(57)【要約】【課題】撮像素子の温度変化に伴う新たな欠陥画素の発生や欠陥レベルの変化があっても良好な画質で撮像できる撮像装置を提供する。【解決手段】ＣＣＤ４５の近傍には、温度センサ４８が設けられている。フラッシュメモリ６３には、０℃，３０℃，６０℃における欠陥画素の座標と補正電圧との相関関係を示すＬＵＴ６８が設けられている。撮影を行なうと、ＣＣＤ４５近傍の測定温度データが温度センサ４８からＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０はＬＵＴ６８を参照し、温度センサ４８から入力された測定温度に対応する欠陥画素の補正電圧を読み取り、これをＣＤＳ／ＡＭＰ回路５０に入力して欠陥画素の出力電圧を補正する。また、３０℃と６０℃の間の４５℃における欠陥画素の補正電圧は、補間演算によって算出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を光電変換して画素ごとに撮像信号を出力する撮像素子が内蔵された撮像装置において、
前記撮像素子近傍の温度を測定する温度測定部と、
前記撮像素子近傍の温度と前記撮像素子に存在する欠陥画素の補正データとの関係を表わすルックアップテーブルと、
前記温度測定部によって測定された撮像素子近傍の温度に対応する欠陥画素の補正データを前記ルックアップテーブルに基づいて求め、この求められた欠陥画素の補正データに基づいて欠陥画素からの撮像信号を補正する撮像信号補正部と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ルックアップテーブルに記載された欠陥画素の補正データは、予め設定された撮像素子近傍の複数の温度ごとに撮像素子の各画素ごとに出力される撮像信号の電圧と、予め設定された基準電圧との比較により求められ、前記撮像素子近傍の複数の温度ごとに検出された欠陥画素の座標と、各欠陥画素から出力される撮像信号の電圧を前記基準電圧に一致するように補正する補正電圧とからなることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像信号補正部は、前記ルックアップテーブルに記載されていない温度での欠陥画素の補正電圧を前記ルックアップテーブルに記載された欠陥画素の補正データから補間演算によって求めることを特徴とする請求項１または２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、更に詳しくは撮像素子を用いるデジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置としては、撮像素子を用いるデジタルカメラやビデオカメラなどが知られている。撮像素子は、被写体光を光電変換して画素ごとに撮像信号を出力する半導体素子であり、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサが周知である。ところが、これらの撮像素子は、正常に被写体光を光電変換できない欠陥画素をもっていることが多く、このような欠陥画素を製造時に完全になくすことは困難である。
【０００３】
前記欠陥画素をそのまま放置すれば当然ながら画質は悪化する。このため、例えばカメラヘッド部からのデジタル映像信号に補助情報として各ライン毎に欠陥画素の位置を付加し、信号処理部で欠陥画素からの画像データを補正するようにしたものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平０９−０１８７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、撮像素子の温度が上昇するにつれて、欠陥画素の欠陥レベルが上昇したり、新たな欠陥画素が発生するため、上記特許文献１記載の発明を用いても、補正が不十分となり撮像画像の画質が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、撮像素子の温度変化に伴う新たな欠陥画素の発生や欠陥レベルの変化があっても良好な画質で撮像できる撮像装置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】
【０００６】
本発明の撮像装置は、被写体光を光電変換して画素ごとの撮像信号を出力する撮像素子が内蔵された撮像装置において、前記撮像素子近傍の温度を測定する温度測定部と、前記撮像素子近傍の温度と前記撮像素子に存在する欠陥画素の補正データとの関係を表わすルックアップテーブルと、前記温度測定部によって測定された撮像素子近傍の温度に対応する欠陥画素の補正データを前記ルックアップテーブルに基づいて求め、この求められた欠陥画素の補正データに基づいて欠陥画素からの撮像信号を補正する撮像信号補正部とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記ルックアップテーブルに記載された欠陥画素の補正データは、予め設定された撮像素子近傍の複数の温度ごとに撮像素子の各画素ごとに出力される撮像信号の電圧と、予め設定された基準電圧との比較により求められ、前記撮像素子近傍の複数の温度ごとに検出された欠陥画素の座標と、各欠陥画素から出力される撮像信号の電圧を前記基準電圧に一致するように補正する補正電圧とからなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記撮像信号補正部は、前記ルックアップテーブルに記載されていない温度での欠陥画素の補正電圧を前記ルックアップテーブルに記載された欠陥画素の補正データから補間演算によって求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の撮像装置によれば、温度測定部によって測定された撮像素子近傍の温度に対応する欠陥画素の補正データをルックアップテーブルに基づいて求め、この求められた欠陥画素の補正データに基づいて欠陥画素からの撮像信号を補正するので、撮像素子の温度変化に伴う新たな欠陥画素の発生や欠陥レベルの変化があっても、良好な画質で撮像できる。
【００１０】
また、ルックアップテーブルに記載された欠陥画素の補正データは、予め設定された撮像素子近傍の複数の温度ごとに撮像素子の各画素ごとに出力される撮像信号の電圧と、予め設定された基準電圧との比較により求められ、前記撮像素子近傍の複数の温度ごとに検出された欠陥画素の座標と、各欠陥画素から出力される撮像信号の電圧を前記基準電圧に一致するように補正する補正電圧とからなるようにするのが好ましい。
【００１１】
また、ルックアップテーブルに記載されていない温度での欠陥画素の補正電圧は、ルックアップテーブルに記載された欠陥画素の補正データから補間演算によって求められるから、ルックアップテーブルに大量の補正データを記載する必要がなく、ローコストに所期の目的を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の撮像装置の実施形態であるデジタルカメラの外観を示す図１において、デジタルカメラ１０のカメラボディ１１の前面には、沈胴式の撮影レンズ１２、ストロボ発光部１４、オートフォーカス（ＡＦ）補助光投光窓１５及び調光センサ１６が設けられている。
【００１３】
また、カメラボディ１１の上面には、回転させることによりオートやマニュアル等の撮影モードを切り替えるリング状のモード切替ダイヤル１７，この中心部に設けられたシャッタボタン１８，その側方に電源ボタン１９が配設されている。
【００１４】
デジタルカメラ１０の電気的構成を示す図２において、ＣＰＵ３０は、操作部３１から入力される各種の操作信号に応じて、Ｉ／Ｏバス３２を介してデジタルカメラ１０の各部を制御する。前記操作部３１には、前記モード切替ダイヤル１７，シャッタボタン１８，電源ボタン１９等が含まれる。
【００１５】
撮影レンズ１２は、レンズ３５と絞り３６からなる。レンズ３５は、モータを含むレンズ駆動機構３８によって駆動され、ピント合せとズーミングが行なわれる。また、絞り３６は、モータを含む絞り駆動機構３９によって駆動されて絞り径が切り換えられる。前記レンズ駆動機構３８及び絞り駆動機構３９は、ＣＰＵ３０に制御されるモータドライバ４１，４２によって駆動される。
【００１６】
撮影レンズ１２の背後には、撮像素子であるＣＣＤ４５が配置されている。このＣＣＤ４５は、ＣＣＤ駆動部４６によって駆動される。また、ＣＣＤ４５の近傍には、ＣＣＤ４５近傍の温度を測定する温度センサ４８が設置されている。この温度センサ４８からの出力信号は、ＣＰＵ３０に常時入力されている。
【００１７】
スルー画表示の際にはＣＣＤ４５からフィールド画（偶数フィールド又は奇数フィールド）の撮像信号が読み出され、ＣＤＳ／ＡＭＰ回路５０に入力される。また、本番撮影時にはＣＣＤ４５からフレーム画の撮像信号が読み出され、ＣＤＳ／ＡＭＰ回路５０に入力される。また、ＣＣＤ４５からの各画素ごとの撮像信号の出力電圧を測定する際には、ＣＣＤ４５からの撮像信号が直接Ｉ／Ｏバス３２を介して外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）６４に送られ、これにＵＳＢケーブルで接続されたパーソナルコンピュータに送られる（図３参照）。
【００１８】
前記ＣＤＳ／ＡＭＰ回路５０は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、増幅器（ＡＭＰ）とからなる。ＣＤＳは、ＣＣＤ４５が出力した撮像信号からＲ，Ｇ，Ｂのアナログ画像信号を生成する。ＡＭＰは、前記Ｒ，Ｇ，Ｂのアナログ画像信号を増幅する。
【００１９】
前記ＣＤＳ／ＡＭＰ回路５０で増幅された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器５１によりデジタルの画像データに変換された後、デジタル信号処理回路５２に送られ、輪郭強調処理，メディアンフィルタ，コアリング処理や自動ホワイトバランス等が施される。この画像データがスルー画表示用の場合には、ＳＤＲＡＭ５３に一時的にストアされた後、ビデオエンコーダ５４を介してＬＣＤ５５に送られ、スルー画が表示される。
【００２０】
前記ＬＣＤ５５は、撮影時に電子ファインダとして使用されるとともに、撮影した画像のプレビュー画やメモリカードから読み出した再生画像などが画面上に表示される。また、前記デジタル信号処理回路５２から出力された画像データが本番撮影によるもの（フレーム画）である場合には、前記ＳＤＲＡＭ５３に一時的にストアされた後、圧縮処理回路５７で圧縮処理が施されてから、メディアコントローラ５８を介してメモリカード５９に記憶される。
【００２１】
前記Ｉ／Ｏバス３２には、前記デジタル信号処理回路５２，ＳＤＲＡＭ５３，圧縮処理回路５７，メディアコントローラ５８等の他に、ＡＥ検出回路６１，ＡＦ検出回路６２，フラッシュメモリ６３，前記外部Ｉ／Ｆ６４が接続されている。
【００２２】
前記ＡＥ検出回路６１は、撮像信号の輝度信号を積分演算し、得られた輝度積分値を測光データとしてＣＰＵ３０に送る。ＣＰＵ３０は、前記輝度データに基づいて自然光だけでは被写体輝度が不足であると判断した場合には、ストロボ装置６６を駆動してストロボ発光部１４を発光する。このストロボ発光の停止は、調光センサ１６からストロボ装置６６に入力される信号に基づいて行われる。
【００２３】
前記ＡＦ検出回路６２は、撮像信号を空間周波数成分に分解し、このうち高周波数成分のコントラストデータをＣＰＵ３０に送る。ＣＰＵ３０は、モータドライバ４１を介してレンズ駆動機構３８を制御し、フォーカシングレンズを光軸方向に進退させて、被写体像の高周波数成分のコントラストが最も高くなる位置で停止させる。
【００２４】
前記フラッシュメモリ６３は、周知の不揮発性メモリであり、詳しくは後述するようにＣＣＤ４５近傍の温度と欠陥画素の補正電圧との関係を示すルックアップテーブル（ＬＵＴ）６８が記憶されている他、各種のデータやプログラム，各種制御用のパラメータなどが記憶されている。
【００２５】
前記外部Ｉ／Ｆ６４は、ＵＳＢ規格のインターフェースであり、ＵＳＢケーブル７１（図３参照）によってパーソナルコンピュータ７２（図３参照）などと接続され、ＣＰＵ３０との間でデータの遣り取りを行なうことができる。
【００２６】
このように構成されたデジタルカメラ１０は、組み立て終了後、出荷前に、カメラボディ１１に組み込まれたＣＣＤ４５の各画素ごとに、その撮像信号の出力電圧がパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）によって測定される。この測定に際しては、図３に示すように、まずデジタルカメラ１０を恒温箱７０に入れるとともに、ＵＳＢケーブル７１を用いてパソコン７２と接続する。なお、恒温箱７０には、ＵＳＢケーブル７１を通す孔７０ａが開設されている。また、パソコン７２には、撮像信号の出力電圧を測定するための専用ソフトウエアが予めインストールされている。
【００２７】
前記恒温箱７０の内部には、図示しないが、デジタルカメラ１０の撮影レンズ１２から例えば１ｍの距離に１８％グレーのボードが設置されており、これが恒温箱７０の内部温度に与える影響が少ない低発熱の照明器具にて均一に照明されている。そして、図５のフローチャートに示すように、前記恒温箱７０の温度設定装置を操作して内部温度が０℃になるように設定する（ｓｔ１）。
【００２８】
一方、温度センサ４８によるＣＣＤ４５近傍の測定温度のデータがＵＳＢケーブル７１を介してパソコン７２に入力され、パソコン７２のモニタにてＣＣＤ４５近傍の温度が表示される。温度センサ４８によるＣＣＤ４５近傍の測定温度が０℃であることを確認してから（ｓｔ２）、パソコン７２のキーボード操作によりデジタルカメラ１０をリモートコントロールしてシャッタレリーズする（ｓｔ３）。
【００２９】
前記シャッタレリーズによりＣＣＤ４５から出力された撮像信号は、Ｉ／Ｏバス３２，外部Ｉ／Ｆ６４及びＵＳＢケーブル７１を介してパソコン７２に読み込まれ（ｓｔ４）、専用ソフトウエアによりＣＣＤ４５からの各画素ごとの撮像信号の出力電圧がモニタに表示される。この出力電圧の値は、所定の操作によってパソコン７２のハードディスク装置などに保存される。
【００３０】
そして、前記専用ソフトウエアにより、ＣＣＤ４５の各画素ごとの出力電圧と予め決められている基準電圧との差が算出され（ｓｔ５）、この差が所定の許容範囲を超えている場合に、その出力電圧の画素が欠陥画素であると認定される（ｓｔ６）と同時に、前記差が欠陥画素の出力電圧を補正するための補正電圧の値としてパソコン７２のモニタに表示される（ｓｔ７）。
【００３１】
前記差が所定の許容範囲を超えていない場合には、欠陥画素はないとされる（ｓｔ６）。そして、この０℃での１８％グレーボードの撮影（ｓｔ３）から欠陥画素の補正電圧表示（ｓｔ７）までの一連のシーケンスが、例えば１０回繰り返された後（ｓｔ８）、欠陥画素が存在する場合には（ｓｔ９）、各欠陥画素ごとに補正電圧の平均値が算出される（ｓｔ１０）。
【００３２】
次に、恒温箱７０の内部温度が３０℃になるように設定し（ｓｔ１１，１２，１）、ＣＣＤ４５近傍の測定温度が３０℃になったのを確認した後（ｓｔ２）、上記と同様に、１８％グレーボードの撮影（ｓｔ３）から欠陥画素の補正電圧表示（ｓｔ７）までの一連のシーケンスが１０回繰り返された後（ｓｔ８）、欠陥画素が存在する場合には（ｓｔ９）、各欠陥画素ごとに補正電圧の平均値が算出される（ｓｔ１０）。更に、恒温箱７０の内部温度が６０℃になるように設定され、同様のシーケンスが実行される。
【００３３】
全ての設定温度（本実施形態では０℃，３０℃，６０℃）での欠陥画素検出が終了すると（ｓｔ１１）、１個以上の欠陥画素が存在する場合には（ｓｔ１３）、前記専用ソフトウエアにより、各設定温度（０℃，３０℃，６０℃）ごとの欠陥画素座標（Ｘ，Ｙ）と欠陥画素の補正電圧との相関関係を示すＬＵＴ６８が自動作成され（ｓｔ１４）、モニタに表示される（ｓｔ１５）。このＬＵＴ６８の例を下記の表１に示す。なお、設定温度の数を多くすれば、補正精度は向上するが、試験工数が増大してコスト高になる。このため、コストと補正精度とのバランスで設定温度の数を決めるのがよく、本実施形態では３個としている。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
この表１及びこの表１をグラフ化した図４から明らかなように、ＣＣＤ４５近傍の温度が低い時には現れていなかった欠陥画素が、ＣＣＤ４５近傍の温度が高くなるにつれて現れてきたり、また欠陥画素の補正電圧がＣＣＤ４５近傍の温度が高くなるにつれて高くなるのが分かる。
【００３６】
次に、パソコン７２を操作して、前記ＬＵＴ６８をＵＳＢケーブル７１，外部Ｉ／Ｆ６４を介してデジタルカメラ１０のフラッシュメモリ６３に転送する（ｓｔ１６）。なお、０℃，３０℃，６０℃のいずれでも欠陥画素が検出されない場合には、前記ＬＵＴ６８の作成は当然ながら行なわれず、フラッシュメモリ６３への転送も行なわれない。
【００３７】
このように完成されたデジタルカメラ１０は出荷され、ユーザの手に渡って使用される。デジタルカメラ１０を用いて撮影を行なうと、この撮影時のＣＣＤ４５近傍の測定温度データが温度センサ４８からＣＰＵ３０に入力される。ＣＰＵ３０は、フラッシュメモリ６３に記憶されている前記ＬＵＴ６８を参照し、温度センサ４８から入力された測定温度に対応する欠陥画素の補正電圧を読み取り、これをＣＤＳ／ＡＭＰ回路５０に入力して欠陥画素の出力電圧を補正する。これにより、欠陥画素に起因する撮像画像の画質悪化を防止することができる。
【００３８】
前記ＬＵＴ６８に格納されている欠陥画素の補正電圧は、ＣＣＤ４５近傍の温度が０℃，３０℃，６０℃の場合だけであるから、この間の温度、例えば４５℃での座標（ａ１，ｂ１）の欠陥画素の補正電圧Ｚ（図４参照）は、下記のような数式１で表わされる補間演算式を用いてＣＰＵ３０によって算出される。これにより、ＣＣＤ４５近傍の温度が０℃と３０℃の間の温度や３０℃と６０℃の間の温度である場合にも適正な補正電圧を求めることができる。
【００３９】
【数１】
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【００４０】
なお、数式１中のＴ３は３０℃，Ｔ６は６０℃，Ｚ３１は３０℃における座標（ａ１，ｂ１）の欠陥画素の補正電圧１．０ｍｖ，Ｚ６１は６０℃における座標（ａ１，ｂ１）の欠陥画素の補正電圧２．０ｍｖをそれぞれ表わす。
【００４１】
以上説明した実施形態では、ＬＵＴを作成する際のＣＣＤ近傍の温度を０℃，３０℃，６０℃の３段階としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば−１０℃，０℃，２０℃，４０℃，６０℃の５段階としてもよい。なお、ＣＣＤ近傍の温度の間隔を狭めて多くの段数の温度で欠陥画素の補正電圧データを採取すれば、欠陥画素の補正精度をより高めることができるが、試験工数が増大してコスト高になるため、補正精度とコストとのバランスを考慮して温度の段数を決めるのがよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、撮像素子としてＣＣＤを用いたが、本発明はこれに限定されることなく、例えばＣＭＯＳイメージセンサでもよい。また、上記実施形態は、撮像装置がデジタルカメラの例であったが、本発明はこれに限定されることなく、例えばビデオカメラ（デジタルムービーカメラ）でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態であるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図２】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】恒温箱に入れられたデジタルカメラとこれに接続されたパーソナルコンピュータとを示す説明図である。
【図４】各欠陥画素ごとの補正電圧とＣＣＤ近傍温度との関係を示すグラフである。
【図５】欠陥画素補正用のＬＵＴを作成する主なシーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  デジタルカメラ
３０  ＣＰＵ
４５  ＣＣＤ
４８  温度センサ
５０  ＣＤＳ／ＡＭＰ回路
６３  フラッシュメモリ
６４  外部インターフェース
６８  ルックアップテーブル
７０  恒温箱
７１  ＵＳＢケーブル
７２  パーソナルコンピュータ
【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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