JP2005159600A - キズ検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来はＣＣＤを搭載したカメラ製品出荷後にＣＣＤに発生した白キズを検出することができず、また、温度上昇により増加する白キズも検出することができない。
【解決手段】 操作部９によるメニュー選択により白キズ検出モードにし、アイリス２をクローズにした状態でＣＣＤ４から取り出される真っ黒な画像情報の画像データを、画像処理ＤＳＰ６がＣＣＤ４の画素単位でサーチする。画像処理ＤＳＰ６は、入力画像データが閾値以上の画像データであるときには、その画像データの画素のＣＣＤ４における垂直・水平位置を、白キズの原因の欠陥画素の位置として画像処理ＤＳＰ６内のレジスタに格納する。マイコン８は、画像処理ＤＳＰ６内のレジスタに格納されている白キズの原因の欠陥画素の位置情報を前回の白キズ検出時に格納した位置情報と比較し、新規に増えた位置情報のみ、前回の位置情報に加えてＥＥＰＲＯＭ１３に格納する。
【選択図】 図１

Description

本発明はキズ検出回路に係り、特にＣＣＤ（電荷転送素子）等の固体撮像素子に発生する白キズを補正するために当該白キズの原因となる欠陥画素を検出するキズ検出回路に関する。

固体撮像素子として広く用いられているＣＣＤは、製造段階で白キズ（画素欠陥）が発生することが知られている。この白キズは、撮像画像を著しく劣化させてしまう。そのため、従来より、ＣＣＤを搭載する撮像装置では、白キズの画素に対しその位置を検出し、更にその白キズ検出位置をマスクして周辺画素で補正する補正手段を備えたキズ補正回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１記載のキズ補正回路では、ＣＣＤの製造段階で発生したＣＣＤのキズ位置を、マイクロコンピュータ内の保持手段にＣＣＤの垂直方向を所定ライン毎に分割した水平位置のデータを保持しておき、撮影時は、保持手段に保持させたキズ位置情報に従って、キズがある欠陥画素データを１画素前のデータと置き換えるか、周囲の画素のデータを適切に演算したデータと置き換えることにより、キズによる画像劣化を目立たなくしている。

特開平５−７５９２７号公報

ところで、ＣＣＤは製造段階だけでなく、ＣＣＤを搭載したカメラ製品出荷後にも宇宙線などの影響でＣＣＤに白キズが発生することが、文献（笹田正明他３名、「宇宙ステーションにおけるＣＣＤカメラの経時変化」、１９９７年映像情報メディア学会年次大会）により、知られている。また、カメラ製品出荷後に発生する白キズは、経時変化で消滅、発生を繰り返すこともある。

しかるに、上記の特許文献１記載のキズ補正回路では、製造段階で発生したＣＣＤのキズしか検出していないため、ＣＣＤを搭載したカメラ製品出荷後にＣＣＤに発生した白キズを検出することができないという問題がある。また、白キズは温度依存性があり、温度上昇に伴って増える傾向にあるが、この温度上昇により増加する白キズの原因となる欠陥画素も検出する（以下、これを白キズを検出するともいう）ことができないという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、製品出荷後に発生し、また経時変化により増減する固体撮像素子の白キズを正確に検出し得るキズ検出回路を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、温度上昇に対応して増加する白キズを正確に検出し得るキズ検出回路を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第１の発明は、カメラに搭載された固体撮像素子の、白キズの原因となる欠陥画素を補正するために、その欠陥画素の位置情報を検出するキズ検出回路において、メニュー選択によりキズ検出モードとするメニュー選択手段と、キズ検出モードのメニュー選択により、アイリスをクローズして固体撮像素子への入射光を遮断した状態で、固体撮像素子の出力画像データを画素単位で閾値と比較する比較手段と、比較手段による比較結果に基づき、白キズの原因となる欠陥画素の位置情報を検出する位置情報検出手段と、位置情報検出手段により検出した位置情報を格納する記憶手段と、位置情報検出手段により検出した位置情報のうち、記憶手段に記憶されている前回の位置情報とは異なる新規に増えた位置情報のみを、記憶手段に新たに記憶する記憶制御手段とを有する構成としたものである。

この発明では、メニュー選択によりキズ検出モードを選択することにより、カメラに搭載された固体撮像素子の欠陥画素の位置情報を検出することができると共に、新たに検出した位置情報のみを記憶手段に記憶することができる。

また、上記の目的を達成するため、第２の発明は、カメラに搭載された固体撮像素子の、白キズの原因となる欠陥画素を補正するために、その欠陥画素の位置情報を検出するキズ検出回路において、電源オフ時にキズ検出モードに指定する指定手段と、指定手段によるキズ検出モードの指定により、カメラ内の内部温度が閾値温度よりも高いかどうかを実質的に判定する温度判定手段と、温度判定手段により内部温度が閾値温度よりも実質的に高いと判定されたときに、アイリスをクローズして固体撮像素子への入射光を遮断した状態で、固体撮像素子の出力画像データを画素単位で閾値と比較する比較手段と、比較手段による比較結果に基づき、白キズの原因となる欠陥画素の位置情報を検出する位置情報検出手段と、位置情報検出手段により検出した位置情報を格納する記憶手段と、位置情報検出手段により検出した位置情報のうち、記憶手段に記憶されている前回の位置情報とは異なる新規に増えた位置情報のみを、記憶手段に新たに記憶する記憶制御手段と、記憶手段への位置情報記憶終了後又は温度判定手段により内部温度が閾値温度以下であると実質的に判定されたときに、電源をオフとする電源制御手段とを有する構成としたものである。

この発明では、電源オフ時のキズ検出モードの指定により、カメラの内部温度が閾値温度よりも高いかどうかを実質的に判定し（つまり、温度検出器を使用して閾値温度よりも高いかどうかを直接的に判定するか、電源オフ操作直前のカメラ使用時間に基づき閾値温度よりも高いかどうかを間接的に判定する）、カメラの内部温度が閾値温度よりも高いときに、カメラに搭載された固体撮像素子の欠陥画素の位置情報を検出することができると共に、新たに検出した位置情報のみを記憶手段に記憶することができる。

本発明によれば、メニュー選択によりキズ検出モードを選択することにより、カメラに搭載された固体撮像素子の欠陥画素の位置情報を検出するようにしたため、カメラ製品出荷後の固体撮像素子に発生した白キズの原因となる欠陥画素を正確に検出することができ、また、新たに検出した位置情報のみを記憶手段に記憶するようにしたため、経時変化で消滅、発生を繰り返す白キズの原因となる欠陥画素を検出して記憶することができる。

また、本発明によれば、電源オフ時のキズ検出モードの指定により、カメラの内部温度が閾値温度よりも高いことが判定されたときに、カメラに搭載された固体撮像素子の欠陥画素の位置情報を検出するようにしたため、温度上昇に対応して増加する白キズの原因となる欠陥画素を正確に検出でき、これにより欠陥画素を正確に補正できる。

図１は本発明になるキズ検出回路の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、カメラのレンズ１、アイリス２及びレンズ３を透過した被写体からの入射光は、カメラに搭載された固体撮像素子であるＣＣＤ４に入射して光電変換されて撮像信号とされ、更にＡ／Ｄ変換器５によりディジタル撮像信号である画像データに変換された後、画像処理ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）６に供給される。

画像処理ＤＳＰ６は、画像処理用のシンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＤＲＡＭ）７との間で画像データの双方向転送を行うと共に、マイクロコンピュータ（マイコン）８により動作が制御され、画像処理した画像データを生成し、その画像データをＤ／Ａ変換器１６でアナログ映像信号に変換した後、表示部１７に供給して画像表示する。また、画像処理ＤＳＰ６は、後述するように、白キズを検出する。なお、表示部１７は、モニタ又はビューファインダである。

マイコン８は、操作部９からの入力信号に応じて画像処理ＤＳＰ６や、アイリス駆動部１４を制御し、また、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１を介してメモリカード１０との間で静止画データの双方向の転送を行う。また、後述するように、マイコン８は、白キズの検出データを不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１３に格納し、また必要に応じて読み出す。温度検出器（ＴＥＭＰ）１２は、ＣＣＤ４を搭載したこのカメラの内部温度を検出し、検出温度をマイコン８に供給する。

アイリス駆動部１４は、マイコン８からの駆動信号に基づき、モータ１５を回転制御し、これによりアイリス２を開閉制御する。周知のように、アイリス２によりＣＣＤ４への入射光量が制御される。

本実施の形態では、操作部９の操作入力を受けたマイコン８の制御により、表示部１７に図２（Ａ）に示すメニュー画面２１が表示される。このメニュー画面２１中に白キズ検出設定を行うか否かを、撮影者（ユーザ）により選択させる選択項目が表示されている。撮影者はこのメニュー画面２１中の白キズ検出設定の選択項目を、操作部９を操作することにより選択すると、表示部１７の画面が「切」、「電源ＯＦＦ実行」、「実行」の３つの選択項目の選択要求画面に切り替わる。

この選択要求画面から、撮影者が操作部９から「切」を選択すると図２（Ｂ）に示すように表示画面２２の「切」の部分が網掛け表示になり、「電源ＯＦＦ実行」を選択すると、同図（Ｃ）に示すように表示画面２３の「電源ＯＦＦ実行」の部分が網掛け表示になり、「実行」を選択すると、同図（Ｄ）に示すように表示画面２４の「実行」の部分が網掛け表示になる。本実施の形態では、白キズ検出を電源ＯＦＦ（オフ）時、又はメニュー選択画面から即座に実行できるようにしたものである。

そこで、まず、白キズ検出をメニュー選択時に行う場合の、図１の本実施の形態の動作について、図３のフローチャートを併せ参照して説明する。撮影者が操作部９から図２（Ｄ）の表示画面２４に示したように、「実行」を選択すると、マイコン８は操作部９からの選択入力を受けて、白キズ検出モード選択を認識して検出回路を白キズ検出モードにし、アイリス駆動部１４を制御してアイリス２をクローズにすると共に（図３のステップＳ１）、白キズ検出モードであることを画像処理ＤＳＰ６に通知する（図３のステップＳ２）。

上記のアイリス２のクローズにより、ＣＣＤ４の入射光が遮断されるため、ＣＣＤ４から真っ黒な画像情報が取り出され、Ａ／Ｄ変換器５によりディジタル信号形態の画像データとされて画像処理ＤＳＰ６に入力される。画像処理ＤＳＰ６は、白キズ検出モードの通知により、クロックに従ってＣＣＤ４の画素単位で入力画像データをサーチする（図３のステップＳ３）。

このときの入力画像データの画像情報は真っ黒であるため、画像データの値は通常は０近傍になるが、欠陥のある画素からの画像データは、かけ離れて大きな値を示す（例えば、３０Ｈｅｘ以上）。そこで、画像処理ＤＳＰ６は、入力画像データを画素単位で、例えば１０Ｈｅｘ程度の閾値と大小比較し、閾値以上の画像データがあるか否か判定し（図３のステップＳ４）、入力画像データが閾値以上の画像データであるときには、その画像データの画素のＣＣＤ４における垂直・水平位置を、白キズの原因の欠陥画素の位置として画像処理ＤＳＰ６内のレジスタに格納する（図３のステップＳ５）。

続いて、画像処理ＤＳＰ６は、上記の垂直・水平位置を格納したレジスタ数が６４以下かどうか判定する（図３のステップＳ６）。通常、白キズの原因として検出される欠陥画素数は１０程度であるため、充分余裕を見て上記のレジスタ数が６４以下であるときには、ＣＣＤ４の全画素について画像データのサーチが終了したかどうか判定し（図３のステップＳ７）、全画素についてのサーチが終了していないときには、再びステップＳ４に戻ってサーチを継続するが、上記のレジスタ数が６５以上となったときには、その後の白キズは無視して、全画素についてのサーチが終了したときと同様に、サーチを終了する。このサーチの終了により、画像処理ＤＳＰ６は、レジスタのデータをロックしてマイコン８に対してサーチ完了通知を行う（図３のステップＳ８）。

マイコン８はサーチ完了通知を受けると、画像処理ＤＳＰ６内のレジスタに格納されている白キズの原因の欠陥画素の位置情報（垂直・水平位置）を読み出し（図３のステップＳ９）、読み出した位置情報を前回の白キズ検出時に格納した位置情報と比較し、新規に増えた位置情報のみ、前回の位置情報に加えて不揮発性メモリの一例としてのＥＥＰＲＯＭ１３に格納する（図３のステップＳ１０）。

続いて、マイコン８は、ＥＥＰＲＯＭ１３に格納された位置情報の数が、６４以下であるか判定し（図３のステップＳ１１）、６４を越える場合は、輝度の高い欠陥画素の位置情報から順に、全部で６４個まで格納する（図３のステップＳ１２）。

このように、本実施の形態によれば、ＣＣＤを搭載したカメラ製品出荷後における、経時変化等によりＣＣＤ４に発生した白キズをメニュー選択時に即座に行うことができると共に、輝度の高い白キズから順に最大６４個まで検出することができる。

次に、白キズ検出を電源ＯＦＦ（オフ）時に行う図１の本実施の形態の動作について、図４のフローチャートを併せ参照して説明する。なお、図４中、図３と同一の処理ステップには同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。撮影者が操作部９から図２（Ｃ）の表示画面２３に示したように、「電源ＯＦＦ時実行」を選択すると、マイコン８は操作部９からの選択入力を受けて、温度検出器１２からのカメラ内部の検出温度が閾値（例えば４０℃）よりも高いかどうか判定する（図４のステップＳ２１）。

これは、ＣＣＤ４の白キズの原因となる欠陥画素が、カメラ内部温度が閾値より高いときには、温度上昇に伴って増える傾向にあることに対応するためである。従って、検出温度が閾値以下であるときには、マイコン８は直ちに電源をオフとするが（図４のステップＳ２４）、検出温度が閾値よりも高いときには、マイコン８は内部の電源をしばらくオン状態に維持し、以下の動作を行う。

すなわち、マイコン８は検出回路を白キズ検出モードにし、アイリス駆動部１４を制御してアイリス２をクローズにすると共に（図４のステップＳ２２）、白キズ検出モードであることを画像処理ＤＳＰ６に通知する（図４のステップＳ２３）。

この通知を受けて、画像処理ＤＳＰ６は、先に説明したメニュー選択時の白キズ検出時と同様に、入力画像データをサーチし（図４のステップＳ３）、画素毎の入力画像データの値が閾値以上であるか判定し（図４のステップＳ４）、閾値以上であれば、その画像データに対応する画素の垂直・水平位置を内部のレジスタに格納し（図４のステップＳ５）、位置情報を格納したレジスタの数が６４以下であれば、全画素についてサーチを行い（図４のステップＳ７）、上記のレジスタの数が６５に達したときには直ちにサーチを終了してサーチ完了通知をマイコン８に行う（図４のステップＳ８）。

マイコン８は上記のサーチ完了通知を受けると、先に説明したメニュー選択時の白キズ検出時と同様に、画像処理ＤＳＰ６の内部レジスタに格納されている上記の白キズの画素の位置情報を読み出し（図４のステップＳ９）、読み出した位置情報のうち前回の白キズ検出時に格納した位置情報にない、新規に増えた位置情報のみ、前回の位置情報に加えてＥＥＰＲＯＭ１３に格納し（図４のステップＳ１０）、ＥＥＰＲＯＭ１３に格納された位置情報の数が６４を越える場合は、輝度の高い欠陥画素の位置情報から順に、全部で６４個まで格納する（図４のステップＳ１１、Ｓ１２）。その後、マイコン８は電源をオフする（図４のステップＳ２４）。

このように、本実施の形態によれば、ＣＣＤを搭載したカメラ製品出荷後における、経時変化等によりＣＣＤ４に発生した白キズを、電源オフ時に行うことができると共に、輝度の高い白キズから順に最大６４個まで検出することができる。

このように検出した白キズ位置情報に基づいて、所定（周知）の白キズ補正動作が行われる。すなわち、撮影時はＥＥＰＲＯＭ１３に格納された白キズの位置情報に基づいて、白キズの画素はマスクされ、白キズの画素の周辺画素で補間された画像データが画像処理ＤＳＰ６から出力されて表示部１７に表示される。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、温度検出器１２を有しない場合は、マイコン８の内部のタイマ計数による時間経過を判断して、カメラの電源がオンしていた時間が短いとき（例えば、１０分以下）には、電源ＯＦＦ実行が選択されても、白キズ検出を行わず、所定時間以上のときに白キズ検出を行うようにしてもよい。

本発明の一実施の形態のブロック図である。 本発明のメニュー選択画面の一例を示す図である。 本発明におけるメニュー選択時白キズ検出動作説明用フローチャートである。 本発明における電源ＯＦＦ時白キズ検出動作説明用フローチャートである。

符号の説明

２ アイリス
４ ＣＣＤ
６ 画像処理ＤＳＰ
８ マイクロコンピュータ（マイコン）
９ 操作部
１２ 温度検出器（ＴＥＭＰ）
１３ ＥＥＰＲＯＭ
１４ アイリス駆動部
１５ アイリス駆動用モータ
１７ 表示部

Claims (2)

1. カメラに搭載された固体撮像素子の、白キズの原因となる欠陥画素を補正するために、前記欠陥画素の位置情報を検出するキズ検出回路において、
   メニュー選択によりキズ検出モードとするメニュー選択手段と、
   前記キズ検出モードのメニュー選択により、アイリスをクローズして前記固体撮像素子への入射光を遮断した状態で、前記固体撮像素子の出力画像データを画素単位で閾値と比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づき、前記白キズの原因となる欠陥画素の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記位置情報検出手段により検出した位置情報を格納する記憶手段と、
   前記位置情報検出手段により検出した位置情報のうち、前記記憶手段に記憶されている前回の位置情報とは異なる新規に増えた位置情報のみを、前記記憶手段に新たに記憶する記憶制御手段と
   を有することを特徴とするキズ検出回路。
2. カメラに搭載された固体撮像素子の、白キズの原因となる欠陥画素を補正するために、前記欠陥画素の位置情報を検出するキズ検出回路において、
   電源オフ時にキズ検出モードに指定する指定手段と、
   前記指定手段によるキズ検出モードの指定により、前記カメラ内の内部温度が閾値温度よりも高いかどうかを実質的に判定する温度判定手段と、
   前記温度判定手段により前記内部温度が前記閾値温度よりも実質的に高いと判定されたときに、アイリスをクローズして前記固体撮像素子への入射光を遮断した状態で、前記固体撮像素子の出力画像データを画素単位で閾値と比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づき、前記白キズの原因となる欠陥画素の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記位置情報検出手段により検出した位置情報を格納する記憶手段と、
   前記位置情報検出手段により検出した位置情報のうち、前記記憶手段に記憶されている前回の位置情報とは異なる新規に増えた位置情報のみを、前記記憶手段に新たに記憶する記憶制御手段と、
   前記記憶手段への前記位置情報記憶終了後又は前記温度判定手段により前記内部温度が前記閾値温度以下であると実質的に判定されたときに、電源をオフとする電源制御手段と
   を有することを特徴とするキズ検出回路。
   
   

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