JP3914216B2 - 画像欠陥補正装置、及び、画像欠陥補正方法 - Google Patents
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Description
これらの撮像機器には、2次元状に複数個配列された受光素子の出力信号を、複数の垂直CCD及び1以上の水平CCDを用いて順に出力する固体撮像素子を用いたものがある。
従って、量産時において1つでも点欠陥がある固体撮像素子の全てを不良品にすると、歩留まりが著しく低下して製造コストを引き上げてしまうので、ある程度点欠陥があるものでも良品にすることにより歩留まりを向上させ製造コストを抑えている。
ここで受光素子の点欠陥は、一般的に、対応する画素の輝度信号が受光量に関係なく常に高輝度を示し、他の画素の輝度信号には影響を及ぼさないので画像上において一点のみが白く表示される。
また垂直CCDの点欠陥は、一般的に、点欠陥が存在する垂直CCDを用いて出力される縦一列の画素の全ての輝度信号を、それぞれが点欠陥を通過する時間に応じた分だけ大きくしてしまい、縦一列の画素の輝度信号がそれぞれ実際の画像の輝度よりも高輝度を示し画像上において白縦線となる。
特許文献2に、従来の撮像システム、及び、解像度劣化の無い手ぶれ補正機能を装置の規模の増大や消費電力の増大を招くことなく実現する撮像システムが開示されている。
ここで受光素子の点欠陥による不具合は、白く表示される点欠陥の画素のデータを周囲の画素のデータで置き換える方法により補正してしまえば、人の目にはほとんど判別できない程度に目立たなくすることが可能であり、欠陥の数が少々多くても問題なく補正できるものと思われる。
一方垂直CCDの転送においては、撮像時における受光素子からの読み出しのための転送停止期間があり、例えば転送停止期間は通常転送時間の数倍程度である。従って垂直CCDの点欠陥によって、点欠陥に対応する画素の輝度信号がこの転送停止期間に比例した分だけ大きく出力されるため、他の縦一列の画素よりもより大きく出力される白キズと呼ばれる不具合が起こる。
そこで、本発明は、垂直CCDの点欠陥により発生する白縦線を、実質的な解像度の低下を抑えつつ目立たなくすることができる画像欠陥補正装置、及び、画像欠陥補正方法を提供することを目的とする。
また、白縦線を目立たなくすることにより従来よりも製造時に良品とする垂直CCDの点欠陥の数を増やして良品の基準を下げることができるので、歩留まりを向上させ製造コストを抑えることができる。
また画像欠陥補正装置において、一画面分の垂直転送段数は有効画素部と前記垂直遮光部と前記垂直ダミー部とを合計した実在領域の垂直段数よりも多く、前記垂直ダミー部に対応する輝度信号は、実在領域のどこにも対応しない空転送信号を含むことを特徴とすることもできる。
これによって、空転送信号を用いて補正値を検出することができるので、被写体像の影響を受けない安定した補正値が得られ、補正の精度を高めることができる。
また、複数の空転送信号を平均すれば、空間的な誤差の影響を受けずに時間的な揺らぎによる誤差のみを除去することができる。
このように、空転送信号を補正値の検出に用いることによる効果は大きい。
これによって、リアルタイムで補正することができるので、温度変化や経時変化等の影響を受けず、補正の精度を高めることができる。
また画像欠陥補正装置において、前記記録手段は、さらに、垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、前記補正値検出手段は、画面上部の垂直遮光部及び画面下部の垂直遮光部の何れか一方において、又は、画面上部の垂直ダミー部及び画面下部の垂直ダミー部の何れか一方において前記差分を検出し、前記補正手段は、補正値検出手段により検出した一方の差分から他方の差分を所定の換算式を用いて計算し、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスよりも上側に相当する各輝度信号のそれぞれから画面上部の垂直遮光部又は画面上部の垂直ダミー部に対応する差分を減算し、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスよりも下側に相当する各輝度信号のそれぞれから画面下部の垂直遮光部又は画面下部の垂直ダミー部に対応する差分を減算することにより補正することを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記補正手段は、静止画を撮影する際に補正値検出手段により検出した一方の差分に高速掃き出しの転送時間と通常転送時間との割合に基づいた換算式を用いた計算を施して他方の差分を求めることを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記記録手段は、さらに、垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、前記補正値検出手段は、画面上部の垂直遮光部及び画面下部の垂直遮光部の何れか一方において、又は、画面上部の垂直ダミー部及び画面下部の垂直ダミー部の何れか一方において通常転送時間に対応する差分を検出し、前記補正手段は、手ぶれ補正機能作動時に補正値検出手段により検出した通常転送時間に対応する差分を高速掃き出しの転送時間と通常転送時間との割合に基づいて換算して高速掃き出しに対応する差分を求め、有効画素外の輝度信号を高速掃き出しする画素数を受け付け、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスの画素に隣接する受け付けた画素数分に相当する各輝度信号を除く輝度信号のそれぞれから補正値検出手段により検出された通常転送時間に対応する差分を減算し、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスの画素に隣接する受け付けた画素数分に相当する各輝度信号のそれぞれから前記高速掃き出しに対応する差分を減算することにより補正することを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記記録手段は、さらに、垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、前記補正手段は、さらに、補正値検出手段により検出した補正値に読み出し停止時間と通常転送時間との割合に基づいて換算して換算補正値を求め、記録手段に記憶されたXアドレスとYアドレスとから特定される点欠陥に相当する輝度信号を当該換算補正値に基づいて補正することを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記補正手段は、補正すべき前記各輝度信号のそれぞれについて補正前に飽和しているか否かを判断し、飽和している輝度信号の補正を行わないことを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記補正手段は、補正すべき前記各輝度信号のそれぞれについて周辺の輝度信号が飽和しているか否かを判断し、周辺の輝度信号が飽和している輝度信号の補正を行わないことを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記補正手段は、補正すべき前記各輝度信号のそれぞれについて補正前に飽和しているか否かを判断し、飽和している輝度信号の補正後の値とその周辺の輝度信号の値とを比較し、当該補正後の値の方が低輝度を示す場合に当該飽和している輝度信号の値を当該周辺の輝度信号の値で置き換えることを特徴とすることもできる。
また画像欠陥補正装置において、前記画像欠陥補正装置は、さらに、前記受光素子による個々の電荷毎に輝度信号を出力する標準モード、及び、所定の個数の受光素子による混合電荷毎に輝度信号を出力する混合モードのうちの何れか一方を選択する選択手段と、混合モードが選択された場合に標準モードにおけるアドレス表記を混合モードにおけるアドレス表記に変更するアドレス変換手段と、混合モードが選択された場合に前記記録手段に記録されたXアドレスに所定の変換式を用いた計算を施してアドレス変換手段によるアドレス変換後に点欠陥が存在することとなる変換Xアドレスを生成する変換アドレス生成手段とを備え、前記補正値検出手段、及び、前記補正手段は、混合モードが選択された場合に前記Xアドレスの代わりに変換アドレス生成手段により生成された変換Xアドレスを用いることを特徴とすることもできる。
<概要>
本発明の実施の形態1は、非撮像時に予め、受光素子からの読み出しをしないで垂直転送を一定時間停止し、その後で輝度信号を出力することにより垂直CCDの点欠陥を検出し、撮像時に、点欠陥と同一垂直線上の、有効画素外で常時光が当たらない垂直遮光部、又は、受光素子を持たない垂直ダミー部(以下「垂直非有効部」と記す)の輝度信号と、点欠陥と同一垂直線上にない垂直非有効部の輝度信号との差分を計算し、この差分を、点欠陥が存在する垂直線上の各画素の輝度信号から差し引くことにより、垂直CCDの点欠陥から発生する暗電流による影響に相当する分を除去し、白縦線を目立たなくするものである。
図1は、本発明の実施の形態1における撮像システムの概略構成を示す図である。
図1に示すように、実施の形態1の撮像システムは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像機器に内蔵されており、レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像情報を出力するものであり、固体撮像素子1、信号処理部2、及び、駆動部3から構成される。
なお、本明細書では水平CCDが1個の例を用いて説明するが、水平CCDは複数であってもよい。
なお、標準出力とは、予め定められた明るさの標準画像を撮像した時の出力電圧である。
図1に示すように、固体撮像素子1は、2次元状に複数個配列されたフォトダイオード等の各受光素子11、複数の垂直CCD12、及び、1個の水平CCD13を含み、輝度信号を出力する際には、1フィールド毎に各受光素子11において1フィールドの間に光電変換により発生した輝度信号をそれぞれ一斉に各垂直CCD12に読み出し、水平同期期間毎に各垂直CCD12に読み出した輝度信号を一斉に水平CCD13の方向へ1画素分ずらすように垂直転送を行い、1ライン分の輝度信号を水平CCD13に転送し、水平同期期間内に水平CCD13が転送された輝度信号を出力方向へ1画素分ずつずらすように1ライン分水平転送を行い、1ライン分の輝度信号を信号処理部2へ出力し、同様に全ライン分を外部へ出力する。
駆動部3は、信号処理部2からの駆動指示に基づいて、固体撮像素子1を駆動する。
ここでは、固体撮像素子1の標準出力に応じた増幅率を設定し、増幅後の標準出力を700mV程度、増幅後の出力範囲を0〜1500mV程度とする。例えば固体撮像素子1の標準出力が350mVの場合には2倍の増幅率、固体撮像素子1の標準出力が700mVの場合には1倍の増幅率とする。
ここでは、0〜1400mVの範囲のアナログの輝度信号を、10ビットのデジタルの輝度信号0〜1023に変換するものとする。
DSP23は、A/D22から出力されたデジタルの輝度信号を、デジタル処理して画像情報を生成する。
点欠陥検出部24は、非撮像時に予め、駆動部3を駆動させることにより固体撮像素子1に、全ての受光素子からの読み出しをさせないで垂直転送を一定時間停止させ、その後で輝度信号を出力させ、所定値以上の値の輝度信号を検索することにより、垂直CCDの点欠陥を検出する。
なお、点欠陥検出部24が点欠陥の検出する非撮像時とは、撮像の前又は後のいずれでもよいが、ユーザが撮影開始の操作をしてから実際に撮像を開始する迄にタイムラグがあるとユーザに使い勝手が悪いと感じさせてしまう事が懸念されるので、撮像の直前には点欠陥の検出処理は行わずに、例えば、ユーザが主電源を切る操作や撮影を停止する操作をした直後等に点欠陥の検出を行い点欠陥のアドレスを記憶しておくとなおよい。
補正値検出部26は、アドレス記録部25に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の所定の部分に対応する輝度信号と、補正対象の垂直線の周辺の他の垂直線上の所定の部分に対応する輝度信号との差分を検出して、補正対象の垂直線の補正値とする。
具体例を挙げると、補正値検出部26は、(0,0)から(399,4)までを上部垂直非有効部とし、(0,295)から(399,299)までを下部垂直非有効部とすると、点欠陥A(100,100)については、補正対象の垂直線は(100,0)から(100,299)までの部分であり、上部垂直非有効部に対応する(100,2)に対応する輝度信号と、周辺の他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する(99,2)又は(101,2)に対応する輝度信号との差分α1、及び、下部垂直非有効部に対応する(100,297)に対応する輝度信号と、周辺の他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する(99,297)又は(101,297)に対応する輝度信号との差分α2を検出し、同様に、点欠陥B(300,200)については、補正対象の垂直線は(300,0)から(300,299)までの部分であり、上部垂直非有効部に対応する(300,2)に対応する輝度信号と、周辺の他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する(299,2)又は(301,2)に対応する輝度信号との差分β1、及び、下部垂直非有効部に対応する(300,297)に対応する輝度信号と、周辺の他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する(299,297)又は(301,297)に対応する輝度信号との差分β2を検出する。
補正部27は、補正対象の垂直線上の各輝度信号のそれぞれから、補正値検出部26により検出された差分を減算することにより補正する。
具体例を挙げると、補正部27は、点欠陥A(100,100)の上側の補正対象の垂直線は(100,0)から(100,99)までの部分であり、この部分に対応する100個の輝度信号からそれぞれα1を減算し、点欠陥A(100,100)の下側の補正対象の垂直線は(100,101)から(100,299)までの部分であり、この部分に対応する198個の輝度信号からそれぞれα2を減算し、点欠陥B(300,200)の上側の補正対象の垂直線は(300,0)から(300,199)までの部分であり、この部分に対応する200個の輝度信号からそれぞれβ1を減算し、点欠陥B(300,200)の下側の補正対象の垂直線は(300,201)から(300,299)までの部分であり、この部分に対応する98個の輝度信号からそれぞれβ2を減算する。
また、補正部27における補正処理は、所定の補正式を記憶しておき、記憶している補正式を用いて行ってもよい。ここで補正部27に記憶する補正式は、温度等の動作環境や補正対象の輝度信号の値の変化に対応するものであってもよく、予め測定や論理等により求めてもよい。
なお、補正値検出部26において、どちらか一方の差分を検出して、補正部27において他方の差分を計算によって求めてもよいし、また上側と下側の輝度信号が大きく出力される量が同じ場合には、補正値検出部26においてどちらか一方の差分を検出して、補正部27において上側と下側の両方を同じ値を用いて一律に補正してもよい。
具体例を挙げると、補正部27は、撮像時における受光素子からの読み出しのための垂直CCDの転送停止期間を200μsとすると、所定倍は「転送停止期間/1画素分の通常転送時間」であるから200μs/100μs=2となり、点欠陥A(100,100)に対応する輝度信号からα2の2倍を減算し、点欠陥B(300,200)に対応する輝度信号からβ2の2倍を減算する。
駆動部3は、信号処理部2からの駆動指示に基づいて、固体撮像素子1を駆動する。
ここでは、駆動部3は、ムービーモードとスチルモードの2つの駆動モードのうち何れか一方の駆動指示を信号処理部2から受け付けて、受け付けた駆動モードに応じて固体撮像素子1を駆動する。
図2(a)はムービーモード時の垂直CCDの転送パルスの概略を示す図であり、図2(b)はムービーモード時の補正なしの画像情報により表示される画像の概略を示す図であり、図2(c)はムービーモード時の補正後の画像情報により表示される画像の概略を示す図である。
図3(a)はスチルモード時の垂直CCDの転送パルスの概略を示す図であり、図3(b)は、スチルモード時の補正なしの画像情報により表示される画像の概略を示す図であり、図3(c)はスチルモード時の補正後の画像情報により表示される画像の概略を示す図である。
<動作1>
図4は、本発明の実施の形態1における撮像システムによる垂直CCDの点欠陥を検出する動作の手順を示す図である。
(1)ユーザが主電源を切る操作や撮影を停止する操作をするまで待つ(ステップS1)。
(2)ユーザが主電源を切る操作をした場合には主電源を切る前に、又、ユーザが撮影を停止する操作をした場合には、撮影を停止した後に、点欠陥検出部24が、駆動部3を駆動させることにより固体撮像素子1に、全ての受光素子からの読み出しをさせないで垂直転送を一定時間停止させる。ここでは高速掃き出しを実施後、垂直転送を10ms停止する(ステップS2)。
(4)CDS21が、固体撮像素子1から出力された輝度信号を、ノイズを除去しつつ増幅する(ステップS4)。
(5)A/D22が、CDS21によりノイズを除去されたアナログの輝度信号をA/D変換して、デジタルの輝度信号を出力する(ステップS5)。
(7)アドレス記録部25が、点欠陥検出部24により検出された垂直CCDの点欠陥のアドレスを記録する(ステップS7)。
<動作2>
図5は、本発明の実施の形態1における撮像システムによる第1の撮像動作の手順を示す図である。
以下に、第1の撮像動作の手順を説明する。
(1)電源オン時等に、各受光素子11、垂直CCD12、及び、水平CCD13等の電荷を排出する等により固体撮像素子1を初期化する(ステップS11)。
(3)ムービーモードの場合には、1フィールド毎に、各受光素子11において1フィールドの間に光電変換により発生した輝度信号を各垂直CCD12に読み出す(ステップS13)。
(4)スチルモードの場合には、シャッターが押されるまで待つ(ステップS14)。
(5)シャッターが押された場合には、各受光素子11に、所定のシャッタースピードの間だけレンズにより結像された被写体像をあてて、光電変換により輝度信号を発生させる(ステップS15)。
(7)ステップS15で発生させた輝度信号を各垂直CCD12に読み出す(ステップS17)。
(8)ムービーモード、及び、スチルモードの場合に、固体撮像素子1が、通常転送により輝度信号を出力する(ステップS18)。
(10)A/D22が、CDS21によりノイズを除去されたアナログの輝度信号をA/D変換して、デジタルの輝度信号を出力する(ステップS20)。
(11)補正値検出部26が、アドレス記録部25に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する輝度信号と、補正対象の垂直線の周辺の補正対象でない他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分、及び、補正対象の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号と、当該他の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分を検出する(ステップS21)。
(13)補正部27が、補正値検出部26により検出された差分を、所定倍して点欠陥に対応する輝度信号の補正値を計算し、点欠陥に対応する輝度信号を補正して画像情報を外部へ出力し、ステップS12へ戻る(ステップS23)。
図6は、本発明の実施の形態1における撮像システムによる第2の撮像動作の手順を示す図である。
ここで第2の撮像動作は、補正値検出部26において下部垂直非有効部で差分を生成する場合の動作例である。
(1)電源オン時等に、各受光素子11、垂直CCD12、及び、水平CCD13等の電荷を排出する等により固体撮像素子1を初期化する(ステップS31)。
(2)ムービーモードであるかスチルモードであるかを判断する(ステップS32)。
(3)ムービーモードの場合には、1フィールド毎に、各受光素子11において1フィールドの間に光電変換により発生した輝度信号を各垂直CCD12に読み出す(ステップS33)。
(5)CDS21が、固体撮像素子1から出力された輝度信号を、ノイズを除去しつつ増幅する(ステップS35)。
(6)A/D22が、CDS21によりノイズを除去されたアナログの輝度信号をA/D変換して、デジタルの輝度信号を出力する(ステップS36)。
(8)補正部27が、補正対象の垂直線における点欠陥の上側と下側の両方の各輝度信号を下部垂直非有効部で生成した差分を用いて補正し、ステップS48へ飛ぶ(ステップS38)。
なお、シャッター待ち状態においては、ムービーモードで動画を撮影して、撮像機器本体の液晶モニタ(図示せず)等に静止画撮影の対象の画像を表示してもよい。
(10)シャッターが押された場合には、各受光素子11に、所定のシャッタースピードの間だけレンズにより結像された被写体像をあてて、光電変換により輝度信号を発生させる(ステップS40)。
(12)ステップS10で発生させた輝度信号を各垂直CCD12に読み出す(ステップS42)。
(13)固体撮像素子1が、通常転送により輝度信号を出力する(ステップS43)。
(15)A/D22が、CDS21によりノイズを除去されたアナログの輝度信号をA/D変換して、デジタルの輝度信号を出力する(ステップS45)。
(16)補正値検出部26が、アドレス記録部25に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号と、補正対象の垂直線の周辺の補正対象でない他の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分を、通常転送に対応する差分として検出する(ステップS46)。
(18)補正部27が、補正対象の垂直線を点欠陥の上側と下側とに区分し、上側に対応する各輝度信号は計算によって求めた高速掃き出しに対応する差分を用いて補正し、下側に対応する各輝度信号は下部垂直非有効部で生成した通常転送に対応する差分を用いて補正する(ステップS48)。
<まとめ>
以上のように、本発明の実施の形態1によれば、リアルタイムで垂直CCDの点欠陥から発生する暗電流による影響の値を垂直非有効部で測定し、影響が及ぼされている輝度信号から影響に相当する分を除去することができるので、垂直CCDの点欠陥により発生する白縦線や白キズを高い精度で目立たなくすることができ、さらには、白キズや高速掃き出しに対応する補正処理ができる。
(実施の形態2)
<概要>
本発明の実施の形態2は、特開平07−38799号公報に開示したような手ぶれ補正機能作動時において、垂直CCDの点欠陥から発生する暗電流による影響に相当する分を除去し、白縦線を目立たなくするものである。
<構成>
図7は、本発明の実施の形態2における撮像システムの概略構成を示す図である。
固体撮像素子4は、実施の形態1の固体撮像素子1と同様である。
CDS51は、実施の形態1のCDS21と同様である。
A/D52は、実施の形態1のA/D22と同様である。
画像動き検出部54は、入力されるデジタルの輝度信号に基づいて、画像の動き情報を検出する。
制御部55は、画像動き検出部54により検出された画像の動き情報に基づいて駆動部6を駆動させることにより固体撮像素子4が出力する輝度信号の範囲を制御し、また、時間軸変換部53が出力する輝度信号の範囲を制御する。
DSP56は、時間軸変換部53から出力されたデジタルの輝度信号を、デジタル処理して画像情報を生成する。
点欠陥検出部57は、実施の形態1の点欠陥検出部24と同様である。
アドレス記録部58は、実施の形態1のアドレス記録部25と同様である。
補正値検出部59は、撮像時に、アドレス記録部58に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する輝度信号と、補正対象の垂直線の周辺の補正対象でない他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分、及び、補正対象の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号と、当該他の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分のいずれかを、通常転送時間に対応する差分として検出する。
補正部60における点欠陥に対応する輝度信号の具体例は、実施の形態1の補正部27と同様である。
駆動部6は、信号処理部5からの駆動指示に基づいて、固体撮像素子4を駆動する。
図8(a)は、手ぶれ補正機能作動時の垂直CCDの転送パルスの概略を示す図であり、図8(b)は、手ぶれ補正機能作動時の補正なしの画像情報により表示される画像の概略を示す図であり、図8(c)は手ぶれ補正機能作動時の補正後の画像情報により表示される画像の概略を示す図である。
垂直CCDの点欠陥を検出する動作の手順は、実施の形態1と同様である。
図9は、本発明の実施の形態2における撮像システムによる手ぶれ補正機能作動時の撮像動作の手順を示す図である。
以下に、手ぶれ補正機能作動時の撮像動作の手順を説明する。
(2)駆動部6が、制御部55から、1フィールド毎に高速掃き出しすべき画素数γ1、γ2を受け付ける(ステップS52)。
(3)駆動部6が固体撮像素子4を駆動し、ステップS52で受け付けた高速掃き出しすべき画素数γ1分だけ、各垂直CCD12を高速掃き出しする(ステップS53)。
(5)駆動部6が固体撮像素子4を駆動し、ステップS52で受け付けた高速掃き出しすべき画素数γ2分だけ、各垂直CCD12を高速掃き出しする(ステップS55)。
(6)固体撮像素子4が、所定画素分だけ通常転送により輝度信号を出力する(ステップS56)。
(8)A/D52が、CDS51によりノイズを除去されたアナログの輝度信号をA/D変換して、デジタルの輝度信号を出力する(ステップS58)。
(9)補正値検出部59が、アドレス記録部58に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する輝度信号と、補正対象の垂直線の周辺の補正対象でない他の垂直線上の上部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分、及び、補正対象の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号と、当該他の垂直線上の下部垂直非有効部に対応する輝度信号との差分のいずれかを、通常転送時間に対応する差分として検出する(ステップS59)。
(11)補正部60が、補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の、アドレス記録部58に記憶されたYアドレスの画素と当該画素に隣接する受け付けた画素数分とに相当する各輝度信号を除く輝度信号のそれぞれから、補正値検出部59により検出された通常転送時間に対応する差分を減算し、補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の、アドレス記録部58に記憶されたYアドレスに隣接する受け付けた画素数分に相当する各輝度信号のそれぞれから、高速掃き出しに対応する差分を減算することにより補正する(ステップS61)。
<まとめ>
以上のように、本発明の実施の形態2によれば、手ぶれ補正機能作動時において、リアルタイムで垂直CCDの点欠陥から発生する暗電流による通常転送時間に対応する影響の値を垂直非有効部で測定し、高速掃き出しに対応する差分を計算によって求め、それぞれの影響が及ぼされている輝度信号からそれぞれの影響に相当する分を除去することができるので、垂直CCDの点欠陥により発生する白縦線や白キズを高い精度で目立たなくすることができ、さらには、白キズや高速掃き出しに対応する補正処理ができる。
(変形例1)
近年、静止画の解像度を高める要求が高く、反面、動画では転送時間に制限があり解像度を上げるには限度がある。
これらの要求に応えるべく、静止画撮影時の画素数が動画撮影時の画素数よりも多い撮像機器や、解像度をユーザの使用状況に応じて切り換えることができる撮像機器が登場している。
そこで本発明の変形例は、解像度変更時において近接した複数の受光素子からの輝度信号をまとめて出力する固体撮像素子を備える撮像システムに対応するために、解像度変更時に点欠陥のアドレスを読み替える機能を追加するものである。
ここでは、実施の形態1の変形例について説明する。
図10は、本発明の変形例における撮像システムの概略構成を示す図である。
図10に示すように、変形例の撮像システムは、実施の形態1の図1に示した撮像システムに、解像度選択部61、アドレス変換部62、及び、変換アドレス生成部63を追加したものである。
具体例を、縦900×横1200の約72万画素の固体撮像素子を例にとって説明すると、受光素子11は72万個、垂直CCD12は1200個、水平CCD13は1個、標準モードにおける各画素のアドレスを(Xアドレス,Yアドレス)=(n1、m1)で表すと、XアドレスnはX0からX1199、YアドレスmはY0からY899となり、輝度信号の出力順序は、左上を(0,0)、右下を(1199,899)とし、垂直CCDの転送は下から上の方向へ行われ、水平CCDの転送は右から左の方向へ行われるものとすると、(0,0)〜(1199,0),(0,1)〜(1199,1),・・・(0,899)〜(1199,899)となる。
ここで、混合モードでは、X方向に3個、及び、Y方向に3個の合計9個の受光素子による混合電荷毎に輝度信号を出力し、縦300×横400の約12万画素の固体撮像素子として駆動されることにする。
具体例を挙げると、標準モードにおける(0,0)〜(1199,899)のアドレス表記を、混合モードにおける(0,0)〜(399,299)のアドレス表記に変更する。
ここで、標準モードにおける点欠陥のアドレスを混合モードにおける点欠陥のアドレスに変換する所定の変換は、例えば(1)1を加算し、(2)混合数で割り、(3)余りを捨てるか、又は、小数点以下を切り捨てる。
(変形例2)
本発明の実施の形態1、2、及び変形例1における撮像システムにおいて、一画面分の垂直転送段数は有効画素部と垂直遮光部と垂直ダミー部とを合計した実在領域の垂直段数よりも多い場合には、補正対象の垂直線及び他の垂直線に対応する輝度信号は実在領域のどこにも対応しない空転送信号を含むので、補正値検出部は、補正対象の垂直線に対応する輝度信号に含まれる空転送信号と他の垂直線に対応する輝度信号に含まれる空転送信号との差分を補正値として検出してもよい。
例えば、M>LのときL段目の垂直CCDに欠陥があり、各垂直CCDから出力される輝度信号のそれぞれに、この欠陥による増加分が付加されるような場合において、各輝度信号には全く同一の増加分が付加される訳ではなく、温度的な揺らぎやショットノイズ等の時間的な揺らぎのために、無視できない程に差のある増加分が付加されることがある。
M段目までの輝度信号は実在する領域を1段ずつ転送して出力され、M段目、M+1段目、M+2段目、・・・、N段目の部分に相当する各輝度信号はほぼ同一の成分を有しているが、それぞれが時間的な揺らぎによる誤差のみを含んでいる。
また、垂直ダミー部が十分に実在しない場合においても、空転送信号を用いて補正値の検出を行うことができる。
なお、空転送信号を用いて補正値を算出する際には、垂直遮光部、及び垂直ダミー部を用いて補正値を算出する際と同様に、空転送の転送時間の割合に基づいた換算式を用いて計算を施す。
また、白縦線を目立たなくすることにより従来よりも製造時に良品とする垂直CCDの点欠陥の数を増やして良品の基準を下げることができるので、歩留まりを向上させ製造コストを抑えることができ、撮像機器の価格の低下に寄与することができる。
2 信号処理部
3 駆動部
4 固体撮像素子
5 信号処理部
6 駆動部
11 受光素子
12 垂直CCD
13 水平CCD
21 CDS
22 A/D
23 DSP
24 点欠陥検出部
25 アドレス記録部
26 補正値検出部
27 補正部
51 CDS
52 A/D
53 時間軸変換部
54 検出部
55 制御部
56 DSP
57 点欠陥検出部
58 アドレス記録部
59 補正値検出部
60 補正部
61 解像度選択部
62 アドレス変換部
Claims (18)
- 2次元状に複数個配列された受光素子から、複数の垂直CCD及び1以上の水平CCDを用いて所定の順序で出力される輝度信号を処理して、画像情報を出力する画像欠陥補正装置であって、
前記垂直CCDのうちの点欠陥が存在する垂直CCDを特定するXアドレスを記録する記録手段と、
記録手段に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の所定の部分に対応する輝度信号と、補正対象でない他の垂直線上の所定の部分に対応する輝度信号とから、補正値を検出する補正値検出手段と、
前記補正対象の垂直線に対応する各輝度信号のそれぞれを、補正値検出手段により検出された補正値に基づいて補正する補正手段と
を備えることを特徴とする画像欠陥補正装置。 - 前記補正値検出手段は、
前記補正対象の垂直線上の有効画素外で常時光が当たらない垂直遮光部に対応する輝度信号と前記他の垂直線上の前記垂直遮光部に対応する輝度信号との差分、又は、前記補正対象の垂直線上の受光素子を持たない垂直ダミー部に対応する輝度信号と前記他の垂直線上の前記垂直ダミー部に対応する輝度信号との差分を、前記補正値として検出すること
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 一画面分の垂直転送段数は、有効画素部と前記垂直遮光部と前記垂直ダミー部とを合計した実在領域の垂直段数よりも多く、
前記垂直ダミー部に対応する輝度信号は、実在領域のどこにも対応しない空転送信号を含むこと
を特徴とする請求項2に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記補正手段は、
前記補正対象の垂直線毎に、前記補正手段により差分を検出された補正対象の垂直線に対応する輝度信号を、当該差分に基づいてリアルタイムで補正すること
を特徴とする請求項2、及び請求項3のいずれか1項に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記記録手段は、さらに、
垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、
前記補正値検出手段は、
画面上部の垂直遮光部、及び、画面下部の垂直遮光部のそれぞれにおいて、又は、画面上部の垂直ダミー部、及び、画面下部の垂直ダミー部のそれぞれにおいて、前記差分を別個に検出し、
前記補正手段は、
前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスよりも上側に相当する各輝度信号のそれぞれから、補正値検出手段により画面上部の垂直遮光部、又は、画面上部の垂直ダミー部において検出された差分を減算し、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスよりも下側に相当する各輝度信号のそれぞれから、補正値検出手段により画面下部の垂直遮光部、又は、画面下部の垂直ダミー部において検出された差分を減算することにより補正すること
を特徴とする請求項4に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記記録手段は、さらに、
垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、
前記補正値検出手段は、
画面上部の垂直遮光部、及び、画面下部の垂直遮光部の何れか一方において、又は、画面上部の垂直ダミー部、及び、画面下部の垂直ダミー部の何れか一方において、前記差分を検出し、
前記補正手段は、
補正値検出手段により検出した一方の差分から、他方の差分を所定の換算式を用いて計算し、
前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスよりも上側に相当する各輝度信号のそれぞれから、画面上部の垂直遮光部、又は、画面上部の垂直ダミー部に対応する差分を減算し、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の記録手段に記憶されたYアドレスよりも下側に相当する各輝度信号のそれぞれから、画面下部の垂直遮光部、又は、画面下部の垂直ダミー部に対応する差分を減算することにより補正すること
を特徴とする請求項4に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記補正手段は、
静止画を撮影する際に、補正値検出手段により検出した一方の差分に、高速掃き出しの転送時間と通常転送時間との割合に基づいた換算式を用いた計算を施して他方の差分を求めること
を特徴とする請求項6に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記記録手段は、さらに、
垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、
前記補正値検出手段は、
画面上部の垂直遮光部、及び、画面下部の垂直遮光部の何れか一方において、又は、画面上部の垂直ダミー部、及び、画面下部の垂直ダミー部の何れか一方において、通常転送時間に対応する差分を検出し、
前記補正手段は、
手ぶれ補正機能作動時に、補正値検出手段により検出した通常転送時間に対応する差分を、高速掃き出しの転送時間と通常転送時間との割合に基づいて換算して、高速掃き出しに対応する差分を求め、
有効画素外の輝度信号を高速掃き出しする画素数を受け付け、前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の、記録手段に記憶されたYアドレスの画素に隣接する受け付けた画素数分に相当する各輝度信号を除く輝度信号のそれぞれから、補正値検出手段により検出された通常転送時間に対応する差分を減算し、
前記補正対象の垂直線に対応する輝度信号中の、記録手段に記憶されたYアドレスの画素に隣接する受け付けた画素数分に相当する各輝度信号のそれぞれから、前記高速掃き出しに対応する差分を減算することにより補正すること
を特徴とする請求項4に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記記録手段は、さらに、
垂直CCD上の点欠陥の位置を特定するYアドレスを記憶し、
前記補正手段は、さらに、
補正値検出手段により検出した補正値に、読み出し停止時間と通常転送時間との割合に基づいて換算して換算補正値を求め、
記録手段に記憶されたXアドレスとYアドレスとから特定される点欠陥に相当する輝度信号を、当該換算補正値に基づいて補正すること
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記画像欠陥補正装置は、さらに、
非撮像時に予め、全ての受光素子からの読み出しをしないで垂直転送を一定時間停止し、その後に輝度信号を出力して、所定値以上の値の輝度信号を検索することにより、垂直CCDの点欠陥を検出し、当該点欠陥のアドレスに関する情報を前記記録手段に記録する点欠陥検出手段を備えること
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記補正手段は、
補正すべき前記各輝度信号のそれぞれについて、補正前に飽和しているか否かを判断し、飽和している輝度信号の補正を行わないこと
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記補正手段は、
補正すべき前記各輝度信号のそれぞれについて、周辺の輝度信号が飽和しているか否かを判断し、周辺の輝度信号が飽和している輝度信号の補正を行わないこと
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記補正手段は、
補正すべき前記各輝度信号のそれぞれについて、補正前に飽和しているか否かを判断し、飽和している輝度信号の補正後の値と、その周辺の輝度信号の値とを比較し、当該補正後の値の方が低輝度を示す場合に、当該飽和している輝度信号の値を当該周辺の輝度信号の値で置き換えること
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 前記画像欠陥補正装置は、さらに、
前記受光素子による個々の電荷毎に輝度信号を出力する標準モード、及び、所定の個数の受光素子による混合電荷毎に輝度信号を出力する混合モードのうちの何れか一方を選択する選択手段と、
混合モードが選択された場合に、標準モードにおけるアドレス表記を、混合モードにおけるアドレス表記に変更するアドレス変換手段と、
混合モードが選択された場合に、前記記録手段に記録されたXアドレスに、所定の変換式を用いた計算を施して、アドレス変換手段によるアドレス変換後に点欠陥が存在することとなる変換Xアドレスを生成する変換アドレス生成手段とを備え、
前記補正値検出手段、及び、前記補正手段は、混合モードが選択された場合に、前記Xアドレスの代わりに変換アドレス生成手段により生成された変換Xアドレスを用いること
を特徴とする請求項1に記載の画像欠陥補正装置。 - 2次元状に複数個配列された受光素子から、複数の垂直CCD及び1以上の水平CCDを用いて所定の順序で出力される輝度信号を処理して、画像情報を出力する画像欠陥補正装置における画像欠陥補正方法であって、
前記画像欠陥補正装置は、前記垂直CCDのうちの点欠陥が存在する垂直CCDを特定するXアドレスを記録する記録手段を備え、
記録手段に記録されたXアドレスにより特定される補正対象の垂直線上の所定の部分に対応する輝度信号と、補正対象でない他の垂直線上の所定の部分に対応する輝度信号とから、補正値を検出する補正値検出ステップと、
前記補正対象の垂直線に対応する各輝度信号のそれぞれを、補正値検出ステップにより検出された補正値に基づいて補正する補正ステップと
を含むことを特徴とする画像欠陥補正方法。 - 前記補正値検出ステップは、
前記補正対象の垂直線上の有効画素外で常時光が当たらない垂直遮光部に対応する輝度信号と前記他の垂直線上の前記垂直遮光部に対応する輝度信号との差分、又は、前記補正対象の垂直線上の受光素子を持たない垂直ダミー部に対応する輝度信号と前記他の垂直線上の前記垂直ダミー部に対応する輝度信号との差分を、前記補正値として検出すること
を特徴とする請求項15に記載の画像欠陥補正方法。 - 一画面分の垂直転送段数は、有効画素部と前記垂直遮光部と前記垂直ダミー部とを合計した実在領域の垂直段数よりも多く、
前記垂直ダミー部に対応する輝度信号は、実在領域のどこにも対応しない空転送信号を含むこと
を特徴とする請求項16に記載の画像欠陥補正方法。 - 前記画像欠陥補正方法は、さらに、
非撮像時に予め、全ての受光素子からの読み出しをしないで垂直転送を一定時間停止し、その後に輝度信号を出力して、所定値以上の値の輝度信号を検索することにより、垂直CCDの点欠陥を検出し、当該点欠陥のアドレスに関する情報を前記記録手段に記録する点欠陥検出ステップを含むこと
を特徴とする請求項15に記載の画像欠陥補正方法。
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