JP4916470B2 - 電子カメラ - Google Patents

Description

この発明は、電子カメラに関し、特に撮像装置から出力された画像信号の異常を検知する、電子カメラに関する。

この種のカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、レリーズボタンが操作されると、所定の輝度値よりも高い輝度値または所定の輝度値よりも低い輝度値が画像信号中に存在するか否かが判別される。判別結果が肯定的であれば、警告メッセージが液晶ディスプレイに表示される。
特開２０００−１３８８４６号公報

しかし、背景技術では、画像信号を形成する全ての画素の輝度値を参照する必要があるため、判別処理の負担が大きいという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、撮像系における異常の発生を容易に検知することができる、電子カメラを提供することである。

この発明に従う電子カメラ(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、複数の画素が配置された撮像面を有し、撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する撮像手段(18)、複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する抽出手段(S7, S13)、および抽出手段によって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき警告を発生する発生手段(S9, S15~S21)を備える。

撮像手段は、複数の画素が配置された撮像面を有し、撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する。抽出手段は、複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を、撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する。発生手段は、抽出手段によって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき、警告を発生する。

白点欠陥に相当する画素は、撮像面上に固定的に存在する。このような画素で生成された画素信号が抽出手段によって抽出され、抽出された画素信号のレベルが閾値と比較される。警告は、画素信号のレベルが継続的に閾値を下回るときに発生される。これによって、撮像系における異常の発生を容易に検知することができる。

好ましくは、発生手段は、レベルが閾値を下回るか否かを繰り返し判別する判別手段(S9, S15)、判別手段の判別結果が否定的であるとき変数を第１既定値に設定する設定手段(S1)、判別手段の判別結果が肯定的であるとき変数を更新する更新手段(S17)、および変数が第２既定値を示すとき警告を出力する警告出力手段(S19, S21)を含む。

さらに好ましくは、撮像手段から繰り返し出力された画像信号に基づく動画像を表示する表示手段(38)をさらに備え、警告出力手段は表示手段によって表示される動画像に警告画像を多重する。

この発明に従う撮像制御プログラムは、複数の画素が配置された撮像面を有し、撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する撮像手段(18)を備える電子カメラ(10)のプロセッサ(28)に、複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する抽出ステップ(S7, S13)、および抽出ステップによって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき警告を発生する発生ステップ(S9, S15~S21)を実行させるための、撮像制御プログラムである。

この発明に従う撮像制御方法は、複数の画素が配置された撮像面を有し、撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する撮像手段(18)を備える電子カメラ(10)によって実行される撮像制御方法であって、複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する抽出ステップ(S7, S13)、および抽出ステップによって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき警告を発生する発生ステップ(S9, S15~S21)を備える。

この発明によれば、白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号は、撮像手段が正常なとき高いレベルを示す一方、撮像手段に異常は発生したとき低いレベルを示す。このような画素信号のレベルが継続的に閾値を下回るときに警告を発生するようにすることで、撮像系に異常が発生したことを操作者に速やかに伝えることができ、操作性が向上する。

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。

図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、ドライバ２０および２２によってそれぞれ駆動される光学レンズ１２および絞りユニット１４を含む。被写界を表す光学像は、これらの部材を経てＣＣＤ型の撮像装置１８の撮像面に照射される。

図２に示すように、撮像面には複数の受光素子１８ｐ，１８ｐ，…が２次元状に配置される。また、撮像面は、原色ベイヤ配列を有する色フィルタ１６によって覆われる。色フィルタ１６はＲ(Red)，Ｇ(Green)またはＢ(Blue)を各々が示す複数の色要素によって形成され、１つの受光素子１８ｐが１つの色要素によって覆われる。Ｒの色要素によって覆われる受光素子１８ｐではＲの光量に相当する量の電荷が生成され、Ｇの色要素によって覆われる受光素子１８ｐではＧの光量に相当する量の電荷が生成され、そしてＢの色要素によって覆われる受光素子１８ｐではＢの光量に相当する量の電荷が生成される。なお、受光素子１８ｐは、“画素”とも呼ばれる。

電源が投入されると、ＣＰＵ２８は、スルー画像処理を実行するべく、露光動作および間引き読み出しの繰り返しをＴＧ／ＳＧ(Timing Generator/Signal Generator)２４に命令する。ＴＧ／ＳＧ２４に与えられる命令には、初期の露光時間が記述された露光時間情報と“間引き読み出し”が記述された読み出し態様情報とが含まれる。ＴＧ／ＳＧ２４は、内部クロックに基づいて水平同期信号Ｈｓｙｎｃおよび垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを作成し、さらに露光時間情報および間引き読み出し情報に従う複数の駆動パルスを作成する。

撮像装置１８は、ＴＧ／ＳＧ２４によって作成された駆動パルスに応答して周期的に撮像面を露光し、これによって生成された電荷の一部を読み出す。読み出された電荷は、図２に示す垂直転送レジスタ１８ｖおよび水平転送レジスタ１８ｈを経た後、生画像信号としてフローティングディフュージョンアンプ１８ｄから出力される。

こうして撮像装置１８から周期的に出力された生画像信号は、前処理回路２６に与えられる。前処理回路２６は、与えられた生画像信号にＣＤＳ(Correlation Double Sampling)，ＡＧＣ(Automatic Gain Control)，Ａ／Ｄ変換，ディジタルクランプ，画素欠陥補正などの処理を施し、これによって得られた生画像データをメモリ制御回路３０を通してＳＤＲＡＭ３２に書き込む。

後処理回路３４は、ＳＤＲＡＭ３２に格納された生画像データをメモリ制御回路３０を通して周期的に読み出し、読み出された生画像データに色分離，白バランス調整，ＹＵＶ変換などの処理を施す。これによって生成されたＹＵＶ画像データは、メモリ制御回路３０を介してＳＤＲＡＭ３２に書き込まれる。ＬＣＤドライバ３６は、ＳＤＲＡＭ３２に格納されたＹＵＶ画像データをメモリ制御回路３０を通して周期的に読み出し、読み出されたＹＵＶ画像データに基づいてＬＣＤモニタ３８を駆動する。この結果、被写界を表すリアルタイム動画像つまりスルー画像がモニタ画面に表示される。

前処理回路２６はまた、画素欠陥補正を施された生画像データに基づいて輝度評価値（輝度成分の積分値）およびフォーカス評価値（高周波成分の積分値）を周期的に作成し、作成された輝度評価値およびフォーカス評価値をＣＰＵ２８に与える。

ＣＰＵ２８は、与えられた輝度評価値に基づいて適正ＥＶ値を算出し、算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量をドライバ２２に設定するとともに、算出された適正ＥＶ値を定義する露光時間をＴＧ／ＳＧ２４向けの露光時間情報に記述する。この結果、スルー画像の明るさが適度に調整される。

キー入力装置４８上のシャッタボタン４８ｓが半押しされると、ＣＰＵ２８は、輝度評価値に基づいて最適ＥＶ値を算出し、算出された最適ＥＶ値を定義する絞り量をドライバ２２に設定するとともに、算出された最適ＥＶ値を定義する露光時間をＴＧ／ＳＧ２４向けの露光時間情報に記述する。スルー画像の明るさは、シャッタボタン４８ｓが半押しされた時点で捉えられた被写界にとって最適となるように調整される。ＣＰＵ８はさらに、フォーカス評価値に基づいていわゆる山登りＡＦ処理を実行し、フォーカスレンズ１２を合焦点に配置する。この結果、スルー画像の鮮鋭度が改善される。

シャッタボタン４８ｓが全押しされると、ＣＰＵ２８は、本露光および全画素読み出しを１回ずつ実行することをＴＧ／ＳＧ２４に命令する。命令に含まれる読み出し態様情報の記述は、“全画素読み出し”に更新される。ＴＧ／ＳＧ２４は、このような命令に対応する複数の駆動パルスを撮像装置１８に与える。撮像装置１８は、ＴＧ／ＳＧ２４からの複数の駆動パルスに応答して撮像面を露光し、これによって生成された全ての電荷を読み出す。読み出された電荷は、上述と同様、垂直転送レジスタ１８ｖおよび水平転送レジスタ１８ｈを経て生画像信号としてフローティングディフュージョンアンプ１８ｄから出力される。

出力された１フレームの生画像信号は上述と同様の前処理および後処理を施され、この結果、対応する１フレームのＹＵＶ画像データがＳＤＲＡＭ３２に確保される。ＬＣＤモニタ３８には、ＳＤＲＡＭ３２に確保された１フレームのＹＵＶ画像データに基づくフリーズ画像が表示される。また、Ｉ／Ｆ４０は、同じ１フレームのＹＵＶ画像データをメモリ制御回路３０を通してＳＤＲＡＭ３２から読み出し、読み出されたＹＵＶ画像データをファイル形式で記録媒体４２に記録する。なお、上述のスルー画像処理は、１フレームのＹＵＶ画像データがＳＤＲＡＭ３２に確保された時点で再開される。

ＴＧ／ＳＧ２４は、図３に示すように構成される。Ｈカウンタ２４ｂは、発振器２４ａから出力されたクロックに応答してインクリメントされる。Ｈカウンタ２４ｂのカウント値Ｈｃｎｔは比較器２４ｃに与えられ、撮像面の水平画素数に相当する閾値Ｈｍａｘと比較される。比較器２４ｃの出力は、カウント値Ｈｃｎｔが閾値Ｈｍａｘを下回るときＬレベルを示す一方、カウント値Ｈｃｎｔが閾値Ｈｍａｘ以上のときＨレベルを示す。Ｈカウンタ２４ｂは、比較器２４ｃの出力の立ち上がりに応答してリセットされる。したがって、比較器２４ｃの出力は、撮像面の水平画素数に相当する周期で一時的に立ち上がる。このような出力が、水平同期信号Ｈｓｙｎｃに相当する。

Ｖカウンタ２４ｄは、比較器２４ｃの出力の立ち上がりに応答してインクリメントされる。Ｖカウンタ２４ｄのカウント値Ｖｃｎｔは比較器２４ｅに与えられ、撮像面の垂直画素数に相当する閾値Ｖｍａｘと比較される。比較器２４ｅの出力は、カウント値Ｖｃｎｔが閾値Ｖｍａｘを下回るときＬレベルを示す一方、カウント値Ｖｃｎｔが閾値Ｖｍａｘ以上のときＨレベルを示す。Ｖカウンタ２４ｄは、比較器２４ｅの出力の立ち上がりに応答してリセットされる。したがって、比較器２４ｅの出力は、撮像面の垂直画素数に相当する周期で一時的に立ち上がる。このような出力が、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに相当する。

カウント値ＨｃｎｔおよびＶｃｎｔは、水平同期信号ＨｓｙｎｃおよびＶｓｙｎｃとともにＣＰＵ２８に向けて出力されるほか、デコーダ２４ｆ〜２４ｈの各々にも与えられる。デコーダ２４ｆは、カウント値ＨｃｎｔおよびＶｃｎｔとＣＰＵ２８からの露光時間情報および読み出し態様情報とに基づいて、読み出しパルスや掃き捨てパルスなどの駆動パルスを作成する。デコーダ２４ｇは、カウント値ＨｃｎｔおよびＶｃｎｔとＣＰＵ２８からの読み出し態様情報とに基づいて、水平転送パルスなどの水平系の駆動パルスを作成する。デコーダ２４ｈは、カウント値ＨｃｎｔおよびＶｃｎｔとＣＰＵ２８からの読み出し態様情報とに基づいて、垂直転送パルスなどの垂直系の駆動パルスを作成する。

前処理回路２６は、図４に示すように構成される。撮像装置１８から与えられた生画像信号は、ＣＤＳ回路２６ａによる相関二重サンプリングおよびＡＧＣ回路２６ｂによるゲイン調整を経て、Ａ／Ｄ変換器２６ｃによって生画像データに変換される。変換された生画像データは、ディジタルクランプ回路２６ｄによるクランプ処理および画素欠陥補正回路２６ｅによる画素欠陥補正を経てメモリ制御回路３０に向けて出力される。

また、輝度評価回路２６ｆは、画素欠陥補正回路２６ｅから出力された生画像データを周期的に積分して輝度評価値を作成する。フォーカス評価回路２６ｇは、画素欠陥補正回路２６ｅから出力された生画像データの高周波成分を積分してフォーカス評価値を作成する。こうして作成された輝度評価値およびフォーカス評価値は、ディジタルクランプ回路２６ｄから出力された生画像データとともにＣＰＵ２８に向けて出力される。

撮像面には、図５（Ａ）に示すように複数の白点欠陥画素が固定的に存在する。このような画素で生成された電荷に基づく画素データのレベルは、通常は閾値ＴＨ以上となる。しかし、読み出しパルスの出力不良などの異常動作がＴＧ／ＳＧ２４に発生し、白点欠陥画素で生成された電荷が良好に出力されなければ、白点欠陥画素に相当する画素データのレベルが閾値ＴＨを下回る（図５（Ｂ）参照）。換言すれば、固定的に存在する白点欠陥画素に相当する画素データのレベルに注目することで、撮像系の異常を検知することができる。

そこで、この実施例では、前処理回路２６のディジタルクランプ回路２６ｄから繰り返し出力される生画像データから白点欠陥画素に対応する画素データを抽出し、抽出された画素データのレベルが継続的に閾値ＴＨを下回るときに警告メッセージの出力をＬＣＤドライバ３６に命令するようにしている。警告メッセージはＬＣＤモニタ３８に表示された被写界像に多重され、操作者はこの警告メッセージによって撮像系の異常を正しく認識する。

ＣＰＵ２８は、図６に示す異常検知タスクを含む複数のタスクを並列的に実行する。なお、これらのタスクに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４４に記憶される。

まずステップＳ１で変数Ｎを“０”に設定する。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するとステップＳ３からステップＳ５に進み、前処理回路２６から出力された現画素データが白点欠陥画素に相当するか否かを判別する。この判別処理にあたっては、ＴＧ／ＳＧ２４から出力されたカウント値ＨｃｎｔおよびＶｃｎｔを参照する。ステップＳ５でＹＥＳと判断されると、この画素データをステップＳ７で抽出し、抽出された画素データのデータ値が閾値ＴＨを下回るか否かをステップＳ９で判別する。

ここでＮＯであればステップＳ１に戻る一方、ＹＥＳであれば、前処理回路２６から出力された現画素データが別の白点欠陥画素であるか否かをステップＳ１１で判別する。ステップＳ１１でＹＥＳであれば、この画素データをステップＳ１３で抽出し、抽出された画素データのデータ値が閾値ＴＨを下回るか否かをステップＳ１５で判別する。

データ値が閾値ＴＨ以上であればステップＳ１に戻り、データ値が閾値ＴＨを下回ればステップＳ１７で変数をインクリメントする。ステップＳ１９では変数Ｎが上限値Ｎｍａｘに達したか否かを判別し、ＮＯであればステップＳ３に戻る一方、ＹＥＳであればステップＳ１９で警告メッセージの出力をＬＣＤドライバ３６に命令してから処理を終了する。

以上の説明から分かるように、撮像装置１８は、複数の画素が配置された撮像面を有し、撮像面で生成された被写界を表す生画像信号を繰り返し出力する。出力された生画像信号は、前処理回路２６によってディジタル信号である生画像データに変換される。ＣＰＵ２８は、複数の画素のうち白点欠陥画素で生成された画素データを、前処理回路２６から繰り返し出力される生画像データから抽出する(S7, S13)。ＣＰＵ２８は、抽出された画素データのレベルが閾値ＴＨを下回る状態が既定期間にわたって継続したとき、警告を発生する(S9, S15~S21)。

白点欠陥画素は、撮像面上に固定的に存在する。このような画素で生成された画素データが抽出され、抽出された画素データのレベルが閾値ＴＨと比較される。警告は、画素データのレベルが継続的に閾値ＴＨを下回るときに発生される。これによって、撮像系における異常の発生を容易に検知することができる。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 図１実施例に適用される撮像装置の構成の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるドライバの構成の一例を示すブロック図である。 図１実施例に適用される前処理回路の構成の一例を示すブロック図である。 （Ａ）は撮影画像の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は撮影画像の他の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。

符号の説明

１０ …ディジタルカメラ
１８ …撮像装置
２６ …前処理回路
２８ …ＣＰＵ
３８ …ＬＣＤモニタ

Claims (5)

1. 複数の画素が配置された撮像面を有し、前記撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する撮像手段、
   前記複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を前記撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する抽出手段、および
   前記抽出手段によって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき警告を発生する発生手段を備える、電子カメラ。
2. 前記発生手段は、前記レベルが前記閾値を下回るか否かを繰り返し判別する判別手段、前記判別手段の判別結果が否定的であるとき変数を第１既定値に設定する設定手段、前記判別手段の判別結果が肯定的であるとき前記変数を更新する更新手段、および前記変数が第２既定値を示すとき前記警告を出力する警告出力手段を含む、請求項１記載の電子カメラ。
3. 前記撮像手段から繰り返し出力された画像信号に基づく動画像を表示する表示手段をさらに備え、
   前記警告出力手段は前記表示手段によって表示される動画像に警告画像を多重する、請求項２記載の電子カメラ。
4. 複数の画素が配置された撮像面を有し、前記撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する撮像手段を備える電子カメラのプロセッサに、
   前記複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を前記撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する抽出ステップ、および
   前記抽出ステップによって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき警告を発生する発生ステップを実行させるための、撮像制御プログラム。
5. 複数の画素が配置された撮像面を有し、前記撮像面で生成された被写界を表す画像信号を繰り返し出力する撮像手段を備える電子カメラによって実行される撮像制御方法であって、
   前記複数の画素のうち白点欠陥に相当する画素で生成された画素信号を前記撮像手段から繰り返し出力された複数の画像信号の各々から抽出する抽出ステップ、および
   前記抽出ステップによって抽出された画素信号のレベルが閾値を下回る状態が既定期間にわたって継続したとき警告を発生する発生ステップを備える、撮像制御方法。

Images