JP2008147751A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.
露光された被写体像をモニタ画面上で動画的態様にて確認可能な一眼レフレックスカメラとして、撮影光学系において分離されファインダ光学系に導かれた被写体像を、ファインダ光学系に設置した撮像素子を用いて取得し、当該被写体像を背面のLCDモニタにおいて表示させる技術が提案されている(特許文献1)。 As a single-lens reflex camera capable of confirming an exposed subject image in a moving image form on a monitor screen, an image sensor that is installed in the finder optical system is a subject image separated in the photographing optical system and guided to the finder optical system. A technique has been proposed in which the subject image is acquired and displayed on an LCD monitor on the back (Patent Document 1).
なお、上記特許文献1では、被写体像に関する本撮影画像を銀塩フィルムを用いて取得しているが、近年は、銀塩フィルムに替えて撮像素子を用いて本撮影画像を取得するデジタル一眼レフカメラ(DSLR)が普及してきている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561, a real captured image related to a subject image is acquired using a silver salt film. However, in recent years, a digital single lens reflex camera that acquires an actual captured image using an imaging element instead of a silver salt film. Cameras (DSLR) are becoming popular.
ところで、このようなデジタルカメラ(デジタル一眼レフカメラ等)においては、本撮影画像取得用の撮像素子に欠陥画素が存在することがある。欠陥画素には、例えば、露光量に依存しない高出力の画素(白キズ)と露光量に依存しない低出力の画素(黒キズ)とが存在する。 By the way, in such a digital camera (such as a digital single-lens reflex camera), a defective pixel may exist in an image sensor for acquiring a captured image. The defective pixel includes, for example, a high-output pixel (white defect) that does not depend on the exposure amount and a low-output pixel (black defect) that does not depend on the exposure amount.
このような、欠陥画素を有する撮像素子によって取得された本撮影画像には、高出力の画素による高輝度の点、または低出力の画素による低輝度の点が発生し、良好な撮影画像を取得することができない。 A high-capacity point due to a high-output pixel or a low-brightness point due to a low-output pixel occurs in the actual captured image acquired by such an image sensor having defective pixels, and a good captured image is obtained. Can not do it.
そこで、本発明は、このような画素欠陥を有効に補正することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of effectively correcting such pixel defects.
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、撮像装置であって、撮影光学系から入射される被写体像を取得する第1の撮像素子および第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子における画素のうち、前記第1の撮像素子の欠陥画素に結像される被写体部位と同一の被写体部位が結像される対応画素を特定する特定手段と、前記対応画素の画像信号を用いて前記欠陥画素の画像信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする撮像装置である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an imaging apparatus, which includes a first imaging element and a second imaging element that acquire a subject image incident from a photographing optical system, and the second imaging element. Specifying means for identifying a corresponding pixel on which the same subject part as the subject part imaged on the defective pixel of the first image sensor is formed, and an image signal of the corresponding pixel An image pickup apparatus comprising: a correcting unit that corrects an image signal of the defective pixel.
本発明によれば、撮影光学系から入射される被写体像を取得する第1の撮像素子および第2の撮像素子と、第2の撮像素子における画素のうち、第1の撮像素子の欠陥画素に結像される被写体部位と同一の被写体部位が結像される対応画素を特定する特定手段と、対応画素の画像信号を用いて欠陥画素の画像信号を補正する補正手段とを備えるので、第1の撮像素子における画素欠陥を有効に補正することが可能になる。 According to the present invention, among the first image sensor and the second image sensor that acquire the subject image incident from the imaging optical system, and the pixels in the second image sensor, the defective pixels of the first image sensor are detected. Since there is provided a specifying means for specifying a corresponding pixel on which the same subject part as the subject part to be imaged is formed, and a correction means for correcting the image signal of the defective pixel using the image signal of the corresponding pixel. It is possible to effectively correct pixel defects in the image sensor.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.第1実施形態>
<1−1.構成>
図1および図2は、本発明の第1実施形態に係る撮像装置1Aの外観構成を示す図である。ここで、図1は、撮像装置1Aの正面外観図であり、図2は、撮像装置1Aの背面外観図である。この撮像装置1Aは、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。
<1. First Embodiment>
<1-1. Configuration>
1 and 2 are diagrams showing an external configuration of an
図1に示すように、撮像装置1Aは、カメラ本体部(カメラボディ)2を備えている。このカメラ本体部2に対して、交換式の撮影レンズユニット(交換レンズ)3が着脱可能である。
As shown in FIG. 1, the
撮影レンズユニット3は、主として、鏡胴101、ならびに、鏡胴101の内部に設けられるレンズ群37(図3参照)及び絞り38等によって構成される。レンズ群37には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。
The
カメラ本体部2は、撮影レンズユニット3が装着される円環状のマウント部Mtを正面略中央に備え、撮影レンズユニット3を着脱するための着脱ボタン89を円環状のマウント部Mt付近に備えている。
The
また、カメラ本体部2は、その正面左上部にモード設定ダイアル82を備え、その正面右上部に制御値設定ダイアル86を備えている。モード設定ダイアル82を操作することによって、カメラの各種モード(各種撮影モード(人物撮影モード、風景撮影モード、および連続撮影モード等)、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む)の設定動作(切替動作)を行うことが可能である。また、制御値設定ダイアル86を操作することによれば、各種撮影モードにおける制御値を設定することが可能である。
Further, the
また、カメラ本体部2は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部14を備えている。グリップ部14の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン11が設けられている。グリップ部14の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えば4本の単3形乾電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード109(図3参照)が着脱可能に収納されるようになっている。
Further, the
レリーズボタン11は、半押し状態(S1状態)と全押し状態(S2状態)の2つの状態を検出可能な2段階検出ボタンである。レリーズボタン11が半押しされS1状態になると、被写体に関する記録用静止画像(本撮影画像)を取得するための準備動作(例えば、AF制御動作およびAE制御動作等)が行われる。また、レリーズボタン11がさらに押し込まれてS2状態になると、当該本撮影画像の撮影動作(撮像素子106(後述)を用いて被写体像に関する露光動作を行い、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作)が行われる。
The
図2において、カメラ本体部2の背面の略中央には、背面モニタ12が設けられている。背面モニタ12は、例えばカラー液晶ディスプレイ(LCD)として構成される。背面モニタ12は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード109に記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。
In FIG. 2, a
カメラ本体部2の背面略中央上部には、光学ファインダ10が設けられている。光学ファインダ10には、撮影レンズユニット3からの被写体像が導かれ、撮影者は、光学ファインダ10を覗くことによって、撮像素子(「主撮像素子」とも称する)106によって取得される被写体像と等価な像を視認することができる。具体的には、撮影光学系に入射された被写体像は、ミラー(反射ミラー)102(102a)およびハーフミラー103(図3参照)によって反射され、接眼レンズを介して視認される。このように、光学ファインダ10を用いて構図決めを行うことが可能である。
An
なお、撮像装置1Aでは、光学ファインダ10から視認可能な被写体像は、ライブビュー表示用の撮像素子(「副撮像素子」とも称する)104によって取得され、背面モニタ12においてライブビュー表示される。このように、背面モニタ12を用いても構図決めを行うことが可能となる。また、本撮影画像の撮影時においては、ミラー102aは被写体像の光路から待避し、撮影レンズユニット3からの光(被写体像)が主撮像素子106に到達し、被写体に係る撮影画像(画像データ)が得られる。
In the
背面モニタ12の左上部にはメインスイッチ81が設けられている。メインスイッチ81は2点スライドスイッチからなり、接点を左方の「OFF」位置に設定すると、電源がオフになり、接点の右方の「ON」位置に設定すると、電源がオンになる。
A
背面モニタ12の右側には方向選択キー84が設けられている。この方向選択キー84は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の4方向の押圧操作と、右上、左上、右下及び左下の4方向の押圧操作とが、それぞれ検出されるようになっている。なお、方向選択キー84は、上記8方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出されるようになっている。
A
背面モニタ12の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群83が設けられている。
A
次に、図3を参照しながら、撮像装置1Aの機能の概要について説明する。図3は、撮像装置1Aの機能構成を示すブロック図である。
Next, an overview of the functions of the
図3に示すように、撮像装置1Aは、画像処理部108、操作部113、全体制御部114、およびブレ補正制御部117等を備える。
As illustrated in FIG. 3, the
操作部113は、レリーズボタン11(図1参照)を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部113に対するユーザーの入力操作に応答して、全体制御部114等が各種動作を実現する。
The
全体制御部114は、マイクロコンピュータとして構成され、主にCPU、RAM4a及びROM4b等を備える。全体制御部114は、ROM4b内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをCPUで実行することによって、各種機能を実現する。
The
フォーカス制御部111は、フォーカスレンズの光軸方向の動きを制御する。具体的には、フォーカス制御部111は、全体制御部114から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータを駆動することによって、レンズ群37に含まれるフォーカスレンズを移動させる。
The
ミラー制御部112は、ミラー102aが光路から退避した状態(ミラーアップ状態)とミラー102aが光路を遮断した状態(ミラーダウン状態)との状態切替を制御する。具体的には、レリーズボタンの全押し状態(撮影開始指示)が検出されると、ミラー制御部112は、全体制御部114から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータを駆動することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。
The
ミラーダウン状態では、撮影光学系からの被写体像は、ミラー102aによって上方に反射されてファインダ光学系に導かれる。そして、ファインダ光学系に導かれた光束は、ハーフミラー103によって分離(分岐)され、ライブビュー表示用の撮像素子(副撮像素子)104と光学ファインダ10とにそれぞれ導かれる。副撮像素子104によって取得された被写体像は、画像処理部108において所定処理が施された後、ライブビュー画像として背面モニタ12に表示される。
In the mirror-down state, the subject image from the photographing optical system is reflected upward by the
一方、ミラーアップ状態では、撮影光学系からの被写体像は主撮像素子106に結像され、主撮像素子106によって本撮影画像が取得可能となる。
On the other hand, in the mirror-up state, the subject image from the photographic optical system is formed on the
主撮像素子106は、受光面に結像された被写体像の露光(光電変換による電荷蓄積)を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。具体的には、主撮像素子106は、フォトダイオードを有して構成される複数の画素がマトリクス状に2次元配置され、各画素の受光面にR(赤)、G(緑)、B(青)の原色透過フィルターが市松状に配設されてなるベイヤー配列のカラーセンサ(例えば、CCD)として構成される。そして、主撮像素子106は、レンズ群37により結像された被写体の光像をR(赤)、G(緑)、B(青)各色成分のアナログの電気信号(画像信号)に変換し、R、G、B各画素の画像信号(画素値)を生成する。
The
また、副撮像素子104は、ファインダ光学系に導かれた被写体像の露光を行い、ライブビュー表示用の画像に関する画像信号を取得する。副撮像素子104は、基本的には主撮像素子106と同様の機能を有しているが、ここでは、より画素数の少ない(低画素数)の撮像素子を用いる場合について例示する。
In addition, the
上記主撮像素子106または副撮像素子104は、アナログフロントエンド/タイミングジェネレータ(AFE/TG)107,105それぞれから入力される読出制御信号に応答して、取得した画像信号をAFE/TG107,105へそれぞれ出力する。
The
主撮像素子106または副撮像素子104で取得された画像信号は、それぞれAFE/TG105,107においてA/D変換され、デジタル画像データ(画像データ)に変換される。そして、この画像データは、画像メモリ115に書き込まれる。以後は、画像メモリ115に格納された画像データに対して、画像処理部108によって各種の処理が実行される。なお、画像メモリ115は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。
The image signals acquired by the
画像処理部108は、画像メモリ115に格納された画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。画像処理部108は、欠陥画素補正部18aと画素補間部18bとホワイトバランス制御部18cとガンマ補正部18dと輪郭強調部18eと解像度変換部18fと画像圧縮部18gとを有している。
The
欠陥画素補正部18aでは、主撮像素子106における欠陥画素から出力された画像信号が補正される。詳細は、後述する。
In the defective
画素補間部18bでは、ベイヤー配列の各画素において不足する色信号の画素値が補間により算出される。例えば、G成分の画素値を取得可能な画素(G画素)においては、R成分の画素値は、当該G画素の上下に存在するR画素の画素値の平均値として決定されるとともに、B成分の画素値は、当該G画素の左右に存在するB画素の画素値の平均値として決定される。また、R画素においては、不足するG成分またはB成分の画素値は、当該R画素の周囲に存在する4つのG画素または4つのB画素の画素値に基づいてそれぞれ決定される。同様に、B画素においては、不足するG成分またはR成分の画素値は、当該B画素の周囲に存在する4つのG画素または4つのR画素の画素値に基づいてそれぞれ決定される。
In the
ホワイトバランス制御部18cでは、RGB各画素を独立にゲイン補正することによって画像のホワイトバランス制御が行われる。
The white
ガンマ補正部18dでは、画素補間された画像データに対して、各出力機器に合った非線形変換(詳細には、ガンマ補正およびオフセット調整)が行われる。
The
輪郭強調部18eでは、画像データに応じたハイパスフィルタによって輪郭を際立たせるエッジ強調処理が行われる。
In the
解像度変換部18fでは、画像データを所定の画素数にするために水平垂直の縮小または間引きが行われる。
In the
画像圧縮部18gでは、上記各処理が行われた画像データに対して圧縮処理が施される。 In the image compression unit 18g, compression processing is performed on the image data on which each of the above processes has been performed.
主撮像素子106によって取得された画像データは、画像処理部108において適宜画像処理が実行された後、記録制御部110によってメモリカード109に記録される。
The image data acquired by the
また、副撮像素子104によって取得された画像データは、画像処理部108において適宜画像処理が実行された後、表示制御部116に転送され背面モニタ12において表示される。なお、ライブビュー表示では、副撮像素子104によって連続的に取得され、必要な画像処理を施された画像データが背面モニタ12において動画的態様にて順次表示される。
Further, the image data acquired by the
ブレ補正制御部117は、ブレ補正制御部114と同様に、マイクロコンピュータとして構成される。ブレ補正制御部117は、その内部に格納されたソフトウエアを実行することによってブレ補正制御機能等を実現する。具体的には、ブレ補正制御部117は、ジャイロセンサ118の出力信号(ブレ信号)に基づき、駆動機構119を用いて主撮像素子106を光軸に垂直な平面内で移動させて、手ブレ等に起因するカメラのブレを補正する機能を有している。なお、このブレ補正制御部117は、ブレ量を制御するブレ補正制御装置として機能するとともに、ブレ量の演算を行うブレ演算装置としても機能する。
The blur correction control unit 117 is configured as a microcomputer, like the blur
<1−2.動作>
次に、撮像装置1Aにおける欠陥画素補正について説明する。図4は、主撮像素子106における欠陥画素を示す図である。なお、図4では、主撮像素子106における欠陥画素周辺の16×16の画素領域が表され、欠陥画素は、黒地ハッチングによって表されている。また、主撮像素子106における4×4の画素領域は、副撮像素子104の1画素に相当し、図4中の実線で区画される一つの領域が副撮像素子104の1画素を表している。図5は、欠陥画素補正の動作フローチャートである。
<1-2. Operation>
Next, defective pixel correction in the
ここでは、図4に示されるような1画素単位の欠陥画素が2次元方向に互いに隣接して構成された領域(「欠陥画素領域」とも称する)に含まれる複数の欠陥画素を補正する場合を想定し、手ブレ等による撮像装置1Aのブレは存在しないものとする。また、撮像装置1Aの主撮像素子106と副撮像素子104とには、ともにカラーセンサを用いられているが、欠陥画素補正の説明においては、簡単化のため、主撮像素子106と副撮像素子104とにモノクロ画像を取得可能な単色のモノクロ撮像素子を用いた場合について説明する。また、本実施形態では、主撮像素子106の欠陥画素は予め製造工程(検査工程)において特定され、主撮像素子106における当該欠陥画素の位置は、ROM4bに予め記憶されているものとする。
Here, a case where a plurality of defective pixels included in a region (also referred to as “defective pixel region”) in which defective pixels in units of one pixel as illustrated in FIG. 4 are adjacent to each other in a two-dimensional direction is corrected. Assume that there is no blurring of the
欠陥画素補正は、主撮像素子106による本撮影画像取得前に副撮像素子104により取得され画像メモリ115に格納された同一の被写体像に係る画像データを用いて、図5に示される各工程を経ることによって実行される。なお、本実施形態では、本撮影画像取得前のミラーダウン状態で、副撮像素子104によって最後に取得された画像データを用いて欠陥画素補正を実行する場合を例示する。
In the defective pixel correction, each process shown in FIG. 5 is performed using image data relating to the same subject image acquired by the
具体的には、ステップSP1では、副撮像素子104における画素のうち、主撮像素子106の欠陥画素に結像される被写体部位と同一の被写体部位が結像される画素(対応画素)が特定される。端的に言えば、副撮像素子104において、主撮像素子106の欠陥画素と同一部分の被写体像を取得することになる画素(対応画素)が特定される。
Specifically, in step SP1, a pixel (corresponding pixel) on which the same subject part as the subject part imaged on the defective pixel of the
本実施形態では、手ブレ等による撮像装置1Aのブレが存在しないので、副撮像素子104において、主撮像素子106における各画素と同一の被写体像を取得することになる画素は撮像装置1Aの製造時点において特定可能である。換言すれば、副撮像素子104において、主撮像素子106の欠陥画素に結像される被写体部位と同一の被写体部位が結像される画素(初期対応画素)は、撮像装置1Aの製造時点において欠陥画素ごとに予め特定される。具体的には、撮像装置1Aのブレが存在しない場合の2つの撮像素子(主撮像素子106と副撮像素子104)の各画素の既知の対応関係(初期対応関係)に基づいて、各欠陥画素と当該各欠陥画素についての対応画素との対応関係が特定され、特定された対応関係がROM4bに予め記憶される。
In the present embodiment, since there is no shake of the
そして、ステップS1では、ROM4bに記憶された各欠陥画素と当該各欠陥画素についての対応画素との対応関係に基づいて、副撮像素子104における主撮像素子106の欠陥画素についての対応画素が特定される。
In step S1, the corresponding pixel for the defective pixel of the
例えば、図4に示されるように、副撮像素子104において、主撮像素子106の欠陥画素PKdに対応する画素は、画素PF7(破線により囲まれる領域)となり、欠陥画素PKsに対応する画素は、画素PF10(2点鎖線により囲まれる領域)となる。
For example, as illustrated in FIG. 4, in the
ステップSP2では、2つの撮像素子間(主撮像素子106と副撮像素子104との間)の画素値の正規化(調整)が行われる。画素値の正規化は、主撮像素子106と副撮像素子104との各画素の画素値をそれぞれ平均し、2つの平均画素値を用いて行われる。具体的には、2つの平均画素値の差を算出し、2つの撮像素子それぞれの平均画素値が同等となるように、一方の撮像素子の画素値を2つの平均画素値の差を用いて増減させる。
In step SP2, normalization (adjustment) of pixel values between two image sensors (between the
以下では、説明簡単化のため主撮像素子106の特定ライン(図4において一点鎖線で囲まれた領域)LN9における欠陥画素補正について説明する。図6は、主撮像素子106の特定ラインLN9における各画素の画素値を示す図である。図7は、副撮像素子104において、主撮像素子106の特定ラインLN9における各画素と対応する画素の画素値を示す図である。図8は、正規化後の副撮像素子104の画素値を示す図である。なお、図6,図7,図8において横軸は特定ラインの各画素の位置を表し、縦軸は各画素の画素値を表している。
Hereinafter, for simplification of description, the defective pixel correction in the specific line LN9 of the main image sensor 106 (region surrounded by a one-dot chain line in FIG. 4) will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating the pixel value of each pixel in the specific line LN9 of the
主撮像素子106の特定ラインLN9における図6に示す16画素の平均画素値は、約6となり、副撮像素子104における各対応画素の平均画素値は、約9となる。すなわち、2つの撮像素子間における画素値の差は、約3となることから、ステップSP2では、副撮像素子104の各画素から3を引くことによって、2つの撮像素子間の画素値の調整(正規化)を行う。これによれば、正規化後の副撮像素子104における対応画素の画素値は、図8の様になる。このような2つの撮像素子間の画素値の正規化により、2つの撮像素子の感度、露光量の違いを補償することが可能となる。なお、ここでは、特定ラインLN9における画素のみを用いて正規化を行っているが、実際には各撮像素子における全画素の平均画素値を用いて、2つの撮像素子間の画素値の正規化を行うことが好ましい。
The average pixel value of 16 pixels shown in FIG. 6 in the specific line LN9 of the
次のステップSP3では、主撮像素子106における欠陥画素の画素値(図6の斜線ハッチング領域)が、副撮像素子104における対応画素の画素値によって置換される。図9は、欠陥画素の画素値を対応画素の画素値で置換した図である。なお、図9において置換された画素値は縦線または格子ハッチングで表されている。
In the next step SP3, the pixel value of the defective pixel in the main image sensor 106 (the hatched area in FIG. 6) is replaced with the pixel value of the corresponding pixel in the
具体的には、副撮像素子104において、欠陥画素PKe,PKf,PKgに対応する対応画素は画素PF6であることから(図4参照)、欠陥画素PKe,PKf,PKgの画素値には、画素PF6の画素値「5」が用いられる(図9縦線ハッチング参照)。同様に、副撮像素子104において、欠陥画素PKh,PKiに対応する対応画素は画素PF7であることから、欠陥画素PKh,PKiの画素値には、画素PF7の画素値「8」が用いられる(図9格子ハッチング参照)。
Specifically, in the
ステップSP4では、適宜の補間手法により、各欠陥画素PKe〜PKiの画素値が最終決定される。図10は、各欠陥画素の画素値が補正された様子を示す図であり、図11は、欠陥画素補正終了後の各画素の画素値を示す図である。なお、図11中の*印は、主撮像素子106に欠陥画素が存在しない場合の本来の画素値を示している。
In step SP4, the pixel values of the defective pixels PKe to PKi are finally determined by an appropriate interpolation method. FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the pixel value of each defective pixel is corrected, and FIG. 11 is a diagram illustrating the pixel value of each pixel after completion of the defective pixel correction. Note that the mark * in FIG. 11 indicates the original pixel value when there is no defective pixel in the
補間手法としては、例えば、次のような手法を採用することができる。具体的には、図9において同一の対応画素の画素値によって置換された欠陥画素同士を一つのグループ(ここではグループGP1,GP2)とみなして、当該各グループGP1,GP2の中心位置CP1,CP2同士を直線で結び、さらにグループに隣接する正常な画素の中心位置と当該グループの中心位置とを直線で結ぶ(例えば中心位置CPaと中心位置CP1)ことによって補間線HLを取得する。 As the interpolation method, for example, the following method can be employed. Specifically, in FIG. 9, the defective pixels replaced by the pixel values of the same corresponding pixels are regarded as one group (here, groups GP1, GP2), and the center positions CP1, CP2 of the groups GP1, GP2 are considered. The interpolation line HL is acquired by connecting the lines with a straight line and connecting the center position of normal pixels adjacent to the group with the center position of the group with a straight line (for example, the center position CPa and the center position CP1).
そして、各欠陥画素の中心位置における補間線HL上の値以下の整数値であって、かつ最大となる整数値を、各欠陥画素PKe〜PKiの画素値として決定する。例えば、欠陥画素PKeの画素値は、当該欠陥画素PKeの中心位置における補間線HL上の値CVe(=7.5)以下の整数値であって、かつ最も大きい整数値「7」と決定される。 Then, an integer value that is equal to or smaller than the value on the interpolation line HL at the center position of each defective pixel is determined as the pixel value of each defective pixel PKe to PKi. For example, the pixel value of the defective pixel PKe is determined to be the largest integer value “7” which is an integer value equal to or smaller than the value CVe (= 7.5) on the interpolation line HL at the center position of the defective pixel PKe. The
このような補間手法により決定された各欠陥画素PKe〜PKiの画素値は、図10の様になる(横線ハッチング)。 The pixel values of the defective pixels PKe to PKi determined by such an interpolation method are as shown in FIG. 10 (horizontal line hatching).
上述のような、主撮像素子106に結像される被写体像と同一の被写体像が結像された副撮像素子104による画像データを用いた欠陥画素補正によれば、図11に示されるように、主撮像素子106に欠陥画素が存在しない場合の本来の画素値(図8中の*印)に近い画素値を取得することができる。
As described above, according to the defective pixel correction using the image data by the
なお、上述の欠陥画素補正の説明においては、簡単化のために主撮像素子106と副撮像素子104とにモノクロ撮像素子を用いた場合について説明したが、カラーセンサを用いた場合にも同様の欠陥画素補正が可能である。図12は、主撮像素子106の各画素(点線で示す)と副撮像素子104の各画素(実線で示す)とを重ね合わせて、両者の対応位置関係を示す図である。
In the description of the defective pixel correction described above, the case where a monochrome image sensor is used for the
具体的には、主撮像素子106と副撮像素子104とにベイヤー配列のカラーセンサを用いた場合には、副撮像素子104において主撮像素子106の欠陥画素と同一色の画素の情報(画素値)を用いて当該欠陥画素が補正される。具体的には、副撮像素子104により取得された画像データに対して、画素補間処理が実行され、各画素において不足する色信号の画素値が取得される。そして、ステップSP3では、主撮像素子106の欠陥画素の画素値が、対応画素における3つの色信号のうち欠陥画素と同一の色信号の画素値によって置換される。
Specifically, when a Bayer array color sensor is used for the
例えば、図12に示されるように、主撮像素子106における欠陥画素PKa(斜線ハッチング領域)がR成分の画素であり、副撮像素子104における当該欠陥画素の対応画素PF6(一点鎖線で囲まれる領域)がG成分の画素であった場合には、画素補間により算出された対応画素PF6におけるR成分の画素値によって、欠陥画素PKaの画素値が置換される。
For example, as shown in FIG. 12, the defective pixel PKa (hatched hatching area) in the
以上のように、本実施形態に係る撮像装置1Aは、撮影光学系から入射される被写体像を取得する主撮像素子106および副撮像素子104と、副撮像素子104における画素のうち、主撮像素子106の欠陥画素に結像される被写体部位と同一の被写体部位が結像される対応画素を特定し、対応画素の画像信号(画素値)を用いて、欠陥画素の画像信号(画素値)を補正するので、主撮像素子106における画素欠陥を有効に補正することが可能になる。
As described above, the
また特に、撮像装置1Aによれば、互いに隣接した複数の欠陥画素によって構成される画素欠陥領域から得られる各画素値を有効に補正することが可能となる。
In particular, according to the
欠陥画素を補正する他の手法としては、例えば、欠陥画素周辺の他の画素より得られる情報(周辺情報)を用いて、当該欠陥画素の画素値を取得して補正する手法が考えられる。このような手法によれば、1画素単位の欠陥画素の画素値を補正することが可能である。しかし、互いに隣接した複数の欠陥画素によって構成される欠陥画素領域(「巨大欠陥」とも称する)に対しては、欠陥画素領域の中央部に位置する欠陥画素の周辺情報が存在しないので、このような手法を用いて欠陥画素領域に含まれる各欠陥画素の画素値を補正することは困難である。 As another method of correcting the defective pixel, for example, a method of acquiring and correcting the pixel value of the defective pixel using information (peripheral information) obtained from other pixels around the defective pixel can be considered. According to such a method, it is possible to correct the pixel value of the defective pixel in units of one pixel. However, since there is no peripheral information about a defective pixel located in the center of the defective pixel region for a defective pixel region (also referred to as a “giant defect”) composed of a plurality of defective pixels adjacent to each other, such It is difficult to correct the pixel value of each defective pixel included in the defective pixel region using a simple technique.
一方、本実施形態に係る撮像装置1Aでは、本撮影画像取得用の主撮像素子106と、同一の被写体像を取得する他の撮像素子から得られる情報を用いて、主撮像素子106の欠陥画素が補正される。このため、撮像装置1Aでは、欠陥画素に関する情報として現実に存在する情報を用いて欠陥画素補正が実行されるので、1画素単位の欠陥画素だけでなく、比較的大きな欠陥画素領域をも有効に補正することが可能となる。
On the other hand, in the
また、撮像装置1Aのように、ライブビュー表示用の副撮像素子104を欠陥画素補正にも用いて兼用することによれば、ライブビュー表示用の撮像素子を備えた従来の構成に対して、上述の欠陥画素補正処理を追加するだけで、主撮像素子106の欠陥画素を有効に補正することが可能となる。
Further, like the
<2.第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。上記第1実施形態では、手ブレ等による撮像装置1Aのブレが存在しない場合の欠陥画素補正について説明したが、第2実施形態では、手ブレ等による撮像装置1Aのブレが存在する場合の欠陥画素補正について説明する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the defective pixel correction in the case where there is no blur of the
第2実施形態に係る撮像装置1Aは、第1実施形態に係る撮像装置1Aと同様の構成を有しており、以下では第1実施形態と相違する部分を中心に説明する。
An
図13は、副撮像素子104で撮影された画像を示す図であり、図14は、主撮像素子106で撮影された本撮影画像を示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an image captured by the
上述のように、撮像装置1Aにおける欠陥画素補正は、主撮像素子106による本撮影画像取得前に、副撮像素子104により取得された画像データに基づいて実行される。ここで、主撮像素子106の露光と副撮像素子104の露光とは異なるタイミング実行され、2つの露光タイミングには、少なくともミラー102aの待避時間(数十ms)分の時間的なズレが存在する。このため、副撮像素子104の露光時点から主撮像素子106の露光時点までの期間に、手ブレ或いはパンニング等による撮像装置1Aのブレが存在する場合には、副撮像素子104により取得された画像の被写体と主撮像素子106により取得された画像の被写体との間には、ズレ(画像ズレ)が存在する。
As described above, the defective pixel correction in the
例えば、2つの撮像素子の露光間に撮像装置1Aに所定のブレが発生した場合には、副撮像素子104によって取得された画像(図13参照)と主撮像素子106によって取得された画像(図14参照)との間には、ブレベクトルZU分の画像ズレが生じる。
For example, when a predetermined blur occurs in the
したがって、手ブレ或いはパンニング等による撮像装置1Aのブレが存在する場合には、当該画像ズレを考慮に入れた欠陥画素補正を実行することが好ましい。
Therefore, when there is a shake of the
以下では、2つの撮像素子の露光間に撮像装置1Aに所定のブレが発生した場合の欠陥画素補正について説明する。図15は、ブレが発生する前の2つの撮像素子の初期対応関係を示す図であり、図16は、所定のブレが発生した場合の2つの撮像素子の対応関係を示す図である。
Hereinafter, defective pixel correction when a predetermined blur occurs in the
撮像装置1Aにブレが存在する場合においても、欠陥画素補正は、図5に示される各工程を経ることによって実行される。ただし、ブレが存在する場合の欠陥画素補正では、ステップSP1における対応画素の特定手法が、第1実施形態と異なる。
Even when there is a blur in the
具体的には、ブレが存在する場合には、副撮像素子104の露光時点から主撮像素子106の露光時点までの間に発生する撮像装置1Aのブレ量が、ブレ補正制御部117においてジャイロセンサ118の出力信号に基づいて算出される。
そして、欠陥画素補正部18aにおいて、撮像素子1Aのブレ量に基づいて副撮像素子104により取得された画像と主撮像素子106により取得された画像とにおける同一被写体のズレの程度を表すブレベクトルZUが算出される。
Specifically, when there is a shake, the shake amount of the
Then, in the defective
具体的には、撮像素子1Aのブレ量をX方向成分とY方向成分とに分解し、各成分のブレ量を撮像素子の画素単位のズレにそれぞれ換算することによって、ブレベクトルZUを算出する。
Specifically, the blur vector ZU is calculated by decomposing the blur amount of the
そして、ブレが発生しない場合の2つの撮像素子の各画素の対応関係(初期対応関係)と、算出されたブレベクトルZUとを用いて、欠陥画素によって取得される被写体像と同一の被写体像を取得することになる対応画素を特定する。なお、撮像装置1Aのブレが存在しない場合の2つの撮像素子の各画素の初期対応関係は、予めROM4bに記憶されている。
Then, by using the correspondence relationship (initial correspondence relationship) between the pixels of the two imaging elements when no blurring occurs and the calculated blur vector ZU, the same subject image as the subject image acquired by the defective pixel is obtained. The corresponding pixel to be acquired is specified. Note that the initial correspondence relationship between the pixels of the two image pickup elements when there is no blur in the
例えば、2つの撮像素子の各画素が、図15に示されるような初期対応関係(具体的には欠陥画素PKaの初期対応画素はPF6)を有していた場合に、ブレベクトルZU分の画像ズレが生じたと仮定する。この場合、欠陥画素PKaの対応画素は、欠陥画素PKaをブレベクトルZUの始点としたときに、当該ブレベクトルZUの終点に存在する画素PX1の初期対応画素PF7となる。すなわち、欠陥画素PKaの対応画素は、副撮像素子104における画素PF7となる。実際に、図16に示されるように、副撮像素子104において、主撮像素子106の欠陥画素PKaの対応画素は、画素PF7となっていることが分かる。
For example, when each pixel of the two image sensors has an initial correspondence relationship as shown in FIG. 15 (specifically, the initial correspondence pixel of the defective pixel PKa is PF6), an image corresponding to the blur vector ZU. Assume that a gap has occurred. In this case, the corresponding pixel of the defective pixel PKa is the initial corresponding pixel PF7 of the pixel PX1 existing at the end point of the blur vector ZU when the defective pixel PKa is the start point of the blur vector ZU. That is, the corresponding pixel of the defective pixel PKa is the pixel PF7 in the
このような対応画素の特定手法により、他の欠陥画素PKb〜PKtについても副撮像素子104における対応画素をそれぞれ特定する。
With such a corresponding pixel specifying method, the corresponding pixels in the
そして、ステップSP2〜SP4の各工程をさらに経ることによって、欠陥画素補正が実行される。 Then, defective pixel correction is executed by further passing through the steps SP2 to SP4.
以上のように、第2実施形態に係る撮像装置1Aは、撮像装置1Aのブレ量を検出し、主撮像素子106により取得される撮影画像と副撮像素子104により取得される撮影画像との露光時点相互間において発生するブレ量に基づいて、主撮像素子106の欠陥画素についての対応画素を副撮像素子104における複数の画素の中から特定する。したがって、撮像装置1Aでは、副撮像素子104の露光時点から主撮像素子106の露光時点までの期間において発生する手ブレ等による画像ズレの影響を考慮した欠陥画素補正を実行することが可能となる。
As described above, the
<3.第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態における撮像装置1Bは、撮影光学系からの被写体像をファインダ光学系に導くミラー102(図3)としてハーフミラー(半透過ミラー)を用いる場合を例示する。
<3. Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The imaging apparatus 1B in the third embodiment exemplifies a case where a half mirror (semi-transmissive mirror) is used as the mirror 102 (FIG. 3) that guides the subject image from the photographing optical system to the finder optical system.
第3実施形態に係る撮像装置1Bは、ミラー102としてハーフミラーを用いる点以外は、撮像装置1Aと同様の構成を有しており、以下では相違する部分を中心に説明する。
The imaging apparatus 1B according to the third embodiment has the same configuration as that of the
撮像装置1Bに備えられるハーフミラー102bは、撮影光学系からの被写体像を反射光路と透過光路との2つの光路に分離する機能を有している。透過光路に分離された被写体像は、主撮像素子106に結像される。一方、反射光路に分離された被写体像は、ファインダ光学系へ導かれ、副撮像素子104に結像される。
The
撮像装置1Bでは、同一の被写体像が、主撮像素子106と副撮像素子104とに同時に導かれていることから、主撮像素子106の露光と副撮像素子104の露光とは、同一タイミングで実行可能である。このため、撮像装置1Bにブレが存在する場合であっても、各撮像素子により取得された2つの画像の被写体間には、画像ズレが発生しない。
In the image pickup apparatus 1B, since the same subject image is simultaneously guided to the
したがって、撮像装置1Bでは、ブレが存在する場合であってもブレの影響を考慮せずに済み、上記第1実施形態と同様の欠陥画素補正処理を適用することによって、撮像装置1Bの主撮像素子106における欠陥画素を有効に補正することが可能となる。
Therefore, in the imaging apparatus 1B, even if there is a blur, it is not necessary to consider the influence of the blur. By applying the defective pixel correction process similar to that in the first embodiment, the main imaging of the imaging apparatus 1B is performed. It is possible to effectively correct defective pixels in the
<4.変形例>
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。
<4. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the contents described above.
例えば、上記各実施形態においては、副撮像素子104として、主撮像素子106よりも低画素数の撮像素子を用いていたが、これに限定されず、主撮像素子106と同一の画素数を有する撮像素子(例えば同一の撮像素子)を副撮像素子104として用いてもよい。
For example, in each of the embodiments described above, an image sensor having a lower number of pixels than the
これによれば、欠陥画素補正において、欠陥画素の画素値を副撮像素子104における対応画素の画素値に置換することによって、欠陥画素補正を実行することが可能になるので、欠陥画素の画素値決定(ステップSP4)処理を省略することが可能になる。
According to this, in the defective pixel correction, the defective pixel correction can be performed by replacing the pixel value of the defective pixel with the pixel value of the corresponding pixel in the
また、上記各実施形態では、製造工程において発見された欠陥画素を補正する場合について例示したが、これに限定されない。具体的には、いつの時点において発見された欠陥画素であっても、主撮像素子106における欠陥画素の位置が特定されれば、ブレが発生しない場合の2つの撮像素子の各画素の初期対応関係に基づいて、上記の思想に基づく欠陥画素補正処理を適用することが可能となる。
In each of the above embodiments, the case where a defective pixel found in the manufacturing process is corrected is illustrated, but the present invention is not limited to this. Specifically, even when a defective pixel is found at any point in time, if the position of the defective pixel in the
1A,1B 撮像装置
2 カメラ本体部
3 撮影レンズユニット
11 レリーズボタン
102 ミラー
104 副撮像素子
106 主撮像素子
HL 補間線
ZU ブレベクトル
1A,
Claims (6)
撮影光学系から入射される被写体像を取得する第1の撮像素子および第2の撮像素子と、
前記第2の撮像素子における画素のうち、前記第1の撮像素子の欠陥画素に結像される被写体部位と同一の被写体部位が結像される対応画素を特定する特定手段と、
前記対応画素の画像信号を用いて前記欠陥画素の画像信号を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging device,
A first image sensor and a second image sensor for acquiring a subject image incident from the photographing optical system;
A specifying unit that specifies a corresponding pixel on which a subject part that is the same as a subject part imaged on a defective pixel of the first image sensor among pixels in the second image sensor;
Correction means for correcting the image signal of the defective pixel using the image signal of the corresponding pixel;
An imaging apparatus comprising:
前記欠陥画素と当該欠陥画素についての対応画素との対応関係を記憶する記憶手段、
をさらに備え、
前記特定手段は、前記記憶手段に記憶される前記対応関係に基づいて前記対応画素を特定することを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
Storage means for storing a correspondence relationship between the defective pixel and a corresponding pixel for the defective pixel;
Further comprising
The imaging device is characterized in that the specifying unit specifies the corresponding pixel based on the correspondence relationship stored in the storage unit.
前記撮像装置のブレ量を検出するブレ検出手段、
をさらに備え、
前記第1の撮像素子は、前記被写体像に関する第1の撮影画像を取得し、
前記第2の撮像素子は、前記被写体像に関する第2の撮影画像を取得し、
前記特定手段は、前記第1の撮影画像と前記第2の撮影画像との露光時点相互間において発生する前記ブレ量に基づいて、前記対応画素を特定することを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
Blur detection means for detecting the blur amount of the imaging device;
Further comprising
The first image sensor acquires a first captured image related to the subject image,
The second image sensor acquires a second captured image related to the subject image,
The imaging device is characterized in that the identification unit identifies the corresponding pixel based on the blur amount generated between exposure time points of the first captured image and the second captured image.
前記撮影光学系の光路内に、当該光路から退避可能に配置されるミラーと、
撮影開始指示を入力する撮影指示手段と、
をさらに備え、
前記第2の撮影画像は、前記ミラーが前記撮影光学系の光路内に位置している際に、前記ミラーによって反射されて前記第2の撮像素子に導かれた前記被写体像に関する撮影画像であり、
前記第1の撮影画像は、前記撮影開始指示を受けて前記ミラーが前記撮影光学系の光路から退避した状態において前記第1の撮像素子に導かれた前記被写体像に関する撮影画像であることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 3.
A mirror disposed in the optical path of the photographing optical system so as to be retractable from the optical path;
Shooting instruction means for inputting a shooting start instruction;
Further comprising
The second photographed image is a photographed image related to the subject image reflected by the mirror and guided to the second image sensor when the mirror is located in the optical path of the photographing optical system. ,
The first photographed image is a photographed image related to the subject image guided to the first image sensor in a state where the mirror is retracted from the optical path of the photographing optical system in response to the photographing start instruction. An imaging device.
前記被写体像を2つの光路に分離する半透過ミラー、
をさらに備え、
前記第1の撮像素子は、前記2つの光路のうちの一方の光路上に配置され、第1の撮影画像を取得し、
前記第2の撮像素子は、前記2つの光路のうちの他方の光路上に配置され、前記第1の撮影画像の露光タイミングと同じ露光タイミングで第2の撮影画像を取得し、
前記補正手段は、前記第1の撮影画像における前記欠陥画素の画像信号を、前記第2の撮影画像における前記対応画素の画像信号を用いて補正することを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
A semi-transmissive mirror that separates the subject image into two optical paths;
Further comprising
The first imaging element is disposed on one of the two optical paths, acquires a first captured image,
The second image sensor is disposed on the other of the two optical paths, acquires a second captured image at the same exposure timing as the exposure timing of the first captured image,
The image pickup apparatus, wherein the correction unit corrects an image signal of the defective pixel in the first photographed image using an image signal of the corresponding pixel in the second photographed image.
前記第2の撮像素子による撮影画像は、前記欠陥画素の補正に用いられるとともに、ライブビュー表示にも用いられることを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
An image pickup apparatus, wherein an image captured by the second image sensor is used for correcting the defective pixel and also used for live view display.
Priority Applications (1)
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JP2006329388A JP2008147751A (en) | 2006-12-06 | 2006-12-06 | Imaging device |
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JP2010026011A (en) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Nikon Corp | Imaging apparatus |
JP2012005057A (en) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Olympus Corp | Imaging apparatus |
-
2006
- 2006-12-06 JP JP2006329388A patent/JP2008147751A/en active Pending
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