JPH08251484A

JPH08251484A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH08251484A
Application number: JP7052850A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hamada; 徹也浜田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】撮像素子の傷による画像の欠落を補間すると
共に，暗電流によるノイズの影響を低減する。【構成】傷位置記憶用ＲＯＭ６１２には固体撮像素子
６０１の傷位置情報が記憶されている。初めに固体撮像
素子６０１の入射光を遮光し、そのときに得られる信号
をノイズ成分としてダーク画像用メモリ１０２に記憶す
る。このメモリ１０２にはさらに上記ＲＯＭ６１２の傷
位置情報を示すフラグが対応するエリアに記憶される。
通常撮影時には撮像信号と同期して上記メモリ１０２を
読み出し、識別信号が検出されるとディレイ部１０５、
１０６で遅延された撮像信号と読み出された信号とがセ
レクタ部１０７，１０８で選択されて加算器１０９に加
えられることにより、傷部分の画像の補間が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に暗
電流によるノイズの削減と固体撮像素子に傷がある場合
にその傷位置における画像データを補間するように成さ
れた撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の撮像装置の信号処理に関す
るブロック図である。図において６０１は光学像を光電
変換して電気的な撮像信号として出力するＣＣＤ等の固
体撮像素子、６０２は撮像信号をサンプリングし、保持
するサンプルホールド部、６０３はＡＧＣの制御を行う
ＡＧＣ回路部、６０５はホワイトバランス、γ補正等を
行い輝度信号、色差信号を出力するプロセス回路部、６
０６は入力信号をＲＧＢの原色信号に変換して出力する
色復調分離回路部、６０７はホワイトバンランスの制御
を行うホワイトバランス制御部、６０８はγ補正の制御
を行うγ補正制御部、６０９は固体撮像素子６０１を駆
動するデバイス駆動回路部、６１０は同期信号の発生を
行う同期信号発生回路部、６１１は上記同期信号発生回
路部６１０からの同期信号により、デバイス駆動回路６
０９を駆動するタイミングパルスを生成するタイミング
ジェネレータ、６１２は固体撮像素子の撮像面にある傷
の位置情報を記憶している傷位置記憶用ＲＯＭ、６１３
は輝度信号、色差信号に基づいてＮＴＳＣ方式等の所定
形式のビデオ信号を生成するエンコーダ回路部である。

【０００３】次に上記構成による動作について説明す
る。入射した光は固体撮像素子６０１により光電変換さ
れる。この撮像信号はサンプルホールド部６０２におい
てサンプリングされ、その後、ＡＧＣ回路部６０３によ
りゲインの制御を行なう。ゲイン制御された信号は色復
調分離回路部６０６とプロセス回路部６０５とに入る。
色復調分離回路６０６では入力信号に基づいてＲＧＢの
原色信号を生成して出力する。プロセス回路部６０５
は、ホワイトバランス制御部６０７とγ補正制御部６０
８との制御によりホワイトバランス、ガンマ補正を行
い、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ輝度信号Ｙを出力する。出
力された信号はエンコーダ回路部６１３により、ビデオ
信号に変換されて出力される。同期信号発生回路部６１
０は同期信号を生成し、タイミングジェネレータ６１１
は同期信号に従ってデバイス駆動回路部６０９を駆動す
るパルスを発生する。デバイス駆動回路６０９は固体撮
像素子６０１の制御を行う。また、サンプルホールド部
６０２、プロセス回路部６０５、エンコーダ回路部６１
３の各部分も同様に同期信号に同調して動作を行う。

【０００４】固体撮像素子に何等かの傷がある場合は、
傷の部分は画像情報が得られない。このため、タイミン
グジェネレータ６１１からの信号により、傷位置記憶用
ＲＯＭ６１２から傷の位置情報を読みだし、サンプルホ
ールド部６０２において、画像データのラッチを行い、
前値補間等により傷により欠損した画像データを補間す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の撮像装置の信号
処理系は以上のように構成されているが、さらにＳ／Ｎ
比の高い画像を得ようとした場合、その一つの方法とし
て暗電流によるノイズの影響を減少させることが必要で
ある。そこで、予め入射光が零のときのダーク画像を取
り込み、暗電流による信号を採取してダーク画像用メモ
リに記憶しておき、通常の画像信号と暗電流による信号
との差分信号により、各種色処理を行わせることによ
り、最終的にＳ／Ｎ比の高い画像を得ることが考えられ
る。

【０００６】そこで本発明は、上記のようにノイズ削減
のためのダーク画像用メモリを持つシステムにおいて、
固体撮像素子に傷がある場合、傷の位置にはダーク画像
用メモリにも不定な値しか書き込まれないことに着目
し、傷位置に対応する場所に特別なフラグ等の識別信号
を書き込んでおき、メモリからデータを読み出す際に上
記フラグを検出した場合、固体撮像素子に傷があると判
別し、何等かの補間処理を効率的に行わせることのでき
る撮像装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、入射光を電気的な撮像信号に変換する撮像装置と、
上記入射光のないときに上記撮像手段から得られる信号
を記憶する記憶手段と、入射光のあるときに上記撮像手
段から得られる撮像信号と上記記憶手段から読み出され
た信号との差分を求める演算手段とを設けている。

【０００８】請求項２の発明においては、上記記憶手段
には、上記信号を記憶すると共に、上記撮像手段の撮像
面における傷の位置を示す識別信号を記憶エリア上の上
記傷の位置と対応するエリアに記憶するようにしてい
る。

【０００９】請求項３の発明においては、上記撮像手段
への上記入射光を遮光する遮光手段と、上記遮光手段を
制御する制御手段とを設けている。

【００１０】請求項４の発明においては、上記の各手段
を操作者が制御可能な外部制御手段を設けている。

【００１１】請求項５の発明においては、上記撮像信号
と上記記憶手段から読み出された信号とを遅延させる遅
延手段と、上記撮像信号と同期して上記記憶手段を読み
出し、上記識別信号が読み出されたか否かを検出する検
出手段と、上記検出手段の検出に応じて上記遅延手段に
より遅延された撮像信号を用いて画像の補間を行う補間
手段とを設けている。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、上記記憶手段には入
射光が零のときの暗電流によるノイズ成分を示す信号が
記憶される。従って、通常撮影時に得られる撮像信号か
ら上記記憶した信号を減算することにより、ノイズが相
殺された撮像信号が得られる。

【００１３】請求項２の発明によれば、上記記憶手段に
は上記ノイズ成分を示す信号と共に、撮像手段の傷位置
情報が識別信号として記憶されるので、ノイズの除去と
共に傷位置情報に基づいて画像の補間を行う場合に効率
的に補間処理を行うことができる。

【００１４】請求項３の発明によれば、遮光手段及びそ
の制御手段によって完全に入射光を遮光することができ
る。

【００１５】請求項４の発明によれば、操作者が外部制
御手段を操作することにより、記憶手段へのノイズ成分
を示す信号及び識別信号を記憶させる動作やそのための
遮光状態を作り出す動作を任意のタイミングで容易に行
うことができる。

【００１６】請求項５の発明によれば、通常撮影動作と
同期して記憶手段を読み出すと共に、この読み出した信
号によって撮像信号を遅延させる。記憶手段から読み出
された信号が識別信号であることが検出されると、補間
手段は、上記遅延された信号を用いて傷による画像の補
間を行う。このため従来のようにサンプルホールド部で
補間する必要がなく容易に補間を行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の第１、第
２、第３の実施例を説明する。図１は本発明の第１の実
施例による撮像装置の信号処理に関するブロック図であ
る。図１において、１０１はアナログ信号をデジタルに
変換するＡ／Ｄコンバータ、１０２は入射光が零のとき
の画像信号を記憶するための記憶手段としてのダーク画
像用メモリ、１０３は上記ダーク画像用メモリ１０２の
制御を行うメモリ制御部、１０４は上記メモリ制御部１
０３等の制御を行うＣＰＵ、１０５、１０６は信号を遅
延させるためのディレイ部、１０７、１０８は上記メモ
リ制御部１０３からの制御信号により信号の切替を行う
セレクタ部、１０９は減算器である。なお、ディレイ部
１０５、１０６、セレクタ部１０７、１０８、減算器１
０９により補間手段を構成する。また、図１において
は、図５と同一又は相当部分には同一符号を付して説明
を省略する。

【００１８】次に上記構成による動作を説明する。固体
撮像素子６０１への入射光をなくすことにより、固体撮
像素子６０１から暗電流によるダーク画像の信号が出力
される。この信号はサンプルホールド部６０２、ＡＧＣ
回路部６０３を経由してＡ／Ｄコンバータ１０１によ
り、アナログ信号からデジタル信号に変換される。ＣＰ
Ｕ１０４は、Ａ／Ｄコンバータ１０１により変換された
ダーク画像の信号をメモリ制御部１０３によりダーク画
像用メモリ１０２に記憶する。

【００１９】一方、固体撮像素子６０１に傷が存在する
場合、ＣＰＵ１０４はメモリ制御部１０３を制御して傷
位置記憶用ＲＯＭ６１２より傷位置情報を読み出す。続
いてＣＰＵ１０４はメモリ制御部１０３により、他の画
像データと識別が可能な特定のフラグを上記読み出され
た傷位置に対応するダーク画像用メモリ１０２のエリア
に書き込む。以上をすべての固体撮像素子６０１の傷に
対して行う。一度ダーク画像用メモリ１０２にデータを
記憶した後は、次のようにして通常の信号処理を行う。

【００２０】入射した光は固体撮像素子６０１により光
電変換される。この撮像信号はサンプルホールド部６０
２においてサンプリングされ、その後、ＡＧＣ回路部６
０３によりゲインの制御を行なう。ゲイン制御された信
号はＡ／Ｄコンバータ１０１によりデジタル信号に変換
される。ＣＰＵ１０４はメモリ制御部１０３により同期
信号発生回路部６１０からの同期信号に同期してダーク
画像用メモリ１０２よりダーク画像データを順次読み出
す。読み出されたダーク画像データが特定のフラグでは
ない通常のダーク画像データであった場合は、セレクタ
部１０７、１０８は遅延を行わないデータを選択してそ
のまま通常画像データとダーク画像データとの差分を減
算器１０９で算出する。

【００２１】メモリ制御部１０３がダーク画像用メモリ
１０２から読み出したダーク画像データが特定のフラグ
であることがＣＰＵ１０４の検出手段で検出された場
合、その部分は固体撮像素子６０１の傷部分であるた
め、通常画像データとダーク画像データとは共に存在し
ないことになる。この場合は、メモリ制御部１０３はセ
レクタ部１０７、１０８を切り替えて、ディレイ部１０
５、１０６により遅延された画像信号を用いて０次補間
を行うことにより、補間された仮の画像データを得るこ
とができる。それぞれ補間された画像データから通常画
像データとダーク画像データとの差分が減算器１０９で
算出され、算出された信号は色復調分離回路部６０６と
プロセス回路部６０５に入る。以降の処理は図５と同様
に行われる。

【００２２】なお、上記実施例ではデータ補間の方法と
して０次補間を行ったが、本発明の実施例はこれに限定
されるものではなく、一次補間など他の補間方法も適用
可能である。

【００２３】図２は本発明の第２の実施例による撮像装
置の信号処理系に関するブロック図であり、図３はダー
ク画像を自動的に取り込む過程を表す概略フローチャー
トである。図２において、２０１はレンズユニット部、
２０２は完全な遮光が可能なアイリス部、２０３はアイ
リス部２０２を動作させるアイリス駆動回路部である。

【００２４】図３において、Ｓ３０１はカメラユニット
電源を入れるカメラユニット電源ＯＮステップ、Ｓ３０
２はカメラユニットの各種機能の初期化を行うイニシャ
ライズステップ、Ｓ３０３はアイリス部２０２を完全に
閉じて遮光を行うアイリス全閉ステップ、Ｓ３０４はダ
ーク画像データをダーク画像用メモリ１０２に取り込む
ためのダークデータ記憶ステップ、Ｓ３０５は傷位置記
憶用ＲＯＭ６１２から、固体撮像素子６０１の傷位置情
報を読み出す傷位置読み出しステップ、Ｓ３０６はステ
ップＳ３０４でメモリに記憶されたデータの傷位置に相
当する部分に特定のフラグを書き込む傷フラグ書き込み
ステップ、Ｓ３０７はステップＳ３０３で全閉されたア
イリス部２０２を通常状態に戻すアイリス復帰ステッ
プ、Ｓ３０８は通常の画像取込を行う通常画像取り込み
ステップである。なお、図２においては図１、図５と同
一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００２５】次に上記構成による動作を図３のフローチ
ャートに従って説明する。本実施例の目的は、カメラユ
ニットの電源投入と同時に自動的にダーク画像信号をメ
モリに記憶させ、固体撮像素子６０１の傷位置における
補間をより効率的に行うことにある。まず、ステップＳ
３０１によりカメラユニットの電源が投入されると、Ｃ
ＰＵ１０４はステップＳ３０２で各種カメラ機能の初期
化を行う。初期化が終了したカメラユニットに対して、
ダーク画像を自動的に取り込むために、アイリス全閉ス
テップＳ３０３により、ＣＰＵ１０４はアイリス駆動回
路部２０３によりアイリス部２０２を完全に遮光される
ように全閉する。この状態で固体撮像素子６０１から暗
電流による信号が出力されると、信号はサンプルホール
ド部６０２、ＡＧＣ回路部６０３を経由してＡ／Ｄコン
バータ１０１により、アナログ信号からデジタル信号に
変換され、ダークデータ記憶ステップＳ３０４により、
Ａ／Ｄコンバータ１０１により変換されたダーク画像の
信号をメモリ制御部１０３によりダーク画像用メモリ１
０２に記憶する。

【００２６】固体撮像素子６０１に傷が存在する場合、
傷位置読み出しステップＳ３０５によりメモリ制御部１
０３を制御して傷位置記憶用ＲＯＭ６１２より傷位置情
報を読み出す。次に傷フラグ書き込みステップＳ３０６
により、読み出された傷位置に対応するダーク画像用メ
モリ１０２のエリアに特定のフラグを書き込んだ後、ア
イリス復帰ステップＳ３０７によりアイリス部２０２を
通常状態に戻す。一度ダーク画像用メモリ１０２にデー
タを記憶した後は、通常画像取込ステップＳ３０８によ
り、図１と同様の通常の信号処理を行う。

【００２７】即ち、レンズユニット２０１、アイリス部
２０２を経由して入射した光は固体撮像素子６０１によ
り光電変換され、その撮像信号はサンプリングされ、Ａ
ＧＣ制御された後、デジタル信号に変換される。ＣＰＵ
１０４はメモリ制御部１０３により同期信号に同期して
ダーク画像用メモリ１０３よりダーク画像データを順次
読み出す。読み出されたダーク画像データが通常のデー
タ画像データであった場合は、遅延を行わずにそのまま
減算器１０９で通常画像データとダーク画像データとの
差分を算出する。

【００２８】上記読み出されたダーク画像データが特定
のフラグであった場合はその部分は傷部分であるため、
通常画像データとダーク画像データとは共に存在しない
ことになり、その場合は、セレクタ部１０７、１０８を
切り替えて、ディレイ部１０５、１０６により遅延され
た画像信号を用いて０次補間を行う。それぞれ補間され
た画像データから減算器１０９により通常画像データと
ダーク画像データとの差分が算出され、算出された信号
は色復調分離回路部６０６とプロセス回路部６０５に入
り、以降は図１、図５と同様に処理される。

【００２９】なお、本実施例ではアイリスを全閉にする
ことでダーク画像を得たが、完全に遮光できる方法であ
れば、他の方法で遮光してもよい。また、補間方法とし
ては、０次補間にとらわれることなく、一次補間などで
もかまわない。

【００３０】図４は本発明の第３の実施例による撮像装
置の信号処理に関するブロック図である。図４におい
て、４０１は操作者がカメラユニットの制御をコンピュ
ータによって行うための制御用コンピュータである。他
の部分は図２と同一に構成されているので同一符号を付
して説明を省略する。

【００３１】次に上記構成による動作について説明す
る。操作者は、制御用コンピュータ４０１を用いてＣＰ
Ｕ１０４に制御コマンドを送信することにより、カメラ
ユニットの制御を行うことができる。ＣＰＵ１０４は制
御コマンドを受信するとコマンドを解釈してカメラ機能
の制御を行う。操作者は、カメラユニットの電源立ち上
げ後、任意の時間に制御用コンピュータ４０１からＣＰ
Ｕ１０４にダーク画像取り込コマンドの送信を行う。コ
マンドを受けたＣＰＵ１０４はアイリス駆動回路部２０
３によりアイリス部２０２を完全に遮光されるように全
閉する。固体撮像素子６０１から暗電流による信号が出
力されると、信号はサンプルホールド部６０２、ＡＧＣ
回路部６０３を経由してＡ／Ｄコンバータ１０１によ
り、アナログ信号からデジタル信号に変換され、変換さ
れたダーク画像信号をメモリ制御部１０３によりダーク
画像用メモリ１０２に記憶する。以降の動作は図２及び
図３のステップＳ３０５〜Ｓ３０８について説明したの
と同様の処理が行われることにより、通常の撮影及び傷
部分の補間等が行われる。

【００３２】なお、電源立ち上げ後から、ダーク画像取
り込コマンドの送信が行われるまでの固体撮像素子６０
１の傷による画像データ補間方法はタイミングジェネレ
ータ６１１からの信号により、傷位置記憶用ＲＯＭ６１
２から傷位置情報を読み出し、サンプルホールド部６０
２により画像データのラッチを行い、０次補間を用いて
傷により欠落した画像データを補う。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明による
撮像装置によれば、予めダーク画像を取り込んで記憶し
ておき、通常画像を取り込んだ時に通常画像信号とダー
ク画像信号との差を求めることにより、暗電流によるノ
イズの影響を押さえることができ、Ｓ／Ｎ比の高い画像
が得られる効果がある。

【００３４】請求項２の発明による撮像装置によれば、
ダーク画像の記憶手段に、撮像手段の傷位置を示す識別
信号をメモリの対応エリアに記憶することにより、暗電
流によるノイズ対策と同時に、撮像手段の傷位置の画像
情報を効率的に補間することができる。特に、補間方法
についても従来例のようにタイミングジェネレータの信
号によりサンプルホールド部において補間する場合、０
次補間に限られるが、本発明によれば１次補間等も可能
となる。また、サンプルホールド部における補間のため
のゲートアレイを省略できるので、コストダウンも可能
であるという効果がある。

【００３５】請求項３の発明による撮像装置によれば、
入射光を完全に遮光する遮光手段を設け、これを制御す
ることにより、ダーク画像信号を記憶するための遮光状
態を容易に作り出すことができ、ノイズの低減及び補間
方法にとらわれないで撮像手段の傷による画像情報の補
間を容易に行うことができるという効果がある。

【００３６】請求項４の発明による撮像装置によれば、
操作者が外部制御装置から制御信号を送信し、この制御
信号に基づいてシステム制御回路等を介して各手段の制
御を行うことが可能になる。このため任意のタイミング
でダーク画像の取り込みを行うことができる効果があ
る。また、暗電流は温度等に左右されやすいが、撮像装
置周辺の環境が変化して暗電流によるノイズが増加した
場合にも迅速に対応することができるという効果もあ
る。

【００３７】請求項５の発明による撮像装置によれば、
記憶手段から識別信号が読み出されたとき、遅延された
撮像信号を用いて撮像手段の傷部分の画像の補間を行う
ことにより、簡単な回路により容易に画像の補間を行う
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による撮像装置の信号処
理に関するブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例による撮像装置の信号処
理に関するブロック図である。

【図３】第２の実施例におけるダーク画像取り込に関す
る概略フローチャートである。

【図４】本発明の第３の実施例による撮像装置の信号処
理に関するブロック図である。

【図５】従来の撮像装置の信号処理に関するブロック図
である。

【符号の説明】

１０２ダーク画像用メモリ１０３メモリ制御部１０４ＣＰＵ１０５、１０６ディレイ部１０７、１０８セレクタ１０９減算器２０２アイリス部２０３アイリス駆動回路部４０１制御用コンピュータ６０１固体撮像素子６１０同期信号発生回路部６１１タイミツグジェネレータ部６１２傷位置記憶用ＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を電気的な撮像信号に変換する撮
像手段と、上記入射光のないときに上記撮像手段から得られる信号
を記憶する記憶手段と、入射光のあるときに上記撮像手段から得られる撮像信号
と上記記憶手段から読み出された信号との差分を求める
演算手段とを備えた撮像装置。
【請求項２】上記記憶手段は上記信号を記憶すると共
に、上記撮像手段の撮像面における傷の位置を示す識別
信号を記憶エリア上の上記傷の位置と対応するエリアに
記憶するように成された請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】上記撮像手段への上記入射光を遮光する
遮光手段と、上記遮光手段を制御する制御手段とを備えた請求項１記
載の撮像装置。
【請求項４】上記各手段を操作者が制御可能に成され
た外部制御手段を備えた請求項１又は３記載の撮像装
置。
【請求項５】上記撮像信号及び上記記憶手段から読み
出された信号を遅延させる遅延手段と、上記撮像信号と同期して上記記憶手段を読み出し、上記
識別信号が読み出されたか否かを検出する検出手段と、上記検出手段の検出に応じて上記遅延手段により遅延さ
れた信号を用いて画像の補間を行う補間手段とを備えた
請求項２記載の撮像装置。