(57)【要約】【課題】高速に画像信号を取り込む際に必要な調整の困難さを軽減し、温度等の動作環境による取り込み位置のばらつきを無くして、画像品質の保持を図ることができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子１０２と、撮像素子１０２から入力される画像信号に複数の遅延量を持たせる遅延部１０４と、遅延部１０４により遅延された画像信号を取り込む取り込み部１０５とを備える。また、撮像素子１０２の欠陥画素の位置または試験信号の位置を期待値として格納するメモリ１０９と、取り込み部１０５により取り込まれただ画像信号と、メモリ１０９に格納された期待値とを用いて適正な遅延量を判定する判定部１０６とを備える。また、判定部１０６の判定結果より前記適正な遅延量を選択する選択部１０７と、選択部１０７により選択された後の画像信号を処理する信号処理部１０８と、信号処理部１０８と撮像素子１０２の同期を取るための基準信号を生成する基準信号生成部１１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子から入力される画像信号に複数の遅延量を持たせる遅延手段と、
前記遅延手段により遅延された前記画像信号を取り込む取り込み手段と、
前記撮像素子の欠陥画素の位置または試験信号の位置を期待値として格納する格納手段と、
前記取り込み手段により取り込まれた前記画像信号と、前記格納手段に格納された前記期待値とを用いて適正な遅延量を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果より前記適正な遅延量を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された後の前記画像信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段と前記撮像素子の同期を取るための基準信号を生成する基準信号生成手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記取り込み手段を駆動する期間は、前記欠陥画素の読み込み期間であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記取り込み手段を駆動する期間は、前記画像信号の有効画像領域から無効画像領域への切り替り期間であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記取り込み手段を駆動する期間は、前記画像信号の無効画像領域から有効画像領域への切り替り期間であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記取り込み手段を駆動する期間は、前記試験信号の入力期間であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、画像信号取り込み自動調整技術に特徴のある撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入力デバイスの多画素化、記録媒体の高容量化により民生用ビデオカメラ（撮像装置）の高性能化が進み、高精細な動画及び静止画を手軽に取り扱える環境が普及した。
【０００３】
この種の製品として、２００万画素以上の多画素撮像素子を搭載し、高精細静止画像をメモリに記録し、この高精細画像の一部を読み出して動画像として記録するような、静止画及び動画双方を撮影可能なビデオカメラが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高精細な画像の取り込みは、４００Ｍｂｐｓ程度のビットレートで行われており、非常に高速であるため、画像取り込み部でのタイミング調整が非常に厳しく重要となっている。
【０００５】
図１０は、従来例に係る撮像装置の簡略ブロック図である。
【０００６】
撮像装置は、レンズ１０１、撮像素子１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３、取り込み部１０５、信号処理部１０８を備える。
【０００７】
このような回路構成で、静止画及び動画の画像信号を取り込み、ビデオ信号への信号処理を行っている。画像信号と画像信号に同期した信号が回路に入力され、同期信号のタイミングにて画像信号を回路に取り込む。
【０００８】
また、撮像素子１０２には、不良画素、即ち、欠陥画素が存在する。撮像素子１０２の欠陥画素の要因は複数あり、例えば、受光素子の欠陥の場合と、信号電荷を転送する転送路の欠陥がある。さらに、近年、撮像素子１０２として、ＣＭＯＳセンサが使用されることが増えているが、ＣＭＯＳセンサ特有の欠陥要因が複数存在する。
【特許文献１】特開平７−２６４５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１１は、図１０の撮像装置における画像信号の取り込みタイミングを示す図である。
【００１０】
図１１に示すように、画像信号と画像信号を取り込む同期信号には、規定の間隔内に画像信号を取り込まなくてはならないタイミングの関係がある。
【００１１】
現在よりも高精細な静止画及び動画撮影を可能とするような需要が今後期待されてくるにつれて、取り込み部１０５でのタイミング調整が更に厳しいもとのなり、必ず対応していかなくてはいけない課題である。
【００１２】
更に、画像信号は、伝送路の遅延による影響を受け、遅延量は温度等の使用環境で大きく変動するため、環境による取り込みタイミングの調整も考慮しなくてはいけないという課題がある。
【００１３】
本発明の目的は、高速に画像信号を取り込む際に必要な調整の困難さを軽減し、温度等の動作環境による取り込み位置のばらつきを無くして、画像品質の保持を図ることができる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子から入力される画像信号に複数の遅延量を持たせる遅延手段と、前記遅延手段により遅延された前記画像信号を取り込む取り込み手段と、前記撮像素子の欠陥画素の位置または試験信号の位置を期待値として格納する格納手段と、前記取り込み手段により取り込まれた前記画像信号と、前記格納手段に格納された前記期待値とを用いて適正な遅延量を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果より前記適正な遅延量を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された後の前記画像信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段と前記撮像素子の同期を取るための基準信号を生成する基準信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の撮像装置によれば、高速に画像信号を取り込む際に必要な調整の困難さを軽減し、温度等の動作環境による取り込み位置のばらつきを無くして、画像品質の保持を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置のブロック図である。
【００１８】
図１において、レンズ１０１は、被写体像を入力する。撮像素子１０２は、レンズ１０１からの入力を画像信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０３は、撮像素子１０２からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１９】
遅延部１０４は、撮像素子１０２からの画像信号に種々の遅延量を持たせる。取り込み部１０５は、遅延部１０４にて種々の遅延量を持った画像信号を取り込む。判定部１０６は、取り込み部１０５にて取り込んだ遅延量が異なる画像信号より適正な取り込みの判定を行う。選択部１０７は、判定部１０６にて判定した結果より適正な取り込みを選択する。
【００２０】
信号処理部１０８は、選択部１０７で選択された画像信号の処理を行う。メモリ１０９は、判定部１０６の判定に使用する期待値（期待値信号）を格納する。基準信号生成部１１０は、撮像素子１０２と判定部１０６の基準信号を生成する。
【００２１】
（第１の動作例）
次に、第１の実施の形態における第１の動作例について説明する。
【００２２】
図１において、レンズ１０１から被写体像を入力し、撮像素子１０２にて画像信号に変換する。
【００２３】
図２は、図１の撮像素子における欠陥画素の分布イメージを示す図である。
【００２４】
撮像素子１０２には、欠陥画素２０１が存在する。撮像素子１０２からの画像信号は、ある一定レベルの信号として、Ａ／Ｄ変換部１０３にてデジタル信号に変換される。
【００２５】
図３は、図１の撮像装置における、遅延差を有する画像信号のタイミングを示す図である。また、図３は、図１の取り込み部１０５における画像信号の取り込みタイミングを示している。
【００２６】
遅延部１０４にて種々の遅延を持たせた画像信号は、図３に示すような遅延差を持ち、取り込み部１０５にて順次取り込む。欠陥画素の位置は事前に判っており、その位置を期待値としてメモリ１０９に格納しておく。
【００２７】
取り込み部１０５にて取り込んである画像信号とメモリ１０９に格納されている期待値とを判定部１０６にて判定し、判定結果を選択部１０７の選択に使用する。
【００２８】
図４は、図１の撮像装置における、遅延差を有する画像信号のタイミングと期待値を示す図である。また、図４は、図１の判定部１０６での判定方法を示している。
【００２９】
遅延差を持つ画像信号は、任意の周期で取り込み部１０５に取り込まれ、判定部１０６は、その際に取り込まれるべき期待値と比較し、判定を行う。画像信号と期待値の判定は、基準信号生成部１１０で生成する信号を元に同期を取って行っている。
【００３０】
図４において、画像信号ｂが欠陥画素の位置だとすると、正しく画像信号が取り込まれているのは、遅延量２、遅延量３及び遅延量４となる。
【００３１】
図５は、図１の判定部における判定時の判定表を示す図である。
【００３２】
欠陥画素は複数存在し、それぞれに対する判定結果が得られる。また、各判定時における遅延量は一定ではなく、ばらつきが存在する。
【００３３】
図６は、図１の判定部における複数の欠陥画素に対する判定時の判定表を示す図である。
【００３４】
判定部１０６は、複数の欠陥画素位置の画像信号ｂ，ｅ，ｈ，ｊ，ｏ，ｓ，ｗにおいて、期待値と照合し一致しているか判定を行い、選択部１０７は、安定して期待値と一致している遅延量を選択する。
【００３５】
図６においては、遅延量３、遅延量４が安定的に期待値と一致しているため、選択部１０７で選択される。更に、温度や環境の変化によって遅延量やばらつきは変動するため、その都度、判定部１０６及び選択部１０７は、適正な遅延量を適応的に判定し、選択する。
【００３６】
取り込み部１０５を駆動する期間は、欠陥画素の読み込み期間である。
【００３７】
（第２の動作例）
次に、第１の実施の形態における第２の動作例について説明する。
【００３８】
図１において、レンズ１０１から被写体像を入力し、撮像素子１０２にて画像信号に変換する。撮像素子１０２からの画像信号はある一定レベルの信号として、Ａ／Ｄ変換部１０３にてデジタル信号に変換される。
【００３９】
遅延部１０４にて種々の遅延を持たせた画像信号は、図３に示すような遅延差を持ち、取り込み部１０５にて順次取り込む。画像信号には無効画像領域と有効画像領域が存在し、判定部１０６は、無効画像領域と有効画像領域の切り替りタイミングを用いて、適正な遅延量を判定する。
【００４０】
図７は、図１の撮像装置の画像信号における有効画像と無効画像の境界を示す図である。
【００４１】
境界の前後では、画像信号のレベルが極端に異なるため、その信号レベルを用いて判定部１０６にて適正な遅延量を判定する。
【００４２】
このとき、メモリ１０９には期待値を置く必然性は無い。基準信号生成部１１０により生成される、撮像素子１０２から入力される画像信号を取り込み部１０５で取り込む際の有効画像領域及び無効画像領域の切り替わりタイミングが期待値として使用可能である。
【００４３】
図８は、図１の判定部における画像信号１ラインに対する判定時の判定表を示す図である。
【００４４】
判定部１０６は、複数ライン毎の有効画像領域から無効画像領域への切り替えタイミングにおいて、期待値と照合し一致しているか判定を行い、選択部１０７は、安定して期待値と一致している遅延量を選択する。
【００４５】
図８においては、遅延量４、遅延量５が安定的に期待値と一致しているため、選択部１０７で選択される。このように、判定部１０６、選択部１０７は、画像信号の領域と有効画像領域の境界を用いて適正な遅延量を適応的に判定し、選択する。
【００４６】
取り込み部１０５を駆動する期間は、画像信号の有効画像領域から無効画像領域への切り替り期間である。あるいは、取り込み部１０５を駆動する期間は、画像信号の無効画像領域から有効画像領域への切り替り期間である。
【００４７】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置のブロック図である。
【００４８】
図９に示す第２の実施の形態に係る撮像装置は、図１に示す第１の実施の形態に係る撮像装置の構成に１１１を付加したものである。
【００４９】
（第２の実施の形態の動作例）
図９において、レンズ１０１から被写体像を入力し、撮像素子１０２にて画像信号に変換する。撮像素子１０２からの画像信号に対して、試験信号生成部１１１にて生成した試験信号を付加し、画像信号内に試験信号を混入させる。
【００５０】
試験信号が混入した画像信号はＡ／Ｄ変換部１０３にてデジタル信号に変換される。遅延部１１４にて種々の遅延を持たせた試験信号が混入した画像信号は、図３に示すような遅延差を持ち、取り込み部１１５にて順次取り込む。
【００５１】
試験信号位置は、事前に判っており、その位置を期待値としてメモリ１０９に格納しておく。取り込み部１０５にて取り込んである画像信号とメモリ１０９に格納されている期待値とを判定部１０６にて判定し、判定結果を選択部１０７の選択に使用する。
【００５２】
前述したように、図４に判定部１０６での判定方法を示す。遅延差を持つ画像信号は、任意の周期で取り込み部１０５に取り込まれ、判定部１０６は、その際に取り込まれるべき期待値信号と比較し判定を行う。
【００５３】
画像信号と期待値の判定は、基準信号生成部１１０で生成する信号を元に同期を取って行っている。
【００５４】
図４において、画像信号ｂが試験信号の位置だとすると、正しく画像信号が取り込まれているのは、遅延量２、遅延量３及び遅延量４となる。
【００５５】
前述したように、図５に取り込み時の判定表を示す。試験信号は複数存在し、それぞれに対しする判定結果が得られる。また、各判定時における遅延量は一定ではなく、ばらつきが存在する。
【００５６】
複数の欠陥画素に対して判定した際の判定結果について、前述したように、図６に示す。判定部１０６は、複数の試験信号位置の画像信号ｂ，ｅ，ｈ，ｊ，ｏ，ｓ，ｗにおいて、期待値と照合し一致しているか判定を行い、選択部１０７は、安定して期待値と一致している遅延量を選択する。
【００５７】
図６においては、遅延量３が安定的に期待値と一致しているため、選択部１０７で選択される。更に、温度や環境の変化によって遅延量やばらつきは変動するため、判定部１０６、選択部１０７は、その都度、適正な遅延量を適応的に判定し、選択する。
【００５８】
取り込み部１０５を駆動する期間は、試験信号の入力期間である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置のブロック図である。
【図２】図１の撮像素子における欠陥画素の分布イメージを示す図である。
【図３】図１の撮像装置における、遅延差を有する画像信号のタイミングを示す図である。
【図４】図１の撮像装置における、遅延差を有する画像信号のタイミングと期待値を示す図である。
【図５】図１の判定部における判定時の判定表を示す図である。
【図６】図１の判定部における複数の欠陥画素に対する判定時の判定表を示す図である。
【図７】図１の撮像装置の画像信号における有効画像と無効画像の境界を示す図である。
【図８】図１の判定部における画像信号１ラインに対する判定時の判定表を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置のブロック図である。
【図１０】従来例に係る撮像装置の簡略ブロック図である。
【図１１】図１０の撮像装置における画像信号の取り込みタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  レンズ
１０２  撮像素子
１０３  Ａ／Ｄ変換部
１０４  遅延部
１０５  取り込み部
１０６  判定部
１０７  選択部
１０８  信号処理部
１０９  メモリ
１１０  基準信号生成部
１１１  試験信号生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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