JP2006005500A - Imaging device and imaging method, and imaging element - Google Patents

Imaging device and imaging method, and imaging element Download PDF

Info

Publication number
JP2006005500A
JP2006005500A JP2004177689A JP2004177689A JP2006005500A JP 2006005500 A JP2006005500 A JP 2006005500A JP 2004177689 A JP2004177689 A JP 2004177689A JP 2004177689 A JP2004177689 A JP 2004177689A JP 2006005500 A JP2006005500 A JP 2006005500A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
pixel
signal
pixels
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004177689A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4586431B2 (en
Inventor
Takeshi Matsunaga
剛 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2004177689A priority Critical patent/JP4586431B2/en
Publication of JP2006005500A publication Critical patent/JP2006005500A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4586431B2 publication Critical patent/JP4586431B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device and an imaging method capable of carrying various processes without the need for using a particular sensor while obtaining a high cost reduction effect, and to provide an imaging element used for them. <P>SOLUTION: A pixel P0 without an ordinary color filter, two kinds of pixels P1, P2 respectively with particular filters including an ultraviolet ray eliminating function and an infrared ray eliminating function in place of the ordinary color filter are arranged by one pixel each to an imaging region 21 on which an optical image of an object of the imaging element is formed together with ordinary pixels R, G, B comprising photoelectric conversion elements provided with R, G, B color filters in response to the color arrangement of the Bayer arrangement. Further, one set of the particular pixels P0, P1, P2 is respectively provided to each of division areas 21a resulting from dividing the imaging region 21 into nine. In the case of imaging, the infrared ray component can be eliminated from an imaging signal and a type of a light source under a photographing environment can be discriminated on the basis of the pixel signals of the particular pixels P0, P1, P2 included in the imaging signal, and the imaging element can be driven by using a drive circuit of prior arts. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えばデジタルカメラに用いて好適な撮像装置及び撮像方法、それに使用する撮像素子に関するものである。   The present invention relates to an imaging device and an imaging method suitable for use in, for example, a digital camera, and an imaging device used therefor.

従来、撮像装置の一種であるデジタルカメラにおいては、撮影待機状態でCCD等の固体撮像素子を用いて撮像した被写体像をシャッター操作に関係なくスルー画像として液晶モニタに表示させるものが多い。また、こうしたデジタルカメラにおいては被写体の色を正確に再現するためにホワイトバランスの調整機能が一般に設けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, many digital cameras, which are a kind of imaging device, display a subject image captured using a solid-state imaging device such as a CCD in a shooting standby state on a liquid crystal monitor as a through image regardless of a shutter operation. Such digital cameras are generally provided with a white balance adjustment function in order to accurately reproduce the color of the subject.

ホワイトバランス調整は、例えば固体撮像素子から出力される撮像信号のゲインをR,G,Bの色成分毎に制御することにより行われており、より正確な調整を行うためには、前記ゲインの制御を撮像環境(光源種別)に応じて行う必要がある。光源種別を判断する方法としては、例えば固体撮像素子とは別に、赤外光を検出する赤外センサや、紫外光を検出するUVセンサ等の各種センサを設け、それらの検出結果から光源種別を判断する方法がある。しかし、係る方法では、部品点数の増加によってコスト的な不利が生ずることとなる。   The white balance adjustment is performed, for example, by controlling the gain of the image pickup signal output from the solid-state image pickup device for each of the R, G, and B color components. It is necessary to perform control according to the imaging environment (light source type). As a method for determining the light source type, for example, an infrared sensor that detects infrared light and a UV sensor that detects ultraviolet light are provided separately from the solid-state imaging device, and the light source type is determined from the detection results. There is a way to judge. However, such a method has a cost disadvantage due to an increase in the number of parts.

これを解決するものとして、例えば下記特許文献1には、CCDの受光面に、画像を構成する画素となる受光素子の間に、赤外成分を検出するための赤外センサとして機能させる他の受光素子を予め設けておき、CCDの駆動時に係る受光素子から出力される画素信号に基づいて光源種別を判断する撮像装置が記載されている。
特開2004−64468号公報
In order to solve this problem, for example, in Patent Document 1 below, there is another function that functions as an infrared sensor for detecting an infrared component between light receiving elements serving as pixels constituting an image on a light receiving surface of a CCD. There is described an imaging apparatus in which a light receiving element is provided in advance and a light source type is determined based on a pixel signal output from the light receiving element when the CCD is driven.
JP 2004-64468 A

しかしながら、上述した技術は、画像を構成用の受光素子とセンサ用の受光素子とからなる特殊な基本構造を有したCCDが不可欠であるため、部品点数は削減できるものの、CCD自体がコスト高とならざるを得ず、かつそれを駆動する新たな駆動回路も必要となる。したがって、従来の撮像装置に使用されているハードウェア資源を有効利用することが困難であり、十分なコストメリットを得るには至らないという問題があった。   However, the above-described technique requires a CCD having a special basic structure composed of a light-receiving element for constructing an image and a light-receiving element for a sensor. Therefore, although the number of parts can be reduced, the cost of the CCD itself is high. Inevitably, a new drive circuit for driving it is also required. Therefore, it is difficult to effectively use hardware resources used in the conventional imaging apparatus, and there is a problem that sufficient cost merit cannot be obtained.

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、高いコスト削減効果を得ながら、特別なセンサを使用することなく各種の処理が可能となる撮像装置及び撮像方法、それに使用する撮像素子を提供すること目的とする。   The present invention has been made in view of the conventional problems, and an imaging apparatus and imaging method capable of performing various processes without using a special sensor while obtaining a high cost reduction effect, and an imaging used for the imaging apparatus. An object is to provide an element.

前記課題を解決するため請求項1の発明にあっては、被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた第2の画素が配置された撮像素子と、この撮像素子から出力される撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき所定の処理を実行する処理手段と、前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間手段とを備えたものとした。   In order to solve the above-mentioned problem, in the invention of claim 1, together with the first pixel in which the color filter corresponding to the color arrangement of the predetermined arrangement is provided in the imaging region where the optical image of the subject is formed, An image sensor in which a second pixel provided with a special filter instead of the color filter is arranged, and a predetermined process is executed based on a pixel signal of the second pixel included in an image signal output from the image sensor And a means for interpolating the second pixel in the image based on the imaging signal from a plurality of the first pixels located in the vicinity thereof.

かかる構成においては、撮像領域の画素に設けるフィルタ以外の基本構造が従来と同一である撮像素子に、本来の撮像機能と、第2の画素に設けられた特殊フィルタが有するフィルタ機能に応じたセンサ機能とを持たせることができ、かつそのセンサ機能を利用した各種の画像処理を行うことができる。したがって、第2の画素に設ける特殊フィルタを適宜選択することにより、特別なセンサを設けることなく、撮像信号に基づいて各種の処理を行うことができ、同時に撮像素子の駆動回路等に従来のハードウェア資源を有効利用することができる。   In such a configuration, the sensor according to the original imaging function and the filter function of the special filter provided in the second pixel is applied to the imaging element having the same basic structure as the conventional one other than the filter provided to the pixel in the imaging region. Functions, and various image processing using the sensor function can be performed. Accordingly, by appropriately selecting the special filter provided in the second pixel, various processes can be performed based on the imaging signal without providing a special sensor, and at the same time, the conventional hardware is applied to the driving circuit of the imaging element. Hardware resources can be used effectively.

また、請求項2の発明にあっては、前記撮像素子の撮像領域には、互いに異なるフィルタ機能を有する特殊フィルタが設けられた複数種の前記第2の画素が設けられており、前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる複数種の第2の画素の画素信号に基づき、前記所定の処理を実行するものとした。   In the invention of claim 2, a plurality of types of the second pixels provided with special filters having different filter functions are provided in the imaging region of the imaging device, and the processing means Is configured to execute the predetermined processing based on pixel signals of a plurality of types of second pixels included in the imaging signal output from the imaging element.

かかる構成においては、撮像素子に複数種のセンサ機能とを持たせることができ、特別なセンサを設けることなく、多様な処理や正確な処理を行うことができる。   In this configuration, the image sensor can have a plurality of types of sensor functions, and various processes and accurate processes can be performed without providing a special sensor.

また、請求項3の発明にあっては、前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき、撮影環境を判断するものとした。   In the invention of claim 3, the processing means determines the shooting environment based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output from the imaging element.

かかる構成においては、特別なセンサを設けることなく、撮像信号に基づいて撮影環境を判断することができる。   In such a configuration, it is possible to determine the shooting environment based on the imaging signal without providing a special sensor.

また、請求項4の発明にあっては、前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき、光源の種別を判断するものとした。   In the invention of claim 4, the processing means determines the type of the light source based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output from the imaging device.

かかる構成においては、特別なセンサを設けることなく、撮像信号に基づいて光源の種別を判断することができる。   In such a configuration, the type of the light source can be determined based on the imaging signal without providing a special sensor.

また、請求項5の発明にあっては、前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき、撮像信号に含まれる赤外成分を除去するものとした。   In the invention according to claim 5, the processing means removes an infrared component included in the imaging signal based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output from the imaging element. It was supposed to be.

かかる構成においては、撮像信号に基づいて撮像信号に含まれる赤外成分を除去することができるため、赤外成分の除去を目的として光学系に設けられていた光学フィルタを廃止することができる。   In this configuration, since the infrared component included in the imaging signal can be removed based on the imaging signal, the optical filter provided in the optical system for the purpose of removing the infrared component can be eliminated.

また、請求項6の発明にあっては、前記撮像素子の撮像領域には、前記色フィルタ及び前記特殊フィルタがいずれも設けられていない第3の画素がさらに配置され、前記処理手段は、撮像信号に含まれる前記第2の画素の画素信号と前記第3の画素の画素信号との差分を撮像信号から減算することにより、撮像信号から赤外成分を除去するものとした。   According to a sixth aspect of the present invention, a third pixel in which neither the color filter nor the special filter is provided is further arranged in the imaging region of the imaging device, and the processing means The infrared component is removed from the imaging signal by subtracting the difference between the pixel signal of the second pixel and the pixel signal of the third pixel included in the signal from the imaging signal.

かかる構成においては、撮像信号に含まれる赤外成分の除去をより正確に行うことができる。   In such a configuration, it is possible to more accurately remove the infrared component contained in the imaging signal.

また、請求項7の発明にあっては、前記撮像素子には、前記第2の画素が前記撮像領域の異なる複数領域に分散してそれぞれ配置されたものとした。   In the invention according to claim 7, the second pixels are arranged in the image pickup device in a distributed manner in a plurality of different areas of the image pickup area.

かかる構成においては、撮像信号に含まれるとともに、撮像素子の撮像領域の全域から得られる情報に基づき各種の処理を行うことができる。   In such a configuration, various processes can be performed based on information included in the imaging signal and obtained from the entire imaging region of the imaging device.

また、請求項8の発明にあっては、撮像素子を備えた撮像装置における被写体の撮像方法であって、前記撮像素子の被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた第2の画素を予め配置し、前記撮像素子の駆動時には、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる前記第2の画素の画素信号に基づく所定の処理と、前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間処理とを実施する方法とした。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an imaging method for a subject in an imaging apparatus including an imaging device, wherein a predetermined array of colors is formed in an imaging region where an optical image of the subject of the imaging device is formed. A second pixel provided with a special filter instead of the color filter is arranged in advance together with the first pixel provided with a color filter corresponding to the arrangement, and is output from the image sensor when the image sensor is driven. Predetermined processing based on the pixel signal of the second pixel included in the captured image signal and interpolation of the second pixel in the image based on the captured image signal from the plurality of first pixels located in the vicinity thereof Interpolation processing was performed.

かかる方法によれば、撮像領域の画素に設けるフィルタ以外の基本構造が従来と同一である撮像素子に、本来の撮像機能と、第2の画素に設けられた特殊フィルタが有するフィルタ機能に応じたセンサ機能とを持たせることができ、かつそのセンサ機能を利用した各種の処理を行うことができる。したがって、第2の画素に設ける特殊フィルタを適宜選択することにより、特別なセンサを設けることなく、撮像信号に基づいて各種の処理を行うことができ、同時に撮像素子の駆動回路等に従来のハードウェア資源を有効利用することができる。   According to such a method, an image pickup device having the same basic structure as the conventional one other than the filter provided in the pixels in the image pickup region is adapted to the original image pickup function and the filter function of the special filter provided in the second pixel. A sensor function can be provided, and various processes using the sensor function can be performed. Accordingly, by appropriately selecting the special filter provided in the second pixel, various processes can be performed based on the imaging signal without providing a special sensor, and at the same time, the conventional hardware is applied to the driving circuit of the imaging element. Hardware resources can be used effectively.

また、請求項9の発明にあっては、撮像装置に用いられる撮像素子であって、被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた第2の画素が配置され、駆動時には、自己が出力する撮像信号に含まれる前記第2の画素の画素信号に基づく所定の処理と、前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間処理とが撮像装置によって行われるものとした。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an image pickup device used in an image pickup apparatus, wherein a color filter corresponding to a predetermined color arrangement is provided in an image pickup region where an optical image of a subject is formed. In addition to the first pixel, a second pixel in which a special filter is provided instead of the color filter is arranged, and at the time of driving, a predetermined value based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output by itself And an interpolation process for interpolating the second pixel in the image based on the imaging signal from the plurality of the first pixels located in the vicinity thereof.

かかる構成においては、撮像領域の画素に設けるフィルタ以外の基本構造が従来と同一であるとともに、使用時には、本来の撮像機能と、第2の画素に設けられた特殊フィルタが有するフィルタ機能に応じたセンサ機能とを発揮することができる。同時にその駆動回路等、撮像装置における従来のハードウェア資源を有効利用することができる。   In such a configuration, the basic structure other than the filter provided in the pixels in the imaging region is the same as the conventional one, and in use, it corresponds to the original imaging function and the filter function of the special filter provided in the second pixel. The sensor function can be exhibited. At the same time, conventional hardware resources in the imaging apparatus such as the drive circuit can be effectively used.

また、請求項10の発明にあっては、被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタが設けられていない第2の画素が配置された撮像素子と、この撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき所定の処理を実行する処理手段と、前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間手段とを備えたものとした。   According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the first pixel in which a color filter corresponding to a predetermined color arrangement is provided in an imaging region where an optical image of a subject is formed, the color filter An imaging device in which a second pixel that is not provided is arranged, processing means for executing a predetermined process based on a pixel signal of a second pixel included in an imaging signal output from the imaging device, and the imaging signal And interpolating means for interpolating the second pixel in the image based on the plurality of the first pixels located around the second pixel.

かかる構成においては、撮像領域の画素に設けるフィルタ以外の基本構造が従来と同一である撮像素子に、本来の撮像機能と、本来の撮像機能と、第2の画素をセンサとするセンサ機能とを持たせることができ、かつそのセンサ機能を利用した各種の処理を行うことができる。したがって、特別なセンサを設けることなく、撮像信号に基づいて各種の処理を行うことができ、同時に撮像素子の駆動回路等に従来のハードウェア資源を有効利用することができる。   In such a configuration, an original imaging function, an original imaging function, and a sensor function using the second pixel as a sensor are added to an imaging element having the same basic structure as the conventional one other than the filter provided in the pixels in the imaging area. And various processes using the sensor function can be performed. Therefore, various processes can be performed based on the imaging signal without providing a special sensor, and at the same time, conventional hardware resources can be effectively used for the driving circuit of the imaging device.

以上のように本発明の撮像装置及び撮像方法によれば、特別なセンサを設けることなく、撮像信号に基づいて各種の処理を行うことができ、同時に撮像素子の駆動回路等に従来のハードウェア資源を有効利用することができるようにした。よって、高いコスト削減効果を得ながら、特別なセンサを使用することなく各種の処理を行うことが可能となる。また、本発明の撮像素子を用いることにより、それが可能となる。   As described above, according to the imaging apparatus and imaging method of the present invention, it is possible to perform various processes based on the imaging signal without providing a special sensor, and at the same time, to the conventional hardware in the driving circuit of the imaging element, etc. Made it possible to use resources effectively. Therefore, various processes can be performed without using a special sensor while obtaining a high cost reduction effect. Moreover, it becomes possible by using the image sensor of the present invention.

特に請求項2の撮像装置においては、撮像素子に複数種のセンサ機能とを持たせることができ、特別なセンサを設けることなく、多様な処理や正確な処理を行うことができる。   In particular, in the image pickup apparatus according to the second aspect, the image sensor can have a plurality of types of sensor functions, and various processes and accurate processes can be performed without providing a special sensor.

また、請求項3の撮像装置においては、撮像信号に基づいて撮影環境を判断することができ、さらに請求項4の撮像装置によれば、撮像信号に基づいて光源の種別を判断することができるため、正確なホワイトバランス制御等が可能となる。   According to another aspect of the present invention, the imaging environment can be determined based on the imaging signal. Further, according to the imaging apparatus of the fourth aspect, the type of the light source can be determined based on the imaging signal. Therefore, accurate white balance control and the like are possible.

また、請求項5の撮像装置においては、赤外成分の除去を目的として光学系に設けられていた光学フィルタを廃止することができ、さらに請求項6の撮像装置によれば、撮像信号に含まれる赤外成分の除去をより正確に行うことができる。   Further, in the imaging device according to claim 5, the optical filter provided in the optical system for the purpose of removing the infrared component can be eliminated. Further, according to the imaging device according to claim 6, it is included in the imaging signal. Infrared components can be removed more accurately.

また、請求項7の撮像装置においては、撮像信号に含まれるとともに、撮像素子の撮像領域の全域から得られる情報に基づき各種の処理を行うことができる。   In the imaging device according to the seventh aspect, various processes can be performed based on information included in the imaging signal and obtained from the entire imaging region of the imaging element.

以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。図1は、本発明に係るデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera according to the present invention.

このデジタルカメラは撮像素子としてCCD2を有したものであり、CCD2はカメラ本体の内部のレンズ1の後方に配置されている。図2は、レンズ1により被写体の光学像が結像されるCCD2の撮像領域21を示す模式図である。撮像領域21には、ベイヤー配列の色配置に応じたR,G,Bの色フィルタが設けられた光電変換素子からなる画素(R,G,B)が2次元に配列されている。ただし、撮像領域21における9分割(縦3×横3)された各々の分割エリア21a内には、上記通常の色フィルタが設けられていない画素(P0)と、上記通常の色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた2種類の画素(P1,P2)とが、所定の場所に互いに間隔をおき1画素ずつ(1組)設けられている。上記特殊フィルタの一方(P1)は紫外線除去機能を有するフィルタであり、他方(P2)は赤外線除去機能を有するフィルタである。   This digital camera has a CCD 2 as an image pickup device, and the CCD 2 is disposed behind a lens 1 inside the camera body. FIG. 2 is a schematic diagram showing an imaging area 21 of the CCD 2 on which an optical image of a subject is formed by the lens 1. In the imaging area 21, pixels (R, G, B) made of photoelectric conversion elements provided with R, G, B color filters corresponding to the color arrangement of the Bayer array are two-dimensionally arranged. However, in each divided area 21a divided into 9 (vertical 3 × horizontal 3) in the imaging region 21, the pixel (P0) in which the normal color filter is not provided and the normal color filter are substituted. Two types of pixels (P1, P2) provided with a special filter are provided at a predetermined location with a distance from each other (one set). One of the special filters (P1) is a filter having an ultraviolet removing function, and the other (P2) is a filter having an infrared removing function.

すなわち本実施の形態においては、撮像領域21における画素のうち図にR,G,Bで示した画素が本発明における第1の画素、同様にP0で示した画素が第3の画素、P1,P2で示した画素が第2の画素である。また、P0の画素は第3の画素であると同時に他の発明における第2の画素でもある。なお、以下の説明においては各画素をR,G,B,P0,P1,P2と表記するとともに、R,G,Bを通常画素と呼び、P0,P1,P2を特定画素と呼ぶことにより両者を区別する。また、図2に示した分割エリア21aの画素数、及び分割エリア21aにおける特定画素P0,P1,P2の配置は便宜的に示したものであるとともに、特定画素P0,P1,P2の位置及び相互間の間隔は、後述する画素補間に支障を来さないものであるとする。   That is, in the present embodiment, among the pixels in the imaging region 21, the pixels indicated by R, G, and B in the drawing are the first pixels in the present invention, and similarly, the pixel indicated by P0 is the third pixel, P1, The pixel indicated by P2 is the second pixel. The pixel P0 is the third pixel and at the same time the second pixel in another invention. In the following description, each pixel is represented as R, G, B, P0, P1, and P2, R, G, and B are called normal pixels, and P0, P1, and P2 are called specific pixels. To distinguish. Further, the number of pixels in the divided area 21a shown in FIG. 2 and the arrangement of the specific pixels P0, P1, and P2 in the divided area 21a are shown for convenience, and the positions and mutual positions of the specific pixels P0, P1, and P2 are shown. It is assumed that the interval between them does not interfere with pixel interpolation described later.

一方、デジタルカメラにおいて、CCD2はタイミング信号発生器3及び垂直ドライバ4によって所定の周期で走査駆動され、撮像領域21に結像された被写体の光学像を画素毎に光電変換し、光の強さに応じた画素信号からなるアナログの撮像信号をアナログ処理部5に出力する。アナログ処理部5は、CCD2から入力した撮像信号に含まれるノイズを除去する相関二重サンプリング回路(CDS回路)と、ノイズが除去された撮像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とからなり、アナログ処理部5で変換されたデジタルの撮像信号すなわちベイヤーデータはゲイン調整回路6に出力される。   On the other hand, in the digital camera, the CCD 2 is scanned and driven by the timing signal generator 3 and the vertical driver 4 at a predetermined cycle, and the optical image of the subject imaged in the imaging region 21 is photoelectrically converted for each pixel, and the intensity of light. An analog imaging signal made up of pixel signals corresponding to is output to the analog processing unit 5. The analog processing unit 5 includes a correlated double sampling circuit (CDS circuit) that removes noise included in the imaging signal input from the CCD 2 and an A / D converter that converts the imaging signal from which noise has been removed to a digital signal. Thus, the digital imaging signal converted by the analog processing unit 5, that is, Bayer data, is output to the gain adjustment circuit 6.

ゲイン調整回路6はR,G,Bの色成分毎にR用アンプ6a、G用アンプ6b、B用アンプ6cを備えており、制御部16から送られる制御信号に基づき各アンプ6a,6b,6cのゲインを制御し、RGBの各成分の調整(重み付け)を行うことによって画像のホワイトバランスを制御する。ゲイン調整回路6によって増幅された撮像信号は、減算回路7、画素補間回路8を経てカラープロセス回路9に送られる。   The gain adjustment circuit 6 includes an R amplifier 6a, a G amplifier 6b, and a B amplifier 6c for each of the R, G, and B color components, and each amplifier 6a, 6b, The white balance of the image is controlled by controlling the gain of 6c and adjusting (weighting) each component of RGB. The imaging signal amplified by the gain adjustment circuit 6 is sent to the color process circuit 9 via the subtraction circuit 7 and the pixel interpolation circuit 8.

減算回路7は、制御部16によって減算用の画素値を書込まれるレジスタ7aを備え、順次入力する画素データから、レジスタ7aに書込まれた画素値を減算して、画素補間回路8へ出力する。   The subtraction circuit 7 includes a register 7 a into which a pixel value for subtraction is written by the control unit 16, and subtracts the pixel value written in the register 7 a from the sequentially input pixel data and outputs it to the pixel interpolation circuit 8. To do.

画素補間回路8は本発明の補間手段であり、制御部16によって所定の画素位置を示すアドレスが書込まれるアドレスメモリ8aと、入力した画像データを所定の画素数分、すなわち図2に太枠で示した3×3画素単位分の画素の画素データを保持する入力バッファ8bと、入力した画素データの画素位置の位置を知るためのアドレスカウンタ8cとを備えている。そして、画素補間回路8は、アドレスメモリ8aに書込まれたアドレスの画素の画素データが入力したときには、その画素値を、当該画素に隣接する8画素の平均値に変換する画素補間を行い、処理後の画素データを出力し、かつアドレスメモリ8aに書込まれていないアドレスの画素の画素データについては、それをそのまま出力する。   The pixel interpolation circuit 8 is the interpolation means of the present invention. The address memory 8a in which an address indicating a predetermined pixel position is written by the control unit 16 and the input image data for a predetermined number of pixels, that is, a thick frame in FIG. And an address buffer 8c for knowing the position of the pixel position of the input pixel data. When the pixel data of the pixel at the address written in the address memory 8a is input, the pixel interpolation circuit 8 performs pixel interpolation that converts the pixel value into an average value of eight pixels adjacent to the pixel, The processed pixel data is output, and the pixel data of the pixel of the address not written in the address memory 8a is output as it is.

カラープロセス回路9は、画素補間回路8から出力された画像データ(ベイヤーデータ)に基づき画素毎のRGBデータを生成する色補間処理と、画素毎のRGBデータからデジタルの輝度信号(Y信号)と色差信号(Cb信号、Cr信号)とを含むYUVデータを生成するYUV変換処理とを行う。生成されたYUVデータは、DMAコントローラ10を介してDRAM11の指定領域に転送され、画像データとして展開される。   The color process circuit 9 performs color interpolation processing for generating RGB data for each pixel based on the image data (Bayer data) output from the pixel interpolation circuit 8, and a digital luminance signal (Y signal) from the RGB data for each pixel. YUV conversion processing for generating YUV data including color difference signals (Cb signal, Cr signal) is performed. The generated YUV data is transferred to a designated area of the DRAM 11 via the DMA controller 10 and developed as image data.

ビデオエンコーダ12は、DRAM11に書込まれたYUVデータに基づくビデオ信号を生成してLCDからなる表示装置13に出力する。これにより、画像記録用のRECモードでの撮像待機状態においては、撮像された被写体が表示装置13にスルー画像として表示される。また、その状態でシャッターキーが押された記録時には、DRAM11に書き込まれた1フレーム分のYUVデータが圧縮/伸張部14に送られ、圧縮処理を施されてフラッシュメモリ15に記録される。また、画像再生用のPLAYモードの設定時には、フラッシュメモリ15に記録されている画像データがDMAコントローラ10を介して圧縮/伸張部14に送られ、伸張処理を施されることによりYUVデータとして再生され、記録画像が表示装置13に表示される。   The video encoder 12 generates a video signal based on the YUV data written in the DRAM 11 and outputs it to the display device 13 composed of an LCD. Thereby, in the imaging standby state in the REC mode for image recording, the captured subject is displayed on the display device 13 as a through image. Further, when recording is performed when the shutter key is pressed in this state, YUV data for one frame written in the DRAM 11 is sent to the compression / expansion unit 14, subjected to compression processing, and recorded in the flash memory 15. Further, when the PLAY mode for image reproduction is set, the image data recorded in the flash memory 15 is sent to the compression / decompression unit 14 via the DMA controller 10 and decompressed to be reproduced as YUV data. The recorded image is displayed on the display device 13.

制御部16はCPUと、プログラムデータが格納されたROM、作業用のRAMを有しており、所定のプログラムに従い前述した各部の動作を制御するとともに、操作部17から送られる状態信号に対応してデジタルカメラの各部を制御する。また、CCD2の駆動時には後述する処理を行うことにより、前記減算回路7を本発明の処理手段として機能させ、かつ自らも本発明の処理手段として機能する。   The control unit 16 includes a CPU, a ROM in which program data is stored, and a working RAM. The control unit 16 controls the operation of each unit described above according to a predetermined program and corresponds to a status signal sent from the operation unit 17. Control each part of the digital camera. Further, when the CCD 2 is driven, the processing described later is performed so that the subtracting circuit 7 functions as the processing means of the present invention, and itself functions as the processing means of the present invention.

操作部17には、前記シャッターキー、及びRECモードとPLAYモードの切り替えキー等の各種のキーが設けられており、キー操作に応じた状態信号を制御部16に送る。ゲイン記憶部18には、制御部16による後述するホワイトバランス制御時に、前記ゲイン調整回路6のR用アンプ6a、G用アンプ6b、B用アンプ6cに設定されるゲイン値が、予想される複数種の撮像環境(光源種別)に対応して記憶されている。具体的には太陽光と、室内光(自然光)と、タングステンの3種類の光源にそれぞれ対応する比率のゲイン値が記憶されている。なお、係るR,G,Bのゲイン値は経験値である。また、傷欠陥アドレス記憶部19には、前記画素補間回路8のアドレスメモリ8aに書込まれるアドレス、すなわちCCD2に固有の傷欠陥(光電感度を有していない黒キズや光電感度を有する白キズ)のある画素の位置と、特定画素P0,P1,P2の位置を示すアドレスのデータが記憶されている。   The operation unit 17 is provided with various keys such as the shutter key and a key for switching between the REC mode and the PLAY mode, and sends a state signal corresponding to the key operation to the control unit 16. A plurality of gain values set in the R amplifier 6a, the G amplifier 6b, and the B amplifier 6c of the gain adjustment circuit 6 are expected in the gain storage unit 18 when the control unit 16 performs white balance control to be described later. It is stored corresponding to various imaging environments (light source types). Specifically, gain values of ratios corresponding to three types of light sources of sunlight, room light (natural light), and tungsten are stored. The gain values of R, G, and B are empirical values. Further, the flaw defect address storage unit 19 stores an address written in the address memory 8a of the pixel interpolation circuit 8, that is, a flaw defect unique to the CCD 2 (a black flaw not having photoelectric sensitivity or a white flaw having photoelectric sensitivity). ) And the address data indicating the positions of the specific pixels P0, P1, and P2.

図3は、ユーザーによるRECモードの設定に伴い制御部16が実行する信号制御処理の手順を示したフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of signal control processing executed by the control unit 16 in accordance with the setting of the REC mode by the user.

制御部16は、RECモードが設定されると、直ちに傷欠陥アドレス記憶部19に記憶されている傷欠陥の画素と特定画素P0,P1,P2のアドレスデータを読み出し、それを画素補間回路8のアドレスメモリ8aに書き込む(ステップSA1)。これにより、画素補間回路8において、CCD2によりカラープロセス回路9へ送られるべイヤーデータが、それに含まれる前述した特定画素P0,P1,P2の画素データが、傷欠陥のある画素の画素データと同様にして補間される。   When the REC mode is set, the control unit 16 immediately reads out the defective pixel and the address data of the specific pixels P0, P1, P2 stored in the defective defect address storage unit 19 and reads them out of the pixel interpolation circuit 8. Write to the address memory 8a (step SA1). Thereby, in the pixel interpolation circuit 8, the Bayer data sent to the color process circuit 9 by the CCD 2 is the same as the pixel data of the above-mentioned specific pixels P0, P1, and P2 included in the Bayer data included in the Bayer data. To be interpolated.

引き続き、制御部16は、アナログ処理部5から出力されるベイヤーデータにおける特定画素P0,P2の画素値、つまり色フィルタが設けられていない画素(P0)と、赤外線除去機能を有するフィルタが設けられている画素(P2)の画素値の取得を開始する(ステップSA2)。やがて、全ての特定画素P0,P2(9つの分割エリア21a分)の画素値が記憶できたら(ステップSA3でYES)、各々の平均の画素値である平均画素値P0v,P2vを演算し(ステップSA4)、さらに双方の平均画素値P0v,P2vの差分を演算する(ステップSA5)。しかる後、演算した差分の画素値を、演算回路7のレジスタ7aに書き込む(ステップSA6)。これにより、演算回路7において、ゲイン調整回路6から入力したベイヤーデータにおける各画素の画素値から、平均画素値P0v,P2vの差分が減算され、それによりベイヤーデータつまり撮像信号から赤外成分が除去される。これ以後、制御部16は、RECモードが解除されるまで、ステップSA2〜SA6の処理を繰り返す。   Subsequently, the control unit 16 is provided with a pixel value of the specific pixels P0 and P2 in the Bayer data output from the analog processing unit 5, that is, a pixel (P0) not provided with a color filter, and a filter having an infrared ray removing function. Acquisition of the pixel value of the current pixel (P2) is started (step SA2). Eventually, when the pixel values of all the specific pixels P0 and P2 (for nine divided areas 21a) can be stored (YES in step SA3), the average pixel values P0v and P2v, which are the respective average pixel values, are calculated (step SA4) Further, a difference between both average pixel values P0v and P2v is calculated (step SA5). Thereafter, the calculated pixel value of the difference is written in the register 7a of the arithmetic circuit 7 (step SA6). As a result, the arithmetic circuit 7 subtracts the difference between the average pixel values P0v and P2v from the pixel value of each pixel in the Bayer data input from the gain adjustment circuit 6, thereby removing the infrared component from the Bayer data, that is, the imaging signal. Is done. Thereafter, the control unit 16 repeats the processes of steps SA2 to SA6 until the REC mode is canceled.

また、図4は、RECモードにおけるCCD2の駆動中に、撮像した画像のホワイトバランスを確保するため所定のフレーム周期で制御部16が上述した信号制御処理と並行して実施するホワイトバランス制御に関する処理手順を示したフローチャートである。   FIG. 4 shows a process related to white balance control that is performed in parallel with the signal control process described above by the control unit 16 at a predetermined frame period in order to ensure white balance of the captured image during the driving of the CCD 2 in the REC mode. It is the flowchart which showed the procedure.

制御部16は、アナログ処理部5から出力されるベイヤーデータにおける特定画素P0,P1,P2の画素値の取得を開始する(ステップSB1)。やがて、全ての特定画素P0,P1,P2(9つの分割エリア21a分)の画素値が記憶できたら(ステップSB2でYES)、特定画素P0,P1,P2における各々の平均の画素値である平均画素値P0v,P1v,P2vを取得する(ステップSB3)。そして、取得した平均画素値P0v,P1v,P2vの関係に基づき、以下のように光源の種別を決定する。   The control unit 16 starts acquiring pixel values of the specific pixels P0, P1, and P2 in the Bayer data output from the analog processing unit 5 (step SB1). Eventually, when the pixel values of all the specific pixels P0, P1, P2 (for nine divided areas 21a) can be stored (YES in step SB2), the average which is the average pixel value of each of the specific pixels P0, P1, P2 Pixel values P0v, P1v, and P2v are acquired (step SB3). Then, based on the relationship between the acquired average pixel values P0v, P1v, and P2v, the type of the light source is determined as follows.

すなわち「P0v>P1v」であって、通常画素P0の平均画素値P0vが、紫外線が除去されている画素P1の平均画素値P1vよりも大きな場合には(ステップSB4でYES)、屋外での撮影であると判断し、現在の撮影環境における光源を太陽光と決定する(ステップSB5)。また、「P0v<P1v」かつ「P0v>P2v」であって、通常画素P0の平均画素値P0vが、紫外線が除去されている画素P1の平均画素値P1vよりも小さいが、赤外線が除去されている画素P2の平均画素値P2vよりも大きい場合には(ステップSB4でNO、ステップSB6でYES)、現在の撮影環境における光源をタングステン光と決定する(ステップSB7)。さらに、「P0v<P1v」かつ「P0v<P2v」であって、通常画素P0の平均画素値P0vが、紫外線が除去されている画素P1の平均画素値P1v、及び赤外線が除去されている画素P2の平均画素値P2vよりも小さい場合には(ステップSB6でNO)、屋内での撮影であると判断し、現在の撮影環境における光源を室内光と決定する(ステップSB8)。   That is, when “P0v> P1v” and the average pixel value P0v of the normal pixel P0 is larger than the average pixel value P1v of the pixel P1 from which ultraviolet rays have been removed (YES in step SB4), shooting outdoors And the light source in the current shooting environment is determined to be sunlight (step SB5). Further, although “P0v <P1v” and “P0v> P2v”, the average pixel value P0v of the normal pixel P0 is smaller than the average pixel value P1v of the pixel P1 from which ultraviolet rays are removed, but infrared rays are removed. If it is larger than the average pixel value P2v of the existing pixel P2 (NO in step SB4, YES in step SB6), the light source in the current shooting environment is determined to be tungsten light (step SB7). Further, “P0v <P1v” and “P0v <P2v”, the average pixel value P0v of the normal pixel P0, the average pixel value P1v of the pixel P1 from which ultraviolet rays are removed, and the pixel P2 from which infrared rays are removed If the average pixel value is smaller than the average pixel value P2v (NO in step SB6), it is determined that the shooting is indoor, and the light source in the current shooting environment is determined as room light (step SB8).

しかる後、上記のように決定したいずれかの光源に対応するR,G,Bのゲイン値をゲイン記憶部18から読み出し、それをゲイン調整回路6のR用アンプ6a、G用アンプ6b、B用アンプ6cに設定することによりホワイトバランスを調整する(ステップSB9)。   Thereafter, the R, G, and B gain values corresponding to any of the light sources determined as described above are read from the gain storage unit 18 and are read from the R amplifier 6a, the G amplifiers 6b, and B of the gain adjustment circuit 6. The white balance is adjusted by setting the amplifier 6c for use (step SB9).

以上の構成からなる本実施の形態においては、赤外光を検出する赤外センサや、紫外光を検出するUVセンサを設けなくとも、CCD2から出力される撮像信号に基づいて、光源種別を正確に判断するとともに、判断した光源種別に応じた正確なホワイトバランス制御を行うことができる。同時に、撮像信号に含まれる赤外光成分を電気的に除去することができるため、従来、光学系に設けられていた、撮影した画像に悪影響を及ぼす赤外光を光学的に除去する赤外カットフィルタを廃止することができる。また、赤外カットフィルタを使用する構成においても、それによる赤外光を完全に除去できない場合には、それを補うことができる。また、CCD2においてセンサとして機能する特定画素P0,P1,P2が傷欠陥の画素と同様の処理により補間されるため、それらがベイヤー配列の色配置に応じた通常の色フィルタを有する場合の画像と遜色のない画像を得ることができる。   In the present embodiment configured as described above, the light source type is accurately set based on the imaging signal output from the CCD 2 without providing an infrared sensor for detecting infrared light or a UV sensor for detecting ultraviolet light. In addition, accurate white balance control according to the determined light source type can be performed. At the same time, the infrared light component contained in the imaging signal can be electrically removed, so that the infrared light that has been conventionally provided in the optical system and optically removes the infrared light that adversely affects the captured image. Cut filter can be abolished. Further, even in the configuration using the infrared cut filter, if the infrared light caused by the filter cannot be completely removed, it can be compensated. In addition, since the specific pixels P0, P1, and P2 that function as sensors in the CCD 2 are interpolated by the same process as the defective pixels, an image when they have normal color filters corresponding to the color arrangement of the Bayer array An inferior image can be obtained.

しかも、CCD2が、図2に示したフィルタ構成を除き、従来から用いられている一般的なものと同一の基本構成を有するものであるため、その製造時にはフィルタの色及び有無のみを変更するだけでよく、CCD2を低コストで製造することができる。また、CCD2の駆動回路(タイミング信号発生器3及び垂直ドライバ4)には、従来のものをそのまま使用することができる。したがって、従来のハードウェア資源を有効に利用することができるため、高いコスト削減効果を得ながら、特別なセンサを使用することなく、画像に悪影響を及ぼす赤外成分の除去、及びより正確なホワイトバランス制御を行うことができる。   Moreover, since the CCD 2 has the same basic configuration as the general one used conventionally except for the filter configuration shown in FIG. 2, only the color and presence of the filter are changed at the time of manufacture. The CCD 2 can be manufactured at a low cost. In addition, the conventional drive circuit (timing signal generator 3 and vertical driver 4) of the CCD 2 can be used as it is. Therefore, since conventional hardware resources can be used effectively, the infrared component that adversely affects the image can be removed and a more accurate white can be obtained without using a special sensor while obtaining a high cost reduction effect. Balance control can be performed.

なお、本実施の形態においては、減算回路7によって撮像信号に含まれる赤外光成分を除去するようにしたが、例えば減算回路7を設けることなく制御部16によるデータ処理によって赤外光成分の除去を行う構成としてもよい。その場合には、制御部16のプログラム(所謂ファームウェア)を変更するだけで、本実施の形態と同様の効果得ることができるため、さらに高いコスト削減効果を得ることができる。この点については、本実施の形態と異なり、赤外光成分の除去を行わない場合についても同様である。   In the present embodiment, the infrared light component included in the imaging signal is removed by the subtracting circuit 7. However, for example, the infrared light component of the infrared light component can be removed by data processing by the control unit 16 without providing the subtracting circuit 7. It is good also as a structure which removes. In that case, it is possible to obtain the same effect as that of the present embodiment only by changing the program of the control unit 16 (so-called firmware), and therefore, a higher cost reduction effect can be obtained. About this point, unlike this Embodiment, it is the same also when not removing an infrared-light component.

また、本実施の形態においては、前述した制御部16によるホワイトバランス制御において、複数(9つ)の分割エリア21aに配置されている特定画素P0,P1,P2における各々の平均の画素値である平均画素値P0v,P1v,P2vのみを用いて、現在の撮影環境における光源の種別を決定するものとしたが、上記平均画素値P0v,P1v,P2vと共に、他の通常画素R,G,B、特にホワイトバランスの状態を知る上で有効な画素R,Bの画素値(例えば全画素の平均値や積分値)を用いて光源の種別を決定するようにしてもよい。その場合には、光源種別をより一層正確に判断することができる。   In the present embodiment, the average pixel values of the specific pixels P0, P1, and P2 arranged in the plurality (nine) of divided areas 21a in the white balance control by the control unit 16 described above. Only the average pixel values P0v, P1v, and P2v are used to determine the type of light source in the current shooting environment, but together with the average pixel values P0v, P1v, and P2v, other normal pixels R, G, B, In particular, the type of the light source may be determined using pixel values of the pixels R and B (for example, an average value or an integral value of all the pixels) that are effective in knowing the white balance state. In that case, the light source type can be determined more accurately.

また、本実施の形態においては、CCD2の撮像領域21を9分割して各々の分割エリア21aに上記3種類の特定画素P0,P1,P2、すなわち通常の色フィルタも特殊フィルタも設けられていない画素P0と、紫外線除去機能を有するフィルタが設けられた画素P1と、赤外線除去機能を有するフィルタが設けられた画素P2とを1組ずつ配置したが、特定画素P0,P1,P2を撮像領域21の任意の箇所に1組だけ設けるようにしてもよい。ただし撮像領域21の複数箇所に配置した方が、撮像領域21の全域から得られる情報に基づき前述した信号処理やホワイトバランス制御、つまり撮像信号における赤外線成分の除去や光源種別の判定といった処理を行うことができるという利点がある。なお、本実施の形態のように特定画素P0,P1,P2を撮像領域21の複数箇所に配置する場合においては、1又は複数箇所(例えばフォーカスエリアに該当する箇所)に設けられた特定画素P0,P1,P2を選択的に使用して上記処理を行うようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, the imaging area 21 of the CCD 2 is divided into nine and each of the divided areas 21a is not provided with the above three types of specific pixels P0, P1, P2, that is, normal color filters or special filters. The pixel P0, the pixel P1 provided with the filter having the ultraviolet ray removing function, and the pixel P2 provided with the filter having the infrared ray removing function are arranged one by one, but the specific pixels P0, P1, and P2 are arranged in the imaging region 21. Only one set may be provided at any location. However, the arrangement at a plurality of locations in the imaging region 21 performs the above-described signal processing and white balance control based on information obtained from the entire imaging region 21, that is, processing such as removal of infrared components in the imaging signal and determination of the light source type. There is an advantage that you can. Note that, when the specific pixels P0, P1, and P2 are arranged at a plurality of locations in the imaging region 21 as in the present embodiment, the specific pixels P0 provided at one or a plurality of locations (for example, locations corresponding to the focus area). , P1 and P2 may be selectively used to perform the above processing.

また、本実施の形態においては、CCD2に3種類の特定画素P0,P1,P2を設け、それらの画素値すなわち撮像信号に含まれる各々の画素信号に基づき、前述した撮像信号における赤外線成分の除去や光源種別の判定といった処理を行うものについて説明したが、いずれか一方の処理を行ったり、それ以外の他の処理を行ったりする構成としてもよい。   Further, in the present embodiment, the CCD 2 is provided with three types of specific pixels P0, P1, and P2, and based on the pixel values, that is, the respective pixel signals included in the imaging signal, the infrared component in the imaging signal is removed. However, it may be configured such that either one of the processes or other processes are performed.

さらに、実施する処理の内容に応じ、通常の色フィルタが設けられていない画素P0を廃止したり、紫外線除去機能や赤外線除去機能を有するフィルタが設けられた画素P1,P2に代え、他のフィルタ機能を有する特殊フィルタが設けられた1又は複数種の画素を設けたりしてもよい。つまり通常の色フィルタが設けられていない画素P0と、特殊フィルタが設けられた1又は複数種の画素のうち少なくともいずれか一方のみを設け、そうした通常画素R,G,B以外の画素に応じた任意の処理(赤外線成分の除去、光源種別の判定も含む)を行う構成としてもよい。   Furthermore, depending on the content of the processing to be performed, the pixel P0 that is not provided with a normal color filter is abolished, or other filters are used instead of the pixels P1 and P2 that are provided with a filter having an ultraviolet removing function or an infrared removing function. One or a plurality of types of pixels provided with a special filter having a function may be provided. That is, at least one of the pixel P0 not provided with the normal color filter and one or more kinds of pixels provided with the special filter is provided, and the pixel P0 corresponds to a pixel other than the normal pixels R, G, and B. Arbitrary processing (including infrared component removal and light source type determination) may be performed.

一例を挙げると、本実施の形態においては、色フィルタが設けられていない画素P0と、赤外線除去機能を有するフィルタが設けられている画素P2との双方の画素値(平均画素値P0v,P2v)の差分を通常画素R,G,Bの各々の画素値から減算することによって、撮像信号から赤外成分を除去するものについて説明したが、以下のようにしても撮像信号から赤外成分を除去することができる。すなわち、赤外光のみを透過させる機能を有する特殊フィルタを設けた画素だけをCCD2に設け、その画素の画素値(画素信号)を通常画素R,G,Bの各々の画素値(撮像信号)から減算したり、或いは前述した赤外線除去機能を有するフィルタが設けられた画素P2の画素値(画素信号)と、通常画素Rの画素値(画素信号)との差分を通常画素R,G,Bの各々の画素値(撮像信号)から減算することによっても、撮像信号から赤外成分を除去することができる。   For example, in the present embodiment, the pixel values of both the pixel P0 not provided with the color filter and the pixel P2 provided with the filter having the infrared ray removing function (average pixel values P0v and P2v). In the above description, the infrared component is removed from the imaging signal by subtracting the difference between the pixel values of the normal pixels R, G, and B. However, the infrared component is removed from the imaging signal as follows. can do. That is, only a pixel provided with a special filter having a function of transmitting only infrared light is provided in the CCD 2, and the pixel value (pixel signal) of the pixel is set to the pixel value (imaging signal) of each of the normal pixels R, G, B. Or the difference between the pixel value (pixel signal) of the pixel P2 provided with the filter having the infrared ray removing function and the pixel value (pixel signal) of the normal pixel R is subtracted from the normal pixel R, G, B The infrared component can be removed from the imaging signal also by subtracting from each pixel value (imaging signal).

なお、必要とする処理の内容にもよるが、CCD2に、通常の色フィルタを設けない画素と通常の色フィルタ以外の特殊フィルタを設けた画素を組み合わせて設けたり、互いに異なる種類の特殊フィルタを設けた複数種の画素を組み合わせて設けたり、本実施の形態のように、通常の色フィルタを設けない画素と、互いに異なる種類の特殊フィルタを設けた複数種の画素を組み合わせて設けた方が、多様な処理や正確な処理を行うことができる。   Depending on the content of the required processing, the CCD 2 may be provided with a combination of pixels that are not provided with normal color filters and pixels that are provided with special filters other than normal color filters, or different types of special filters. It is better to provide a combination of a plurality of types of pixels provided, or a combination of a pixel that is not provided with a normal color filter and a plurality of types of pixels that are provided with different types of special filters as in this embodiment. Various processing and accurate processing can be performed.

また、本実施の形態においては、制御部16におけるソフトウェア処理によって、光源種別の判定を行うものとしたが、それらを専用のハードウェアによって行う構成としてもよい。また、本発明はCCDのみならずMOS型の固体撮像素子、及びそれを用いた撮像装置にも適用できるとともに、固体撮像素子を有するものであれば前述したようなデジタルカメラに限らず、例えばカメラ付き携帯電話機やカメラ付きPDAといった他の撮像装置にも適用することができる。   Further, in the present embodiment, the light source type is determined by software processing in the control unit 16, but a configuration in which these are performed by dedicated hardware may be employed. The present invention can be applied not only to a CCD but also to a MOS type solid-state image pickup device and an image pickup apparatus using the same, and is not limited to the above-described digital camera as long as it has a solid-state image pickup device. The present invention can also be applied to other imaging devices such as a mobile phone with a camera and a PDA with a camera.

本発明に係るデジタルカメラのブロック図である。1 is a block diagram of a digital camera according to the present invention. CCDの撮像領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the imaging area of CCD. 制御部による信号制御処理の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the signal control process by a control part. ホワイトバランス制御の処理手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the processing procedure of white balance control.

符号の説明Explanation of symbols

1 レンズ
2 CCD
21 撮像領域
21a 分割エリア
5 アナログ処理部
6 ゲイン調整回路
7 減算回路
8 画素補間回路
16 制御部
18 ゲイン記憶部
19 傷欠陥アドレス記憶部
R,G,B 通常画素(第1の画素)
P0 特定画素(第3の画素)
P1,P2 特定画素(第2の画素)
1 Lens 2 CCD
21 imaging area 21a divided area 5 analog processing unit 6 gain adjustment circuit 7 subtraction circuit 8 pixel interpolation circuit 16 control unit 18 gain storage unit 19 flaw defect address storage unit R, G, B normal pixel (first pixel)
P0 specific pixel (third pixel)
P1, P2 specific pixel (second pixel)

Claims (10)

被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた第2の画素が配置された撮像素子と、
この撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき所定の処理を実行する処理手段と、
前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
A second pixel in which a special filter is provided in place of the color filter, together with a first pixel in which a color filter corresponding to a predetermined color arrangement is provided in an imaging region where an optical image of a subject is formed An image sensor in which
Processing means for executing predetermined processing based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output from the imaging element;
An imaging apparatus comprising: interpolation means for interpolating the second pixel in the image based on the imaging signal from the plurality of first pixels located in the vicinity thereof.
前記撮像素子の撮像領域には、互いに異なるフィルタ機能を有する特殊フィルタが設けられた複数種の前記第2の画素が設けられており、
前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる複数種の第2の画素の画素信号に基づき、前記所定の処理を実行することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
In the imaging region of the imaging device, a plurality of types of the second pixels provided with special filters having different filter functions are provided,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the processing unit performs the predetermined process based on pixel signals of a plurality of types of second pixels included in an imaging signal output from the imaging element.
前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき、撮影環境を判断することを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the processing unit determines an imaging environment based on a pixel signal of a second pixel included in an imaging signal output from the imaging element. 前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき、光源の種別を判断することを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the processing unit determines a type of a light source based on a pixel signal of a second pixel included in an imaging signal output from the imaging element. 前記処理手段は、前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき、撮像信号に含まれる赤外成分を除去することを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。   The said processing means removes the infrared component contained in an image pick-up signal based on the pixel signal of the 2nd pixel contained in the image pick-up signal output from the said image pick-up element. Imaging device. 前記撮像素子の撮像領域には、前記色フィルタ及び前記特殊フィルタがいずれも設けられていない第3の画素がさらに配置され、
前記処理手段は、撮像信号に含まれる前記第2の画素の画素信号と前記第3の画素の画素信号との差分を撮像信号から減算することにより、撮像信号から赤外成分を除去することを特徴とする請求項5記載の撮像装置。
In the imaging region of the imaging device, a third pixel in which neither the color filter nor the special filter is provided is further arranged,
The processing means removes an infrared component from the imaging signal by subtracting a difference between the pixel signal of the second pixel and the pixel signal of the third pixel included in the imaging signal from the imaging signal. The imaging apparatus according to claim 5, wherein:
前記撮像素子には、前記第2の画素が前記撮像領域の異なる複数領域に分散してそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項1乃至5いずれか記載の撮像装置。   The imaging device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second pixel is arranged in the imaging element in a distributed manner in a plurality of different areas of the imaging area. 撮像素子を備えた撮像装置における被写体の撮像方法であって、
前記撮像素子の被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた第2の画素を予め配置し、
前記撮像素子の駆動時には、
前記撮像素子から出力された撮像信号に含まれる前記第2の画素の画素信号に基づく所定の処理と、
前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間処理と
を実施することを特徴とする撮像方法。
An imaging method of a subject in an imaging device provided with an imaging element,
A special filter is provided in place of the color filter in the imaging area where the optical image of the subject of the imaging element is formed, together with the first pixel provided with a color filter corresponding to a predetermined color arrangement. Pre-arrange the second pixel,
When driving the image sensor,
A predetermined process based on a pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output from the imaging element;
An imaging method comprising: interpolating the second pixel in the image based on the imaging signal from a plurality of the first pixels located in the vicinity thereof.
撮像装置に用いられる撮像素子であって、
被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタに代えて特殊フィルタが設けられた第2の画素が配置され、
駆動時には、自己が出力する撮像信号に含まれる前記第2の画素の画素信号に基づく所定の処理と、前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間処理とが撮像装置によって行われることを特徴とする撮像素子。
An imaging element used in an imaging device,
A second pixel in which a special filter is provided in place of the color filter, together with a first pixel in which a color filter corresponding to a predetermined color arrangement is provided in an imaging region where an optical image of a subject is formed Is placed,
At the time of driving, a predetermined process based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output by itself, and the second pixel in the image based on the imaging signal are a plurality of the second pixels positioned around the second pixel. An imaging device, wherein an interpolation process for interpolating from one pixel is performed by an imaging device.
被写体の光学像が結像される撮像領域に、所定の配列の色配置に応じた色フィルタが設けられた第1の画素と共に、前記色フィルタが設けられていない第2の画素が配置された撮像素子と、
この撮像素子から出力された撮像信号に含まれる第2の画素の画素信号に基づき所定の処理を実行する処理手段と、
前記撮像信号に基づく画像における前記第2の画素を、その周辺に位置する複数の前記第1の画素から補間する補間手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
In the imaging region where the optical image of the subject is formed, the second pixel not provided with the color filter is arranged together with the first pixel provided with the color filter corresponding to the color arrangement of the predetermined arrangement. An image sensor;
Processing means for executing predetermined processing based on the pixel signal of the second pixel included in the imaging signal output from the imaging element;
An imaging apparatus comprising: interpolation means for interpolating the second pixel in the image based on the imaging signal from the plurality of first pixels located in the vicinity thereof.
JP2004177689A 2004-06-16 2004-06-16 Imaging apparatus and imaging method Expired - Fee Related JP4586431B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004177689A JP4586431B2 (en) 2004-06-16 2004-06-16 Imaging apparatus and imaging method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004177689A JP4586431B2 (en) 2004-06-16 2004-06-16 Imaging apparatus and imaging method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006005500A true JP2006005500A (en) 2006-01-05
JP4586431B2 JP4586431B2 (en) 2010-11-24

Family

ID=35773534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004177689A Expired - Fee Related JP4586431B2 (en) 2004-06-16 2004-06-16 Imaging apparatus and imaging method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4586431B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033357A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Canon Inc Imaging device and control method
JP2011109620A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Canon Inc Image capturing apparatus, and image processing method
US8593563B2 (en) 2009-02-23 2013-11-26 Panasonic Corporation Imaging device and imaging apparatus including the same
WO2014065053A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 オリンパス株式会社 Imaging device and image generation method
US8896744B2 (en) 2011-03-16 2014-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device and camera module with IR filter having wavelength characteristics to block both IR and selected visible light band depending on detection target of pixel cells

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000007365A1 (en) * 1998-07-30 2000-02-10 Intel Corporation Color imaging system with infrared correction
JP2002142228A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Image pickup device
JP2003032694A (en) * 2001-07-13 2003-01-31 Fuji Photo Film Co Ltd Solid-state imaging device and digital camera
JP2005033609A (en) * 2003-07-08 2005-02-03 Fuji Film Microdevices Co Ltd Solid-state image-taking device and digital camera

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000007365A1 (en) * 1998-07-30 2000-02-10 Intel Corporation Color imaging system with infrared correction
JP2002142228A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Image pickup device
JP2003032694A (en) * 2001-07-13 2003-01-31 Fuji Photo Film Co Ltd Solid-state imaging device and digital camera
JP2005033609A (en) * 2003-07-08 2005-02-03 Fuji Film Microdevices Co Ltd Solid-state image-taking device and digital camera

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033357A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Canon Inc Imaging device and control method
US8593563B2 (en) 2009-02-23 2013-11-26 Panasonic Corporation Imaging device and imaging apparatus including the same
JP2011109620A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Canon Inc Image capturing apparatus, and image processing method
US8675093B2 (en) 2009-11-20 2014-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Image capturing apparatus and image processing method
US8896744B2 (en) 2011-03-16 2014-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Solid-state imaging device and camera module with IR filter having wavelength characteristics to block both IR and selected visible light band depending on detection target of pixel cells
WO2014065053A1 (en) * 2012-10-23 2014-05-01 オリンパス株式会社 Imaging device and image generation method
JP2014086862A (en) * 2012-10-23 2014-05-12 Olympus Corp Imaging apparatus and image generating method
US9282305B2 (en) 2012-10-23 2016-03-08 Olympus Corporation Imaging device and image generation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4586431B2 (en) 2010-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007150643A (en) Solid state imaging element, driving method therefor, and imaging apparatus
JP5541718B2 (en) Imaging device and defective pixel detection method thereof
JP4622790B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP2005130045A (en) Image pickup apparatus and image pickup element used therefor
JP4433883B2 (en) White balance correction device, white balance correction method, program, and electronic camera device
JP4796871B2 (en) Imaging device
JP4033140B2 (en) Imaging apparatus, white balance control method, and white balance control program
JP2009164778A (en) Imaging apparatus
JP5222068B2 (en) Imaging device
JP2005101829A (en) Signal processing apparatus
JP3980781B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP4586431B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
JP4616794B2 (en) Image data noise reduction apparatus and control method therefor
JP5446955B2 (en) Imaging device
JP4901314B2 (en) Digital camera and control method thereof
JP2005326621A (en) Imaging device, auto-focus device and auto-focus method
JP4581633B2 (en) Color signal correction method, apparatus and program
JP2020092346A (en) Imaging device and method of controlling the same
JP5299159B2 (en) Imaging apparatus and program
JP2006135564A (en) Device and method for pixel interpolation
JPH11262025A (en) Image input device and image correction method therefor
JP5022802B2 (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP4449692B2 (en) Electronic camera
JP4229234B2 (en) Digital camera
JP4671893B2 (en) Electronic camera

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090825

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100810

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100823

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4586431

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees