(57)【要約】【課題】白キズは、工場出荷時に補正画素を選定しても使用中に新たに発生したり、素子温度が上昇することにより白キズが増える。又、電源投入に補正しても、未だ素子の温度が上昇していないので、その時点で補正素子を選定しても使用中に新たに白キズが発生するという不具合があった【解決手段】ＡＧＣ回路の制御レベルが所定値以上の時に、フォーカス位置を合焦位置からずらし、撮像された信号と撮像された信号を帯域制限して且つＤＣオフセットを加えた信号とを比較することにより撮像素子の欠陥画素を検出する手段を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2006060550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像素子を配列して成る固体撮像素子と、撮像素子の画素欠陥位置を示す欠陥位置情報を記憶する記憶手段を備え、該記憶手段から読み出された位置情報に基づいて固体撮像素子の欠陥画素からの信号を他の信号に置換える白キズ検出回路において、
撮像信号を所定の明るさレベルに制御するＡＧＣ回路の制御レベルが、所定値以上の時にフォーカス位置を合焦位置からずらし、撮像された信号と撮像された信号を帯域制限して且つＤＣオフセットを加えた信号とを比較することにより撮像素子の欠陥画素を検出する手段を備えたことを特徴とする白キズ検出回路。
【請求項２】
ＡＧＣのゲインレベルが最大で、合焦位置が検出できないときに、ＦＯＣＵＳ位置を予め定めた位置に移動させて欠陥画素検出を行うことを特徴とする請求項１記載の白キズ検出回路。
【請求項３】
パンチルト機構を有する撮像装置において予め定められたパンチルト位置（範囲）で撮像しているときに欠陥画素検出を行うことを特徴とする請求項１記載の白キズ検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を備えたカメラの欠陥画素を検出する白キズ検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラに用いられている固体撮像素子は、その製造段階で、ごみや結晶欠陥が原因とされる画素欠陥が発生することがある。この画素欠陥は、通常の画像を撮影しているにも関らず、白信号として出力される。つまり、暗い所を撮影していても画素欠陥部の映像信号は白い信号になってしまい、非常に見苦しい映像となる。
【０００３】
よって、従来この種の装置では、画素欠陥補正回路を備え、工場で生産時に検出を行い、その位置を記憶してカメラ使用時は常にその画素部分を補正するようにしたり、電源投入時に検出を行っていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５２６０１号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、白キズは、使用中に宇宙線等の高エネルギー粒子により損キズを受け新たに発生する。又、素子温度が上昇することにより白キズが増えるので、工場出荷時に補正画素を選定しても新たに発生したものは、補正できない。又、電源投入時は、未だ素子の温度が上昇していないので、その時点で補正素子を選定しても使用中に新たに白キズが発生するという不具合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、使用中に白キズを検出して補正する白キズ補正システムの検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の撮像素子を配列して成る固体撮像素子と、撮像素子の画素欠陥位置を示す欠陥位置情報を記憶する記憶手段を備え、該記憶手段から読み出された位置情報に基づいて固体撮像素子の欠陥画素からの信号を他の信号に置換える白キズ検出回路において、撮像信号を所定の明るさレベルに制御するＡＧＣ回路の制御レベルが、所定値以上の時にフォーカス位置を合焦位置からずらし、撮像された信号と撮像された信号を帯域制限して且つＤＣオフセットを加えた信号とを比較することにより撮像素子の欠陥画素を検出する手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出は、通常の使用中に行うものであり、白キズは、ＣＣＤの動作温度が上昇するに従って増加する傾向にあるので、電源投入時に行った場合に比べ、ＣＣＤの温度上昇に伴って増加した白キズの検出もれを防ぎ、且つ、製造工場で白キズ検出を行った場合に比べ、使用中に宇宙線等によって新たに発生した白キズの補正漏れを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の白キズ補正機能付き雲台付きカメラ装置及び白キズ検出方法の実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１の構成を示すブロック図、図２は図１のキズ検出部の詳細構成を示す図、図３はキズ補正回路の例を示す図、図４はキズ検出回路の信号を示す図である。
【００１１】
図中、１００はレンズユニット、１０１はズームレンズ、１０２はフォーカスレンズ、１０３はアイリス、１１０はＣＣＤ（固体撮像素子）、１２０はＣＣＤ等を駆動するタイミング信号ジェネレーター回路、１３０はＣＣＤからの出力信号から撮像信号を抜き取り増幅して出力するＡＧＣ回路、１４０はキズ補正回路、１５０はキズ検出回路、１６０は座標カウンタ、１７０はメモリ、１８０はキズ補正を行ったＣＣＤからの出力信号を所謂ビデオ信号に処理して出離する信号処理回路、１９０はコントローラ、２０１はレンズユニットのズームモーター駆動回路、２０２はフォーカスモーター駆動回路、２０３はパンモーター駆動回路、２０４はチルトモーター駆動回路、３０３はパンモーター、３０４はチルトモーター、１５１は遅延回路、１５２は低域濾波回路、１５３はオフセット作成回路、１５４は加算回路、１５５はコンパレータ―回路である。
【００１２】
５０１はＴＧから出力されるＣＣＤ駆動信号、５０２はＣＣＤから出力されるＣＣＤ出力撮像信号、５０３はＴＧから出力される同期信号とＣＣＤ読出しクロック信号、５０４はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤから出力されるディジタル撮像信号、５０５は座標カウンタから出力される撮像信号の画素位置を示すカウントデータ信号、５０６はキズ位置を示すパルス信号、５０７はキズ補正されたディジタル撮像信号、５０８は出力映像信号、５０９はＣＣＤから入力された撮像信号の増幅率を制御する制御信号、５１０はキズ検出を起動させる制御信号、５１１はメモリの書き込み読出しモード制御を行う制御信号、５１２はズームモーターを制御する制御信号、５１３はフォーカスモーターを制御する制御信号、５１４はズームモーター駆動信号である。
【００１３】
又、５１５はフォーカスモーター駆動信号、５１６はパンモータ制御信号、５１７はチルトモーター制御信号、５１８はパンモータ駆動信号、５１９はチルトモーター駆動信号、５２０はキズ画素からの出力信号を含む信号を指示するキズ補正パルス信号、５２１は信号処理回路制御信号、５２２は入力された映像信号から算出した明るさや信号内の高周波成分レベル等の信号演算データ信号、６０１は遅延された映像信号、６０２は低域濾波された映像信号、６０３はオフセット回路から出力された一定電圧信号、６０４はオフセット電圧が付加された低域濾波映像信号である。
【００１４】
次に、白キズ検出回路の動作について説明する。
【００１５】
先ず、電源が投入されると、コントローラ１９０は、初期動作を開始し撮像動作を開始する。初期動作（各レンズの位置確認、雲台の位置確認他）の詳細についての説明は省略する。
【００１６】
先ず、被写体からの光信号はズームレンズ１０１、フォーカスレンズ１０２、アイリス１０３を介して固体撮像素子１１０上に結像される。固体撮像素子１１０は、結像した光信号を電気信号に変換して、タイミングジェネレータ回路１２０からのドライブ信号５０１により、画素毎に順次ＡＧＣ回路１３０に出力される。
【００１７】
又、タイミングジェネレータ回路１２０からＣＣＤ１１０の読出し開始に同期したクロック信号５０３は座標カウンタ１６０に出力される。座標カウンタ１６０は、入力されたクロック信号５０３からＣＣＤ１１０から読み出される画素信号５０２に同期してカウントを行って行く。
【００１８】
ＡＧＣ回路１３０は、コントローラ１９０からの制御信号５０９に基づくレベルだけ信号を増幅して撮像信号５０４を出力する。ＡＧＣ回路１３０からの撮像信号５０４は、キズ補正回路１４０とキズ検出回路１５０に送られる。通常動作では、キズ検出回路１５０は動作していない。
【００１９】
撮像信号５０４は、キズ補正回路１４０に送られ座標カウンタ１６０から出力されるパルス信号５２０に応じてキズ補正を行い、信号処理回路１８０に出力される。キズ補正された撮像信号５０７は、信号処理回路１８０に送られビデオ信号５０８に変換され出力される。
【００２０】
ここで、図３に示したキズ補正回路１４０の動作について説明する。
【００２１】
キズ補正回路１４０には、約４ライン分のメモリを備え、２ライン目の信号が出力されるように構成されている。座標カウンタ回路から白キズパルス信号が入力されると出力される信号は、２ライン目の信号ではなくその画素の２ライン分だけ前後した画素と２画素分前後した画素の加算平均した信号を出力するように構成されている。この例では、座標カウンタ１６０から出力されるキズ補正パルス５２０は、２ライン分だけ送れて出力される。
【００２２】
次に、キズ検出回路１５０の動作について説明する
ＣＣＤ１１０のキズ部の信号は、光が入らなくても或る高いレベルの信号が出力されてしまうので、一般に白キズとして現れる。つまり、暗い部分を取っていてもそこにキズが在ると白い点が見えることになる（図２の信号参照）。
【００２３】
先ず、通常コントローラ１９０は、信号処理回路５０８からの信号レベル情報５２２を基にＡＧＣ回路１３０に、（例えば出力信号が小さい（暗い）のでもっと明るくなるようにゲインをもっと上げる等の）信号レベル制御信号５０９を出力しているが、この値が予め定められた値以上になったことを検出すると、撮像エリアが非常に暗い常態であると判断して、白キズ検出モードに移行し、Focus Lens１０２を駆動するFocusLens
Driver２０２にFocus Lens１０２を例えば至近に焦点が合うように移動させる。
【００２４】
つまり、被写体に合焦しない所にレンズを移動し全てがぼやけた状態にする。これにより結像信号に急峻な信号は無くなり、なだらかな信号にある。加えて信号処理回路からの信号５２２から暗い部分を撮像している状態なので、信号は一般に低い信号となる。但し、キズ部分は、被写体の明るさに関係無く高い（明るい）信号を出力するので、なだらかな信号中にキズ部分は飛ぶ抜けたパルス状の信号として出力される。キズによる信号はFocus 状態の合焦の程度に関係なく画素単位で出力されるので、非常に急峻な信号として出力される。又、これと同じにＣＣＤを加算読出しではなく、フレーム読出し（非加算読み出し）を行うように、タイミングジェネレータＩＣ１２０にＣＣＤドライブモードを切換えるように制御信号５２３を出力する。
【００２５】
Focus Lens１０２の移動が完了すると、撮像されてＡＧＣ回路１３０から出力された撮像信号５０４はキズ検出回路１５０に送られる。
【００２６】
キズ検出回路１５０では、入力された撮像信号５０４は遅延回路１５１とＬＰＦ回路１５２に入力される。
【００２７】
ＬＰＦ回路１５２は、入力された撮像信号５０４の低域帯域成分のみ出力する。よって、ＬＰＦ回路１５２から出力された信号では、キズ部で発生したパルス状の信号もＬＰＦの特性により低く抑えられる。又、遅延回路１５１は、入力された信号をＬＰＦ１５２と同じ時間だけ遅延させて信号６０１を出力する。よって、遅延回路１５１からの出力信号には、白キズのパルス状の信号はそのまま出力される。
【００２８】
ＬＰＦ１５２回路で低域成分のみ濾波された信号６０２は、オフセット回路１５３から出力される電圧分６０３だけシフトされて加算回路１５４から出力される。次段のコンパレータ回路１５５は、遅延回路１５１からの信号６０１と加算回路１５４からの信号６０４を比較して遅延回路１５１からの信号が大きい場合にのみＨｉｇｈの信号を出力する。つまり、白キズ部分のみがＨｉｇｈ信号として出力される。キズ検出回路１５０から出力されたパルス信号５０６は、メモリ回路１７０に出力される。又、座標カウンタ１６０からＣＣＤ１１０の画素位置を示すアドレス信号５０５がメモリ回路１７０に送られる。メモリ回路１７０では、キズ検出回路１５０から送られてきたパルス信号５０６がＨｉｇｈのときの座標カウンタ回路１６０からのアドレスデータ５０５を記憶する。これを１フレーム分行い、キズ検出は終了する。
【００２９】
ここで、ＣＣＤ１１０からの読み出しをフィールド読み出し（加算読出し）に換え、フォーカス動作を再開させて通常の撮像モードに戻る。
【００３０】
ここで、コントローラからＡＧＣ回路に出力する制御データが、最大値になった時に行うことにより被写体からの香料が非常に少ないときに白キズを検出することになりより精度の良い検出が可能となる。
【００３１】
又、ここで、白キズを検出するときに、雲台を予め定めた位置（例えば、常時暗い所）に向けて行うことにより、被写体の影響を極力抑えて白キズを検出することが可能となる。
【００３２】
更に、ここで、キズ補正のためのメモリ１７０の容量に制限があり検出したキズ全てを補正するためのアドレスを全て記憶できない場合には、コントローラからの制御信号でオフセット回路から供給する電圧レベルを変えることにより白キズが多い場合には、オフセットレベルを大きくすることにより軽度の白キズ部分はそのまま出力することにし、程度の重いものを選択して補正することも可能である。
【００３３】
又、更に、監視システムで、動きベクトルを検出し侵入者がいないかどうか判別している構成のものでは、動きベクトル検出結果から動いて入るものが検出されない時に白キズ検出を行うようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のキズ検出部の詳細構成を示す図である。
【図３】キズ補正回路の例を示す図である。
【図４】キズ検出回路の信号を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００    レンズユニット
１０１    ズームレンズ
１０２    フォーカスレンズ
１０３    アイリス
１１０    ＣＣＤ（固体撮像素子）
１２０    タイミング信号ジェネレーター回路
１３０    ＡＧＣ回路
１４０    キズ補正回路
１５０    キズ検出回路
１５１    遅延回路
１５２    低域濾波回路
１５３    オフセット作成回路
１５４    加算回路
１５５    コンパレータ―回路
１６０    座標カウンタ
１７０    メモリ
１８０    信号処理回路
１９０  コントローラ
２０１    ズームモーター駆動回路
２０２    フォーカスモーター駆動回路
２０３    パンモーター駆動回路
２０４    チルトモーター駆動回路
３０３    パンモーター
３０４    チルトモーター
５０１    ＣＣＤ駆動信号
５０２    ＣＣＤ出力撮像信号
５０３    ＣＣＤ読出しクロック信号
５０４    ディジタル撮像信号
５０５    カウントデータ信号
５０６    パルス信号
５０７    ディジタル撮像信号
５０８    出力映像信号
５０９    制御信号
５１０    制御信号
５１１    制御信号
５１２    制御信号
５１３    制御信号
５１４    ズームモーター駆動信号
５１５    フォーカスモーター駆動信号
５１６    パンモータ制御信号
５１７    チルトモーター制御信号
５１８    パンモータ駆動信号
５１９    チルトモーター駆動信号
５２０    キズ補正パルス信号
５２１    信号処理回路制御信号
５２２    信号演算データ信号
６０１    遅延された映像信号
６０２    低域濾波された映像信号
６０３    一定電圧信号
６０４    低域濾波映像信号
【図１】
2006060550.tif 000003
【図２】
2006060550.tif 000004
【図３】
2006060550.tif 000005
【図４】
2006060550.tif 000006