(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置に組み込まれた撮像素子の画素欠陥を検出して補償する画素欠陥補償手段と、
前記撮像装置の現在位置に係る情報を獲得する位置検出手段と、
前記現在位置に係る情報に基づいて前記撮像装置が所定の領域を通過したことを判断する判断手段と、
前記判断手段によって所定の領域を通過したと判断されたときは前記画素欠陥補償手段によって画素欠陥の補償を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記現在位置に係る情報は、高度であり、
前記所定の領域は、所定以上の高度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】
前記制御手段は、前記撮像装置の電源オン、オフの少なくとも１の動作が行われたときに前記画素欠陥補償手段の動作を開始させる開始手段を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段に替わる制御手段として、前記判断手段によって所定の領域を通過したと判断されたときは前記撮像素子の劣化発生を示す警告出力を制御する制御手段を備えた事を特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像装置の現在位置に係る情報を獲得する位置検出工程と、
前記現在位置に係る情報に基づいて前記撮像装置が所定の領域を通過したことを判断する判断工程と、
前記判断工程によって所定の領域を通過したと判断されたときは、前記撮像装置に組み込まれた撮像素子の画素欠陥を検出して補償する画素欠陥補償手段によって画素欠陥の補償を制御する制御工程と
を備えたことを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
撮像素子から撮像信号を読み出し、該撮像素子の欠陥画像を検出するための撮像データを生成する撮像手段と、
前記撮像データから欠陥画素に係る欠陥の大きさ、位置を含む欠陥情報を検出する検出手段と、
前記欠陥情報から宇宙線によるＬＳＩの損傷劣化状況を推定する推定手段と、
前記推定結果を表示出力する表示手段と
を備えた事を特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置の撮像素子に発生する画素欠陥を検査する技術に関し、特に後発的に発生する画素欠陥を検査する機能を備えた撮像装置及び撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラなどの撮像装置には、ＣＣＤのような固体撮像素子が多く用いられており、またこの撮像素子はより多くの画素をもったものが製造されるようになっている。
【０００３】
このＣＣＤ等の半導体により形成される固体撮像素子では、半導体の局所的な結晶欠陥等により画素劣化が生ずることが知られている。入射光量に応じた撮像出力に常に一定のバイアス電圧が加算されてしまう画素欠陥は、この画素欠陥がそのまま信号処理されてしまうとモニタ上に高輝度の白い点として現れるため白キズと呼ばれている。また、光感度の低いものは黒い点として現れるので黒キズと呼ばれている。
【０００４】
そこで、工場出荷前の検査工程などで予め検出した画素欠陥データ（欠陥画素の位置、種類など）を元に、周囲の画素のデータを用いて作成したデータで欠陥画素のデータを置き換えて出力し、欠陥画素による異常なデータの影響を排除した技術が提案されている（特開２０００−５９７９９号公報）。
【０００５】
しかしながら、撮像素子内の画素欠陥は撮像素子の製造後においても外部的な要因によっても発生することが知られている。従って、工場出荷後においても、後発画素欠陥を検査して異常なデータの影響を排除することのできる機能が必要とされ、カメラに検査機能を組込み、撮影前などにこの機能を用いて画素欠陥を検出するという提案もなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術は検査工程において生産効率に影響を与えない範囲において検査を行うものであるため、カメラに搭載するには実用的でない場合がある。
【０００７】
特に、カメラに撮像素子を搭載して出荷した後においては、検査を行うタイミングについて考慮する必要がある。例えば、撮影を開始する前に素子の健全性を検査すれば画素欠陥を補正することができるが、毎回の撮影開始毎に検査を行うことは不必要な検査を行うことになり、却ってその検査のために撮影開始が遅れるなどの不都合が生ずることも考えられる。また、撮影者の指示によって検査を開始させることも考えられるが、事実上撮影者がいつ検査を指示すればよいかを判断することは困難である。
【０００８】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであって、画素欠陥の検査を必要とするときにのみ行うことによって、撮影の支障となることなく撮像素子の健全性を検査することができ、また撮影者が検査すべきタイミングを判断することのできる撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
後発画素欠陥についての前記課題の解決を図るためには、先ず画素欠陥が発生する原因を明らかにする必要がある。
【００１０】
ＣＣＤの欠陥を発生させる外的な要因については、各種の物理量が指摘されるがその内、宇宙線によるものがクローズアップされている。ＣＣＤと同様の記憶素子であるＬＳＩで発生するソフト・エラーの多くは、宇宙線によって発生する中性子、荷電粒子などが原因であると指摘する半導体メーカ、技術者が増えてきている。NIKKEI ELECTRONICS,(no.667),pp.107-110,(1996)
また、宇宙線によるＣＣＤの劣化は高度が高くなるにつれて顕著となることが指摘され、また宇宙線が地球磁場の強い場所では弱くなる公知の事実から地球上の位置によってもＣＣＤの劣化の進行が異なること即ち、磁場の強い赤道付近よりも磁場の弱い緯度の高い地域でＣＣＤの劣化が生じやすいことが導き出せる。放送技術，ｐｐ．１１５−１２０，（１９９５）
発明者は、このような原因究明の過程を通して、解決すべき課題である操作性の良い検査方法について鋭意検討を重ね、その結果本発明に至ったものであり、その課題解決手段は次のとおりである。
【００１１】
課題を解決するための本発明は、撮像装置に組み込まれた撮像素子の画素欠陥を検出して補償する画素欠陥補償手段と、撮像装置の現在位置に係る情報を獲得する位置検出手段と、現在位置に係る情報に基づいて撮像装置が所定の領域を通過したことを判断する判断手段と、判断手段によって所定の領域を通過したと判断されたときは画素欠陥補償手段によって画素欠陥の補償を制御する制御手段とを備えた撮像装置である。
【００１２】
また本発明は、上記記載の発明である撮像装置において、現在位置に係る情報は、高度であり、所定の領域は、所定以上の高度である撮像装置である。
【００１３】
また本発明は、上記記載の発明である撮像装置において、制御手段は、撮像装置の電源オン、オフの少なくとも１の動作が行われたときに画素欠陥補償手段の動作を開始させる開始手段を更に備えた撮像装置である。
【００１４】
また本発明は、上記記載の発明である撮像装置において、制御手段に替わる制御手段として、判断手段によって所定の領域を通過したと判断されたときは撮像素子の劣化発生を示す警告出力を制御する制御手段を備えた撮像装置である。
【００１５】
また本発明は、撮像装置の現在位置に係る情報を獲得する位置検出工程と、現在位置に係る情報に基づいて撮像装置が所定の領域を通過したことを判断する判断工程と、判断工程によって所定の領域を通過したと判断されたときは、撮像装置に組み込まれた撮像素子の画素欠陥を検出して補償する画素欠陥補償手段によって画素欠陥の補償を制御する制御工程とを備えた撮像方法である。
【００１６】
また本発明は、撮像素子から撮像信号を読み出し該撮像素子の欠陥画像を検出するための撮像データを生成する撮像手段と、撮像データから欠陥画素に係る欠陥の大きさ、位置を含む欠陥情報を検出する検出手段と、欠陥情報から宇宙線によるＬＳＩの損傷劣化状況を推定する推定手段と、推定結果を表示出力する表示手段とを備えた撮像装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１８】
まず、通常の撮影における装置の動作について説明する。尚、実施の形態の説明では本発明に本質的に必要のない部分の説明は省略するがそれは本発明の範囲を限定するものではない。
【００１９】
遮光フィルタ１を介してレンズ２を通過した被写体の光学像は、撮像素子３で電気信号に変換されアナログ画像信号に変換される。続いて中央処理部４の制御の下に駆動部５を操作して遮光フィルタ１を閉じた後、このアナログ画像信号は同期信号発生部６からのタイミング信号に同期して読み出され、Ａ／Ｄ変換部７でデジタル画像信号に変換されて、メモリ８に記憶される。
【００２０】
続いて欠陥データメモリ部９から欠陥画素の位置、欠陥状態（欠陥種類等）などの情報を記憶した画素欠陥データが読み出される。そして、メモリ８に記憶されたデジタル画像について、欠陥画素の存在する位置のデータを周囲の画素データを用いて作成したデータで置き換えるなどの所定のアルゴリズムによる画素欠陥処理が行われる。
【００２１】
こうして補正された画像のディジタル信号は、図示していない変換処理によってＪＰＥＧ形式などに圧縮された後、メモリカード部１０記憶され、また液晶モニタなどの表示部１１に表示出力される。
【００２２】
そして、これらの一連の動作は中央処理部４において管理され制御される。
【００２３】
次に、このような構成の撮像装置において画素欠陥を検査する動作について説明する。
【００２４】
画素欠陥の検査動作が開始されると、中央処理部４が駆動部５を操作して遮光フィルタ１を駆動して閉とし、撮像素子３を遮光した状態にした後撮影動作を行う。
【００２５】
撮影された画像（黒画像）は前述の撮像手順によってメモリ８にディジタル画像信号に変換されて撮像データとして記憶される。
【００２６】
続いて、中央処理部４がこの撮像データを読み出し、所定のアルゴリズムに従って画素に欠陥が生じているかどうかを判定する。
【００２７】
所定のアルゴリズムで欠陥発生位置と欠陥種類などの欠陥状態とを特定して、欠陥が発生していると判定された場合は、欠陥データメモリ９に保存されている欠陥データを読み出し、新しく検出された欠陥位置と欠陥状態を欠陥データメモリ９に追加記憶する。
【００２８】
このようにして、検出した結果を欠陥データメモリ９に反映させておくことで精度の良い画像の補正を行うことができる。
【００２９】
尚、欠陥の検出方法に関し、本実施例のように遮光フィルタ１を閉とし、撮像素子３を遮光して撮影した画像を検査することで、白欠陥を検出することができるが、本発明は白欠陥のみに限定されるものではなく、例えば、一様な明るさの被写体を撮影した画像を検査するように構成すれば、黒欠陥を検出することができる。
【００３０】
次に、検査要否の判断方法について説明する。
【００３１】
本発明の撮像装置では撮像動作が行われていない場合は、装置電源のオン／オフの状態に限らず、中央処理部４の機能の一部が位置検出部１２からの情報を入手し、あるいは位置検出部１２の状態を監視する動作を継続しているものとする。
【００３２】
図２は中央処理部の監視動作の第1の実施の形態を説明する概略のフロー図である。
【００３３】
本実施の形態では、位置検出部１２には高度測定センサが備わっている。
【００３４】
先ず、中央処理部９は高度測定センサの値を読み込み（Ｓ１）、この値が所定値以上の高度を示し（Ｓ２）、その状態が所定時間以上継続していることを監視する（Ｓ３）。
【００３５】
即ち、高度が高い場所にいる場合は宇宙線の影響を大きく受けていることが考えられる。
【００３６】
そして、Ｓ２、Ｓ３の条件を満たした場合は、撮像素子３が宇宙線の影響を受け劣化している可能性があると判断して（Ｓ４）、検査要のフラグをオンにする（Ｓ５）。
【００３７】
Ｓ２、Ｓ３の条件が満たされていない場合は、その高度に滞留していた時間を所定の記憶領域に累積し（Ｓ６）、将来の判断データに使用する。
【００３８】
ここで、高度測定センサは例えば腕時計等に用いられている気圧計測センサで構成しても良い。
【００３９】
また、本発明は撮像装置に高度測定センサを組み込む形態に限定されるものではなく、逆に腕時計等に撮像機能を備えたものであっても良い。いずれの形態であっても、撮像素子の劣化判断は必要とされるからである。
【００４０】
尚、本実施の形態では、高度だけでなく時間経過の条件も判断したが、この例に限定されず、高度のみの条件で撮像素子３が劣化していると判断することもできる。
【００４１】
図３は中央処理部の監視動作の第２の実施の形態を説明する概略のフロー図である。
【００４２】
本実施の形態では、位置検出部１２には位置測定センサが備わっている。
【００４３】
先ず、中央処理部９は位置測定センサから位置情報を読み込み（Ｓ１１）、この情報から現在の位置を特定する（Ｓ１２）。そして、この特定した位置を表す緯度が所定の条件を満たし（Ｓ１３）、その地域に所定時間以上継続しているかどうかを監視する（Ｓ１４）。
【００４４】
即ち、緯度が高い地域にいる場合は宇宙線の影響を大きく受けていることが考えられる。
【００４５】
そこで、Ｓ１３、Ｓ１４の条件を満たした場合は、撮像素子３が宇宙線の影響を受け劣化している可能性があると判断して（Ｓ１５）、検査要のフラグをオンにする（Ｓ１６）。
【００４６】
Ｓ１３、Ｓ１４の条件が満たされていない場合は、その地域に滞留していた時間を所定の記憶領域に累積し（Ｓ１７）、将来の判断データに使用する。
【００４７】
ここで、位置測定センサは例えばＧＰＳで構成しても良く、また位置検出部１２は自らＧＰＳ信号を処理して位置を算出するものでなくても外部処理装置から位置情報を受け取るものであっても良い。また、本発明は撮像装置にＧＰＳ処理機能を組み込む形態に限定されるものではなく、逆にＧＰＳ機能をもった携帯情報端末、携帯電話などに撮像機能を備えたものであっても良い。いずれの形態であっても、撮像素子の劣化判断は必要とされるからである。
【００４８】
尚、本実施の形態では、位置だけでなく時間経過の条件も判断したが、この例に限定されず、位置のみの条件で撮像素子３が劣化していると判断することもできる。
【００４９】
図４は中央処理部の監視動作の第３の実施の形態を説明する概略のフロー図である。
【００５０】
本実施の形態では、位置検出部１２には世界時計（ワールドタイム）機能が備わっている。
【００５１】
先ず、中央処理部９は世界時計に表示されていると都市コードを読み込み（Ｓ２１）、この表示都市コードが変更されたことを監視する（Ｓ２２）。
【００５２】
即ち、この都市コードが変更された場合は、この撮像装置は国境を越えて運搬された可能性が高いと判断され、そしてその場合には航空機によって運搬されたものと推定する。
【００５３】
そして、Ｓ２２の条件を満たした場合は、この撮像装置が航空機によって所定以上の高度を通過したため撮像素子３が宇宙線の影響を受け劣化している可能性があると判断して（Ｓ２３）、検査要のフラグをオンにする（Ｓ２４）。
【００５４】
Ｓ２２の条件が満たされていない場合は、処理は不要として終了する。
【００５５】
ここで、世界時計の表示方法、時刻の修正方法などについては例えば腕時計等に用いられている世界時計のような形態で構成しても良い。また、本発明は撮像装置に世界時計機能を組み込む形態に限定されるものではなく、逆に腕時計等に撮像機能を備えたものであっても良い。いずれの形態であっても、撮像素子の劣化判断は必要とされるからである。
【００５６】
図５は画素欠陥の検査及び補償の動作を説明する概略のフロー図である。
【００５７】
撮像装置の電源がオンされたとき（Ｓ３１）、先ず画素欠陥検査に関わる処理が起動し、検査要フラグがオンされているかどうかを調査する（Ｓ３２）。
【００５８】
検査要フラグがオンになっている場合は、前述の手順に従って、画素欠陥検出動作を行い（Ｓ３３）、その結果検出した欠陥データを欠陥データメモリ９に格納する（Ｓ３４）。そして、検査要フラグなどの関連データをリセットして初期状態に戻す（Ｓ３５）。
【００５９】
続いて、メモリカード１０を認識しレンズ２を初期位置に駆動するなどの撮影準備処理が行われる（Ｓ３６）。そして、撮影者がシャッタを押すと、絞り駆動、撮像素子３へのデータ取込などの撮影処理が行われ、取り込まれた画像について前述の手順に従った画素欠陥の補償がなされる（Ｓ３７）。
【００６０】
こうして補正された画像はメモリカード１０に記録され、あるいは表示部１１に記録される（Ｓ３８）。その後、撮影者が撮像装置の電源をオフとすると、レンズ格納など撮影終了処理が行われる。
【００６１】
尚、本実施の形態では、カメラの電源をオンしたときに検査動作を開始しているがこの形態に限らず、撮影者がカメラの電源をオフした後に検査動作を開始するように構成しても良い。このときは撮影終了処理の前に動作を開始しても良く、また撮影終了処理の後から動作を開始しても良い。
【００６２】
以上のように構成すれば、画素欠陥の検査を必要と判断されたときに自動で開始することができるため、毎回検査を行う方式に比較して、操作が簡便で撮影の支障となることなく検査を行うことができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、自動で検査を開始しているがこの実施の形態に限らず、検査要とする判断結果を表示部１１に表示し、あるいは図示していない警報ランプなどを点灯することで撮影者に検査開始操作を促し、撮影者が手動で検査開始操作を行うように構成することもできる。このように構成すれば、撮影者は検査すべきタイミングを把握することができる。
【００６４】
更に、撮影者はこの判断結果に基づいて種々の対応を行うことも可能となる。
【００６５】
撮像素子３が宇宙線の影響によって劣化が進行しているとすれば、このことはまた同一装置に組み込まれているＬＳＩなどのメモリにも宇宙線の影響が及んでいるものと推定することができる。ＬＳＩの損傷劣化状況は直接測定することは困難であるが、撮像素子の画素劣化検査技術によって画素劣化の状況を定量的に把握すれば、この定量化された値とＬＳＩの損傷劣化状況とを予め対応付けておくことによって、ＬＳＩの損傷劣化状況を推定することが可能となる。
【００６６】
そうすれば、事前に交換するなどの処置を行うことでソフトエラーなどの発生により大事に至ることを防止することも可能となる。
【００６７】
また、撮像素子は宇宙線による被爆の状態を履歴として保持しているものであるため画素劣化状態は被爆の累積値をモニタしているものとして扱うことも可能である。
【００６８】
このように、撮像素子の損傷程度を検査した結果を表示などによって出力すれば種々の対応を行うことが可能となる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影の支障となることなく撮像素子の健全性を検査することができ、また撮影者が検査すべきタイミングを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】中央処理部の監視動作の第1の実施の形態を説明する概略のフロー図。
【図３】中央処理部の監視動作の第２の実施の形態を説明する概略のフロー図。
【図４】中央処理部の監視動作の第３の実施の形態を説明する概略のフロー図。
【図５】画素欠陥の検査及び補償の動作を説明する概略のフロー図。
【符号の説明】
３…撮像素子
４…中央処理部
５…駆動部
６…同期信号発生部
８…メモリ
９…欠陥データメモリ
１１…表示部
１２…位置検出部
【図１】
0004468613.tif 000002
【図２】
0004468613.tif 000003
【図３】
0004468613.tif 000004
【図４】
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【図５】
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