うステップと、そのときの合焦位置と、予め記憶されたある温度における特定の被写体に対する撮像レンズの合焦位置との比較結果から、撮像レンズの周辺温度を算出するステップと、算出した周辺温度、および予め記憶された周辺温度と前記欠陥画素が発生する固体撮像素子の画素の位置との関係から、前記欠陥画素が発生する画素の位置を検出するステップと、検出した画素の画像データを、その周辺画素の画像データ、または所定の値で補間するステップとを備えたことを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載される発明は、被写体光を取り込む撮像レンズと、この撮像レンズの焦点調整を行うフォーカス調整手段と、前記被写体光を撮像して画像データを出力する固体撮像素子とを備えた撮像装置において、ある温度における特定の被写体に対する前記撮像レンズの合焦位置、および前記撮像レンズの周辺温度と欠陥画素が発生する固体撮像素子の画素の位置との関係を記憶する記憶手段と、前記フォーカス調整手段を駆動させ、特定の被写体に対して前記撮像レンズの焦点調整を行い、そのときの合焦位置と、前記記憶手段に記憶された合焦位置との比較結果から、前記撮像レンズの周辺温度を算出する温度算出手段と、算出した周辺温度、および前記記憶手段に記憶された周辺温度と前記画素の位置との関係から、前記欠陥画素が発生する画素の位置を検出する欠陥画素位置検出手段と、検出した画素の画像データを、その周辺画素の画像データ、または所定の値で補間する画素補間手段とを備えたことを特徴とする。なお、前記撮像レンズの前面を覆うレンズバリアを備えていた場合は、前記特定の被写体として、前記レンズバリアの撮像レンズと対向する面に焦点調整用の目盛りを設けることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1および図2において、本発明を適用したデジタルカメラ2の正面には、矢印方向にスライド操作自在なレンズバリア10が設けられている。このレンズバリア10裏面の撮像レンズ11と対向する部分には、焦点調整用の目盛り12が設けられている。デジタルカメラ2は、レンズバリア10を図1に示す開放位置にスライドさせることにより、撮像レンズ11を保持するレンズ鏡胴13が前面に繰り出し、ストロボ発光部14が露呈して撮影可能な状態となる。なお、撮像レンズ11には、安価で加工性に優れたプラスチックレンズが用いられている。
【0011】
撮像レンズ11の背後には、CCD36(図3参照)が配置されている。CCD36からの撮像信号は、A/D変換器40(図3参照)によりデジタルの画像データに変換される。この画像データは、デジタルカメラ2の背面に設けられた液晶表示器(LCD)15で、いわゆるスルー画像として表示される。また、デジタルカメラ2には、光学ファインダを構成するファインダ対物窓16およびファインダ接眼窓17が設けられており、これらを通して被写体画像のフレーミングが行われる。
【0012】
デジタルカメラ2の上面には、レリーズボタン18が設けられている。このレリーズボタン18は、2段階押しのスイッチとなっており、LCD15または光学ファインダによるフレーミングの後にレリーズボタン18を軽く押圧(半押し)すると、自動露光調整(AE)、自動焦点調整(AF)などの各種撮影準備処理が施される。
【0013】
撮影準備処理が施された撮像信号は、レリーズボタン18を離すまでデータロックされる。そして、この状態でレリーズボタン18をもう1度強く押圧(全押し)すると、撮影準備処理が施された1画面分の撮像信号が画像データに変換された後、メモリカードスロット19に着脱自在に装填されるメモリカード20やSDRAM44(図3参照)などの記憶媒体に保存される。
【0014】
デジタルカメラ2の背面には、LCD15のほかに、電源のオン/オフ切替えを行う電源ボタン21、撮像レンズ11のズームレンズをワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン22、各種モードを選択するモード切替えスイッチ23、およびLCD15に表示されるメニュー画面内でカーソルを移動させるカーソル操作板24からなる操作部25(1点鎖線で囲む部分)が設けられている。
【0015】
デジタルカメラ2では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をLCD15に表示する再生モード、および各種設定を行うセットアップモードなどが選択可能となっており、モード切替えスイッチ23をスライド操作させることで、これらのモードの切替えが行われる。
【0016】
デジタルカメラ2の電気的構成を示す図3において、撮像レンズ11および絞り30には、レンズモータ31およびアイリスモータ32が接続されている。これらのモータ31、32は、CPU33に接続されたモータドライバ34、35を介して駆動制御され、レリーズボタン18の半押しにより撮影準備処理を行う。
【0017】
レンズモータ31は、ズーム操作ボタン22の操作に連動して、撮像レンズ11のズームレンズをワイド側、あるいはテレ側に動作させ、撮像レンズ11のズーミングを行う。また、フォーカスレンズを動作させ、撮影条件が最適となるように撮像レンズ11の焦点調整を行う。アイリスモータ32は、絞り30を動作させ、撮像レンズ11の露光調整を行う。
【0018】
撮像レンズ11の背後には、撮像レンズ11を透過した被写体光が撮像されるCCD36が配置されている。CCD36には、CPU33によって制御されるタイミングジェネレータ(TG)37が接続され、このTG37から入力されるタイミング信号(クロックパルス)により、電子シャッタのシャッタ速度が決定される。
【0019】
CCD36から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路(CDS)38に入力され、CCD36の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したR、G、Bの画像データとして出力される。CDS38から出力された画像データは、増幅器(AMP)39で増幅され、A/D変換器(A/D)40でデジタルデータに変換される。
【0020】
画像入力コントローラ41は、バス42を介してCPU33に接続され、CPU33の制御命令に応じてCCD36、CDS38、AMP39、およびA/D変換器40を制御する。A/D変換器40から出力された画像データは、LCDドライバ43を介してLCD15に表示される。または、図示しない光学ファインダドライバを介して光学ファインダに表示される。あるいは、SDRAM44に格納される。
【0021】
画像信号処理回路45は、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を画像データに施す。画像信号処理回路45で各種処理を施された画像データは、YC変換処理回路46により輝度信号Yと色差信号Cr、Cbとに変換される。圧縮伸長処理回路47は、この変換された画像データに対して、所定の圧縮形式(例えばJPEG形式)で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ48を経由してメモリカード20に記録される。
【0022】
CPU33には、前述のレリーズボタン18、操作部25の他に、EEPROM49が接続されている。EEPROM49には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。CPU33は、これらの情報をEEPROM49から作業用メモリであるSDRAM44に読み出して、各種処理を実行する。
【0023】
バス42には、露出量、すなわちCCD36の電子シャッタのシャッタ速度、および絞り30の絞り値が撮影に適切か否かを検出するAE検出回路50と、ホワイトバランス補正が撮影に適切か否かを検出するAWB検出回路51と、ストロボ装置52の動作を制御するストロボ制御回路53とが接続されている。各検出回路50、51は、レリーズボタン18の半押し時に、バス42を介してCPU33に検出結果を逐次送信する。CPU33は、各検出回路50、51から送信される検出結果に基づいて、撮像レンズ11、絞り30、およびCCD36の動作を制御する。
【0024】
ストロボ装置52の発光モードとしては、例えば被写体輝度が低いときに自動的にストロボ発光させる自動発光モード、被写体輝度に関わらずストロボ発光させる強制発光モード、ストロボ発光を禁止した発光禁止モードなどが選択可能となっている。
【0025】
EEPROM49には、ある温度におけるレンズバリア10の目盛り12に対する撮像レンズ11の合焦位置、および撮像レンズ11の周辺温度と欠陥画素が発生するCCD36の画素の位置との関係が記憶されている。CPU33は、電源ボタン21が操作されてデジタルカメラ2の電源が投入された際に、レンズモータ31を駆動させ、目盛り12に対して撮像レンズ11の焦点調整を行わせる。そして、そのときの合焦位置と、EEPROM49に記憶された合焦位置とを比較し、この比較結果から撮像レンズ11の周辺温度を算出する。
【0026】
CPU33は、算出した周辺温度、およびEEPROM49に記憶された周辺温度と欠陥画素が発生するCCD36の画素の位置との関係から、欠陥画素が発生する画素の位置を検出する。画像信号処理回路45は、CPU33で検出された画素の画像データを、その周辺画素の画像データ、または予め設定された所定の値で補間する。
【0027】
次に、上記実施形態による作用について、図4のフローチャートを参照して説明する。まず、電源ボタン21が操作されてデジタルカメラ2の電源が投入され、レンズバリア10が閉じられた状態でCCD36からの撮像信号が取り込まれる。CPU33によりレンズモータ31が駆動され、レンズバリア10の目盛り12に対して撮像レンズ11の焦点調整が行われる。
【0028】
焦点調整後、CPU33でそのときの合焦位置と、EEPROM49に記憶された合焦位置とが比較され、この比較結果から撮像レンズ11の周辺温度が算出される。そして、算出された周辺温度、およびEEPROM49に記憶された周辺温度と欠陥画素が発生するCCD36の画素の位置との関係から、CPU33により欠陥画素が発生する画素の位置が検出される。
【0029】
欠陥画素位置の検出結果は、画像信号処理回路45に送信され、検出された画素の画像データがチェックされる。その結果、検出された画素が欠陥画素であると判定された場合、その周辺画素の画像データ、または所定の値に補間される。一方、欠陥画素でないと判定された場合、補間処理は施されずにそのまま画像データが出力される。この画素補間処理は、以後の撮影でCCD36から出力される画像データに対して行われる。
【0030】
欠陥画素の検出後、モード切替えスイッチ23により静止画撮影モードが選択されると、撮像レンズ11、絞り30を介して入射した被写体光がCCD36により光電変換され、CDS38でサンプリングされてRGBデータとしてAMP39に出力される。
【0031】
CDS38から出力された画像データは、AMP39で増幅され、A/D変換器40でデジタルデータに変換される。デジタル変換された画像データは、画像入力コントローラ41を介してSDRAM44に格納され、LCD15にスルー画像として表示される。この状態でレリーズボタン18が半押しされると、撮影準備処理が施され、レリーズボタン18の全押しにより撮影が実行される。
【0032】
撮影後の画像データは、画像信号処理回路45で前述の画素補間処理を含む各種画像処理が施された後、YC変換処理回路46により輝度信号Yと色差信号Cr、Cbとに変換され、圧縮伸長処理回路47で圧縮処理が施される。圧縮された画像データは、メディアコントローラ48を経由してメモリカード20に記録される。
【0033】
上記のように、撮像レンズ11の温度特性を利用してその周囲温度を算出し、これを元にCCD36の欠陥画素を検出するので、温度センサを設ける必要がない。また、目盛り12に対して焦点調整を行うだけで欠陥画素の補正を行うことができる。したがって、プラスチックレンズを撮像レンズとして用いる廉価版機種に適用した場合には、特に優れた効果を発揮する。
【0034】
なお、上記実施形態では、レンズバリア10が本体に取り付けられたデジタルカメラ2を例示して説明したが、レンズ鏡胴13や本体にレンズバリアを内蔵したものについても本発明は有効である。また、特定の被写体としてレンズバリア10に目盛り12を設けているが、レンズバリアがない場合には、焦点調整用の専用アダプタを用意しておき、この専用アダプタをレンズ鏡胴に嵌め込んで欠陥画素の検出を行うようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、電源投入時に欠陥画素の検出を行うようにしたが、デジタルカメラ2の使用途中に、自動または手動で検出を行わせるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明の固体撮像素子の欠陥画素補正方法、および撮像装置によれば、特定の被写体に対して撮像レンズの焦点調整を行い、そのときの合焦位置と、予め記憶されたある温度における特定の被写体に対する撮像レンズの合焦位置との比較結果から、撮像レンズの周辺温度を算出し、算出した周辺温度、および予め記憶された周辺温度と欠陥画素が発生する固体撮像素子の画素の位置との関係から、欠陥画素が発生する画素の位置を検出して、検出された画素の画像データを、その周辺画素の画像データ、または所定の値で補間するので、温度センサを用いることなく、短時間で欠陥画素を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したデジタルカメラの正面概観斜視図である。
【図2】デジタルカメラの背面概観斜視図である。
【図3】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図4】欠陥画素補正の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 デジタルカメラ
10 レンズバリア
11 撮像レンズ
12 目盛り
13 レンズ鏡胴
15 液晶表示器(LCD)
18 レリーズボタン
20 メモリカード
25 操作部
30 絞り
31 レンズモータ
33 CPU
36 CCD
44 SDRAM
45 画像信号処理回路
49 EEPROM[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for correcting defective pixels of a solid-state imaging device, and an imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
As an imaging device, a digital camera that converts a subject image captured by a solid-state imaging device such as a CCD image sensor (CCD) into digital image data and stores the digital image data in a storage medium such as a built-in memory or a memory card is widely used. In recent digital cameras, in order to reduce the cost of the product, a low-priced plastic lens with excellent processability is used as an imaging lens for capturing subject light into the CCD.
[0003]
The plastic lens has an advantage in cost performance, but has a disadvantage that the in-focus position shifts due to a change in ambient temperature because of a high coefficient of thermal expansion. In order to solve this problem, there has been proposed an imaging apparatus that detects the temperature of a lens barrel that holds an imaging lens or the temperature of a CCD wiring board using a temperature sensor and corrects the deviation of the in-focus position based on the detection result. (See Patent Documents 1 and 2).
[0004]
On the other hand, as with the shift of the in-focus position, as a problem depending on temperature, there is a white spot image defect of CCD, which is a cause of remarkably degrading the image quality of the digital camera, so-called white scratch. To solve this problem, the temperature of the solid-state imaging device is detected by a temperature sensor, and a defective pixel detection circuit that varies a threshold value when detecting a defective pixel according to temperature information from the temperature sensor (see Patent Document 3). ), Or by closing the iris to shield the light receiving surface of the solid-state image sensor, and increasing the gain of an AGC (auto gain control) circuit that amplifies the image data output from the solid-state image sensor to detect defective pixels. A video camera (see Patent Document 4) that stores position information has been proposed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-114736 [Patent Document 2]
JP-A-9-304678 [Patent Document 3]
JP-A-5-268527 [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-350926 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the devices described in Patent Documents 1 to 4 use a temperature sensor, they are contrary to the trend of downsizing and cost reduction of products that are intensifying in recent years.
[0007]
An object of the present invention is to provide a method for correcting a defective pixel of a solid-state imaging device and an imaging apparatus that can detect defective pixels of the solid-state imaging device in a short time without using a temperature sensor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a method of correcting a defective pixel of a solid-state imaging device that images subject light captured from an imaging lens and outputs image data. The peripheral temperature of the imaging lens is calculated from the step of adjusting the focus of the imaging lens with respect to the image, and the comparison result of the in-focus position at that time and the in-focus position of the imaging lens with respect to a specific subject at a pre-stored temperature. A step of calculating, and a step of detecting the position of the pixel where the defective pixel is generated based on the calculated ambient temperature and the relationship between the pre-stored ambient temperature and the position of the pixel of the solid-state imaging device where the defective pixel is generated; A step of interpolating the image data of the detected pixel with the image data of the surrounding pixels or a predetermined value.
[0009]
The invention described in
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2, a
[0011]
A CCD 36 (see FIG. 3) is disposed behind the
[0012]
A
[0013]
The image pickup signal subjected to the image pickup preparation process is data-locked until the
[0014]
On the back of the
[0015]
The
[0016]
In FIG. 3 showing the electrical configuration of the
[0017]
The
[0018]
Behind the
[0019]
The imaging signal output from the
[0020]
The
[0021]
The image
[0022]
In addition to the
[0023]
The
[0024]
As the flash mode of the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Next, the effect | action by the said embodiment is demonstrated with reference to the flowchart of FIG. First, the
[0028]
After the focus adjustment, the
[0029]
The detection result of the defective pixel position is transmitted to the image
[0030]
After the defective pixel is detected, when the still image shooting mode is selected by the
[0031]
The image data output from the
[0032]
The image data after photographing is subjected to various image processing including the above-described pixel interpolation processing in the image
[0033]
As described above, the ambient temperature is calculated using the temperature characteristics of the
[0034]
In the above embodiment, the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the defective pixel correction method and the imaging apparatus of the solid-state imaging device of the present invention, the focus of the imaging lens is adjusted with respect to a specific subject, and the in-focus position at that time is stored in advance. The ambient temperature of the imaging lens is calculated from the comparison result with the in-focus position of the imaging lens with respect to a specific subject at a certain temperature, the calculated ambient temperature, and the pre-stored ambient temperature and the solid-state imaging device in which defective pixels are generated. Since the position of the pixel where the defective pixel occurs is detected from the relationship with the position of the pixel, and the image data of the detected pixel is interpolated with the image data of the surrounding pixels or a predetermined value, a temperature sensor is used. Therefore, a defective pixel can be detected in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front perspective view of a digital camera to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a rear perspective view of the digital camera.
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the digital camera.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for defective pixel correction.
[Explanation of symbols]
2
18
36 CCD
44 SDRAM
45 Image
Claims (3)
特定の被写体に対して撮像レンズの焦点調整を行うステップと、
そのときの合焦位置と、予め記憶されたある温度における特定の被写体に対する撮像レンズの合焦位置との比較結果から、撮像レンズの周辺温度を算出するステップと、
算出した周辺温度、および予め記憶された周辺温度と前記欠陥画素が発生する固体撮像素子の画素の位置との関係から、前記欠陥画素が発生する画素の位置を検出するステップと、
検出した画素の画像データを、その周辺画素の画像データ、または所定の値で補間するステップとを備えたことを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素補正方法。In a method for correcting defective pixels of a solid-state imaging device that images subject light captured from an imaging lens and outputs image data,
Adjusting the focus of the imaging lens for a specific subject;
Calculating the ambient temperature of the imaging lens from a comparison result between the in-focus position at that time and the in-focus position of the imaging lens with respect to a specific subject at a prestored temperature;
Detecting the position of the pixel where the defective pixel is generated from the calculated ambient temperature and the relationship between the pre-stored ambient temperature and the position of the pixel of the solid-state imaging device where the defective pixel is generated;
A method of correcting defective pixels of a solid-state imaging device, comprising: interpolating detected pixel image data with peripheral pixel image data or a predetermined value.
ある温度における特定の被写体に対する前記撮像レンズの合焦位置、および前記撮像レンズの周辺温度と欠陥画素が発生する固体撮像素子の画素の位置との関係を記憶する記憶手段と、
前記フォーカス調整手段を駆動させ、特定の被写体に対して前記撮像レンズの焦点調整を行い、
そのときの合焦位置と、前記記憶手段に記憶された合焦位置との比較結果から、前記撮像レンズの周辺温度を算出する温度算出手段と、
算出した周辺温度、および前記記憶手段に記憶された周辺温度と前記画素の位置との関係から、前記欠陥画素が発生する画素の位置を検出する欠陥画素位置検出手段と、
検出した画素の画像データを、その周辺画素の画像データ、または所定の値で補間する画素補間手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。In an imaging apparatus comprising: an imaging lens that captures subject light; a focus adjustment unit that performs focus adjustment of the imaging lens; and a solid-state imaging device that images the subject light and outputs image data.
Storage means for storing a focus position of the imaging lens with respect to a specific subject at a certain temperature, and a relationship between a peripheral temperature of the imaging lens and a pixel position of a solid-state imaging device in which a defective pixel is generated;
Drive the focus adjustment means to adjust the focus of the imaging lens for a specific subject,
Temperature calculation means for calculating the ambient temperature of the imaging lens from the comparison result between the focus position at that time and the focus position stored in the storage means;
A defective pixel position detecting means for detecting the position of the pixel where the defective pixel is generated from the calculated ambient temperature and the relationship between the ambient temperature stored in the storage means and the position of the pixel;
An image pickup apparatus comprising image data of a detected pixel and pixel interpolation means for interpolating the image data of peripheral pixels with a predetermined value.
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