JP3615463B2 - ディジタルカメラおよび検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ディジタルカメラに関し、特にたとえば、イメージセンサから出力されたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換器によってディジタル画像信号に変換する、ディジタルカメラに関する。
【０００２】
この発明はまた、イメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する生成回路を検査する、検査装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ディジタルカメラでは、イメージセンサから出力された被写体の画像信号は、Ａ／Ｄ変換，色分離，白バランス調整，ＹＵＶ変換などの様々な信号処理を施され、このような処理の結果、被写体像がディスプレイに表示される。これらの信号処理のいずれか１つでも異常があれば、被写体像は適切にディスプレイに表示されず、そのような欠陥のあるディジタルカメラは出荷すべきではない。このため、従来は、ディスプレイに表示された撮影画像を人間の目で観察して、信号処理が適切に行なわれているかどうかを検査していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、人間の目による観察では正確な検査は不可能であった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、イメージセンサから出力された画像信号の処理に異常がないかどうかを正確に検査することができる、ディジタルカメラを提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、Ａ／Ｄ変換器のようなアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する生成回路に異常がないかどうかを正確に検査することができる、検査装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、出力が飽和する程度の露光量でイメージセンサを露光する露光手段、イメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する生成手段、ディジタル画像信号から複数の画素データ値を検出する検出手段、複数の画素データ値の全てにおいて所定値を示すビットを特定する特定手段、および特定手段によって特定されたビットに関連するビット関連情報を出力する第１出力手段を備える、ディジタルカメラである。
【０００８】
第２の発明は、イメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する生成回路を検査する検査装置であって、出力が飽和する程度の露光量でイメージセンサを露光する露光手段、露光手段の露光に基づくディジタル画像信号から複数の画素データ値を検出する検出手段、複数の画素データ値の全てにおいて所定値を示すビットを特定する特定手段、および特定手段によって特定されたビットに関連するビット関連情報を出力する出力手段を備える、検査装置である。
【０００９】
【作用】
第１の発明によれば、イメージセンサは出力が飽和する程度の露光量で露光され、生成手段はイメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する。検出手段では生成されたディジタル画像信号から複数の画素データ値が検出され、特定手段では検出された複数の画素データ値の全てが所定値を示すビットが特定される。第１出力手段は、特定されたビットに関連するビット関連情報を出力する。
【００１０】
検出手段によって検出された画素データ値が飽和値を示さない場合、原因はイメージセンサおよび生成手段のいずれかにある。イメージセンサの欠陥を有する画素から生成された画素信号のデータ値が検出手段によって検出された場合、イメージセンサおよび生成手段のいずれに異常があるのか、ならびに生成手段に異常があるとして生成手段のどの箇所に異常があるかについては、検出された複数の画素データ値そのものから判断することはできない。ただし、生成手段に異常がある場合、検出された複数の画素データ値のいずれについても、異常個所に対応するビットが常に所定値を示す。このため、複数の画素データ値の全てが所定値を示すビットを特定手段によって特定し、特定されたビットに関連するビット関連情報を第１出力手段によって出力するようにしている。
【００１１】
この発明の好ましい例では、検出手段によって検出される画素データ値の数はイメージセンサにおいて許容される画素欠陥の数よりも多い。これによって、検出手段によって検出される画素データ値の少なくとも１つは、画素欠陥に起因しない値を示す。
【００１２】
この発明の好ましい他の例では、特定手段は、複数の画素データ値に論理和を施し、論理和によって得られた演算値からゼロを示すビットを特定する。欠陥のある画素から得られた画素信号のデータ値は異常箇所以外のビットでも“０”を示すが、他のデータ値との間で論理和処理を施すことで、異常箇所以外のビット値が“１”を示すことになる。このため、演算値のうちゼロを示すビットが異常個所に関連するビットとして特定できる。
【００１３】
さらに好ましくは、生成手段は、ディジタル画像信号をパラレル方式で出力する複数のビット線を有する。このとき、ビット関連情報は、特定手段によって特定されたビットに対応するビット線が断線であることを示す情報である。
【００１４】
この発明の好ましいその他の例では、飽和値を示す画素データ値が検出されたときに検出手段が不能化手段によって不能化される。そして、飽和値に関連する飽和値関連情報が第２出力手段によって出力される。
【００１５】
第２の発明によれば、イメージセンサは出力が飽和する程度の露光量で露光され、生成回路はイメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する。検出手段では生成されたディジタル画像信号から複数の画素データ値が検出され、特定手段では検出された複数の画素データ値の全てが所定値を示すビットが特定される。出力手段は、特定されたビットに関連するビット関連情報を出力する。
【００１６】
【発明の効果】
これらの発明によれば、ディジタル画像信号から複数の画素データ値を検出し、検出された複数の画素データ値の全てが所定値を示すビットを特定するようにしたため、生成手段（生成回路）に異常があるかどうか、ならびに異常があるとしてどの箇所が異常であるかを正確に検査することができる。
【００１７】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１８】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、生産ライン上の検査工程において、ＵＳＢケーブル１４によってパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２と接続される。このとき、ディジタルカメラ１０の前面には乳白色の拡散板（図示せず）が配置され、この拡散板は所定の色温度および輝度を持つ光源（図示せず）によって照射されている。この検査工程では、ディジタルカメラ１０の信号処理に異常がないかどうかが検査される。
【００１９】
検査時、ＰＣ１２は検査確認コードをディジタルカメラ１０に与える。ディジタルカメラ１０は、この検査確認コードに応答して拡散板を撮影し、撮影された画像信号に基づいて信号処理に異常がないかどうか判別する。そして、異常がなければ“ＯＫ”を示す判別情報をＰＣ１２に返送し、異常があれば“ＮＧ”を示す判別情報および異常個所情報をＰＣ１２に返送する。
【００２０】
ディジタルカメラ１０は、具体的には図２に示すように構成される。被写体（拡散板）の光像は、光学レンズ１６および絞り部材１８を通してイメージセンサ２２の受光面に入射される。受光面には複数の受光素子が配置されており、各受光素子が１つの画素を形成する。入射された光像は各々の受光素子によって光電変換を施され、これによって画像信号（アナログ画像信号）が生成される。
【００２１】
生成された画像信号はタイミングジェネレータ２４によって３０ｆｐｓのフレームレートで読み出され、読み出された各フレームの画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２６によってノイズ除去およびゲイン調整を施される。Ａ／Ｄ変換器２８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２６から出力された画像信号を１２ビットのディジタル画像信号（画像データ）に変換し、変換した画像データをメモリ制御回路３０に出力する。Ａ／Ｄ変換器２８の出力側には１２本のビット線が設けられており、画像データはパラレル方式でメモリ制御回路３０に出力される。つまり、画像データは複数画素の画素データからなっており、各画素の画素データは１２ビットで表される。Ａ／Ｄ変換器２８からはこのような画素データがパラレル方式で１画素ずつ出力される。
【００２２】
メモリ制御回路３０は、与えられた画像データを一旦ＳＤＲＡＭ３２のディジタル画像格納エリア３２ａに格納し、その後、信号処理回路３４に出力する。つまり、３０ｆｐｓのフレームレートで入力される画像データを一旦ディジタル画像格納エリア３２ａに書き込み、書き込まれた画像データを同じ３０ｆｐｓのフレームレートで読み出して信号処理回路３４に与える。信号処理回路３４は、与えられた画像データに色分離、白バランス調整、ＹＵＶ変換などの信号処理を施し、処理が施された画像データをモニタ３６に出力する。この結果、３０ｆｐｓの動画像（スルー画像）が画面に表示される。
【００２３】
ＰＣ１２から検査確認コードが与えられると、ＣＰＵ３８は図３に示すフロー図を処理する。まずステップＳ１でＴＧ２４に１／３０秒のシャッタスピードを設定するとともに、ステップＳ３でドライバ２０を制御して絞り１８を開放する。続いて、ステップＳ５でＴＧ２４に撮影指令を与える。ＴＧ２４は、１／３０秒にわたってイメージセンサ２４を露光し、これによって生成された１フレーム分の画像信号をラスタスキャン方式で読み出す。被写体は光源が照射されている乳白色の拡散板であり、絞り１８は全開されているため、１／３０秒の露光によって生成された画像信号は飽和している。つまり、画像信号を形成する各々の画素信号のレベルは飽和値を示す。
【００２４】
ＴＧ２４から出力された画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２６で上述の処理を施された後、Ａ／Ｄ変換器２８によって画像データに変換され、変換された画像データはメモリ制御回路３０によってディジタル画像格納エリア３２ａに格納される。なお、この画像信号もまた、スルー画像出力時と同様に信号処理回路３４を経てモニタ３６に与えられ、モニタ３６の表示はスルー画像から静止画像（フリーズ画像）に切り換えられる。
【００２５】
ステップＳ７ではサンプル数カウンタ３８ａのカウント値（サンプル数）Ｎを“０”に設定し、ステップＳ９ではアドレスカウンタ３８ｂのカウント値（アドレス）Ｘを図５に示すディジタル画像格納エリア３２ａの中央に設定する。続いて、ステップＳ１１でメモリ制御回路３０を通してアドレスＸから１画素分の画素データを読み出し、読み出された画素データのデータ値を判別する。上述のようにイメージセンサ２２は出力が飽和する程度の露光量で露光されるため、Ａ／Ｄ変換器２８に異常がなければ、アドレスＸから読み出された画素データは飽和レベルに相当する“１１１１１１１１１１１１”の値を示す。このため、ステップＳ１３ではデータ値を“４０９５（＝１１１１１１１１１１１１）”と比較している。
【００２６】
ステップＳ１３でデータ値＝“４０９５”と判別されると、ステップＳ１５で“ＯＫ”を示す判別信号をＩ／Ｆ回路４０を通してＰＣ１２に出力し、その後処理を終了する。“ＯＫ”を示す判別情報がＰＣ１２に出力されることで、ＰＣ１２のディスプレイには“ＯＫ”の文字が表示される。これによって、今回の検査対象となったディジタルカメラ１０は異常なしと判断され、次の検査工程に移される。
【００２７】
一方、アドレスＸから読み出された画素データのデータ値が“４０９５”以外の値を示せば、ステップＳ１３からステップＳ１７に進み、このデータ値をレジスタ３８ｃに格納する。ステップＳ１９では、サンプル数カウンタ３８ａのカウント値Ｎが“５”に達したかどうか判断し、ＮＯであれば、ステップＳ２１およびＳ２５のそれぞれでサンプル数カウンタ３８ａおよびアドレスカウンタ３８ｂをインクリメントしてからステップＳ１１に戻る。これによって、データ値が“４０９５”以外の値を示す限り、ステップＳ１１〜Ｓ２３の処理が繰り返され、ディジタル画像格納エリア３２ａの中央アドレスに続くアドレスから読み出された画素データのデータ値がレジスタ３８ｃに格納される。
【００２８】
５画素分のデータ値がレジスタ３８ｃに得られたとき、サンプル数カウンタ３８ａのカウント値Ｎは“５”を示し、処理はステップＳ１９からステップＳ２５に進む。ステップＳ２５ではレジスタ３８ｃの各データ値に論理和処理を施し、続くステップＳ２７では論理和値の“０”を示すビットを特定する。“０”を示すビットが特定されると、ステップＳ２９で“ＮＧ”を示す判別情報および特定されたビットがどのビット線に対応しているかを示す断線箇所情報をＩ／Ｆ回路４０を通してＰＣ１２に出力する。たとえば論理和値の下位５ビット目が“０”であれば、“ＬＩＮＥ５”を示す断線箇所情報がＰＣ１２に出力され、ＰＣ１２のディスプレイには“ＮＧ”および“ＬＩＮＥ５”の文字が表示される。このとき、ディジタルカメラ１０は異常ありと判断され、検査工程から除外される。
【００２９】
なお、サンプル数カウンタ３８ａのカウント値Ｎが“５”に達する前にデータ値が“４０９５”を示す画素データが読み出されると、ステップＳ１３でＹＥＳと判断され、ステップＳ１５で“ＯＫ”を示す判別情報がＰＣ１２に出力される。したがって、ディジタル画像格納エリア３２ａの中央アドレスから連続する５アドレスのいずれかの画素データが“４０９５”を示せば、ＰＣ１２には“ＯＫ”の文字が表示され、ディジタルカメラ１０は次の検査工程に移される。
【００３０】
画素データのデータ値は、次のような場合に“４０９５”以外の値を示す。まず、Ａ／Ｄ変換器２８の出力側にある１２本のビット線のうちたとえば下位から５番目のビット線が断線していれば、画素データは“１１１１１１１０１１１１（＝４０７９）”の値を示す。一方、全てのビット線が適切に接続されていたとしても、イメージセンサ２２の受光素子に欠陥（画素欠陥）があれば画素データのデータ値は“４０９５”以外の値を示す。つまり、受光素子が全く機能しないとき、この受光素子からは電荷は生成されず、画素データはゼロレベルに相当する“００００００００００００”のデータ値を示す。また、受光素子の光電変換能力が著しく劣化しているとき、この受光素子で生成される電荷は飽和せず、画素データは“４０９５”よりも小さな値を示す。ステップＳ２５では、このような画素欠陥に起因するデータ値を排除するために、論理和処理を行っている。
【００３１】
図５を参照して、ディジタル画像格納エリア３２ａから読み出された５画素分の画素データのデータ値が“４０７９”，“０”，“４０７９”，“４０７９”および“２３９”を示す２進数であるとき、各数値に論理和処理を施すことで“０”および“２３９”を示す２進数が排除される。このうち“０”を示す２進数は受光素子が全く機能しないことに起因する数値と考えられ、“２３９”を示す２進数は受光素子の光電変換機能が著しく劣化していることに起因する数値と考えられる。論理和処理によって求められた演算値は、“４０７９”に対応する２進数である“１１１１１１１０１１１１”を示す。
【００３２】
下位５ビット目のビット線が断線している結果、検出された５つの画素データ値のいずれも、つまり画素欠陥に起因するデータ値についても、下位５ビット目は“０”を示す。このため、論理和処理のよって求められた演算値（論理和値）は、下位５ビット目において“０”を示す。この“０”がビット線の断線を示しており、上述の論理和値“１１１１１１１０１１１１”については、下位５ビット目が断線箇所として特定される。この結果、断線箇所情報“ＬＩＮＥ５”がＰＣ１２に出力される。
【００３３】
この実施例によれば、メモリに格納されたディジタル画像信号から複数の画素データ値を検出し、検出された複数の画素データ値の全てが所定値を示すビットを特定するようにしたため、Ａ／Ｄ変換器に異常があるかどうか、ならびに異常があるとしてどの箇所が異常であるかを正確に検査することができる。
【００３４】
また、この実施例ではＰＣとディジタルカメラとをＵＳＢケーブルによって接続するようにしたが、ＵＳＢケーブルに代えてシリアルケーブルによってＰＣとディジタルカメラとを接続するようにしてもよい。
【００３５】
なお、この実施例のディジタルカメラに適用されるイメージセンサとしては、ＣＣＤ型のイメージセンサのほかにＣＭＯＳ型のイメージセンサも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査工程にあるディジタルカメラとＰＣとの接続状態を示す図解図である。
【図２】ディジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】検査工程にあるディジタルカメラの動作の一部を示すフロー図である。
【図４】ＳＤＲＡＭに形成されたディジタル画像格納エリアを示す図解図である。
【図５】図４に示すフロー図の処理の一部を示す図解図である。
【符号の説明】
１０…ディジタルカメラ
１２…パーソナルコンピュータ
１８…絞り
２２…イメージセンサ
３２…ＳＤＲＡＭ
３８…ＣＰＵ

Claims (6)

1. 出力が飽和する程度の露光量でイメージセンサを露光する露光手段、
   前記イメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する生成手段、
   前記ディジタル画像信号から複数の画素データ値を検出する検出手段、
   前記複数の画素データ値の全てにおいて所定値を示すビットを特定する特定手段、および
   前記特定手段によって特定された前記ビットに関連するビット関連情報を出力する第１出力手段を備える、ディジタルカメラ。
2. 前記検出手段によって検出される前記画素データ値の数は前記イメージセンサにおいて許容される画素欠陥の数よりも多い、請求項１記載のディジタルカメラ。
3. 前記特定手段は、前記複数の画素データ値に論理和を施す論理和手段、および前記論理和手段による演算値からゼロを示すビットを特定するビット特定手段を含む、請求項１または２記載のディジタルカメラ。
4. 前記生成手段は前記ディジタル画像信号をパラレル方式で出力する複数のビット線を有し、
   前記ビット関連情報は前記特定手段によって特定されたビットに対応する前記ビット線が断線であることを示す情報である、請求項１ないし３のいずれかに記載のディジタルカメラ。
5. 飽和値を示す前記画素データ値が検出されたときに前記検出手段を不能化する不能化手段、および
   前記飽和値に関連する飽和値関連情報を出力する第２出力手段をさらに備える、請求項１ないし４のいずれかに記載のディジタルカメラ。
6. イメージセンサから出力されたアナログ画像信号に基づいてディジタル画像信号を生成する生成回路を検査する検査装置であって、
   出力が飽和する程度の露光量で前記イメージセンサを露光する露光手段、
   前記露光手段の露光に基づく前記ディジタル画像信号から複数の画素データ値を検出する検出手段、
   前記複数の画素データ値の全てにおいて所定値を示すビットを特定する特定手段、および
   前記特定手段によって特定された前記ビットに関連するビット関連情報を出力する出力手段を備える、検査装置。

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