(57)【要約】【課題】  撮像装置に取付けられた固体撮像素子の欠陥画素の検出を、製品出荷後に適切に実行する撮像装置を提供する。【解決手段】  被写体を撮影する固体撮像素子１と、固体撮影素子を駆動する撮像素子駆動回路８と、固体撮像素子１によって撮影された画像を格納する外部メモリ８と、固体撮像素子１に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段（４，５）と、検出された欠陥画素のアドレスを格納する内部メモリ７と、前記各構成要素を制御する制御手段（５）とから構成される撮像装置において、欠陥画素検出手段は、外部メモリに格納されている複数枚の撮影画像に基づいて画素欠陥を検出し、内部メモリは、検出された欠陥画素に基づいて、格納している欠陥画素アドレスを更新する。【選択図】      図１
2007074387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影素子を駆動する撮像素子駆動手段と、前記撮像素子によって撮影された画像を格納する画像記憶手段と、前記撮像素子に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、前記検出された欠陥画素アドレスを格納するアドレス記憶手段と、前記各手段を制御する制御手段とから構成される撮像装置において、
前記欠陥画素検出手段は、前記画像記憶手段に格納されている撮影画像に基づいて欠陥画素を検出し、
前記アドレス記憶手段は、前記検出された欠陥画素に基づいて、格納している欠陥画素アドレスを更新することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
前記制御手段は、あらかじめ定められた日時に前記撮像装置を起動して画像を撮影し、前記撮影画像を前記画像記憶手段に格納し、さらに前記欠陥画素検出手段と前記アドレス記憶手段とを動作させて欠陥画素アドレスを更新することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像装置において、
前記制御手段は、撮像装置の電源をオフする命令が入力されたとき前記撮像素子を起動して画像を撮影し、前記撮影画像を前記画像記憶手段に格納し、さらに前記欠陥画素検出手段と前記アドレス記憶手段を動作させて欠陥画素アドレスを更新することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置において、
前記欠陥画素検出手段は、前記画像記憶手段に格納されている複数の撮影画像から撮影感度又は撮影秒時又は撮影感度と撮影秒時が同一の撮影画像を選択し、前記選択された撮影画像に基づいて欠陥画素を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１記載の撮像装置において、
前記欠陥画素検出手段は、前記画像記憶手段に格納されている複数の撮影画像から当該撮像装置によって撮影された撮影画像を選択し、前記選択された撮影画像に基づいて当該撮像装置における欠陥画素を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影素子を駆動する撮像素子駆動手段と、前記撮像素子によって撮影された画像を格納する画像記憶手段と、前記撮像素子に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、前記検出された欠陥画素のアドレスを格納するアドレス記憶手段と、前記各手段を制御する制御手段とから構成される撮像装置において、
前記制御手段は、あらかじめ定められた日時に前記撮像装置を起動して、前記撮像素子の欠陥画素を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像装置において、
前記欠陥画素検出手段は、前記画像記憶手段に格納されている複数の撮影画像から撮影感度又は撮影秒時又は撮影感度と撮影秒時が同一の撮影画像を選択し、前記選択された撮影画像に基づいて欠陥画素を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
被写体を撮影する撮像素子と、前記撮影素子を駆動する撮像素子駆動手段と、前記撮像素子によって撮影された画像を格納する画像記憶手段と、前記撮像素子に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、前記検出された欠陥画素のアドレスを格納するアドレス記憶手段と、前記各手段を制御する制御手段とから構成される撮像装置において、
前記欠陥画素検出手段は、前記画像記憶手段に格納されている複数枚の撮影画像から撮影感度又は撮影秒時又は撮影感度と撮影秒時が同一の撮影画像を選択して、前記選択された撮影画像に基づいて欠陥画素を検出し、
前記アドレス記憶手段は、前記検出された欠陥画素に基づいて、格納している欠陥画素のアドレスを更新することを特徴とする撮像装置。                                                                                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の半導体で形成した撮像素子は、半導体の局部的な結晶欠陥等に起因して、感度が低下したり、反対に感度が高くなる等の現象を生じる欠陥画素を有している。欠陥画素の撮像素子上のアドレスは、撮像素子の製造段階において検出される。撮像装置は、通常、前記欠陥画素のアドレス情報を撮像装置内のメモリに格納しており、撮影を行うときに前記メモリに格納された欠陥画素アドレス情報に基づいて欠陥画素からの出力を特定し、特定された欠陥画素の出力に何らかの補正を施して画像を形成する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０６−００６６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術においては、撮像装置のメモリに製造段階で検出された欠陥画素のアドレスを格納し、前記欠陥画素の出力を補正している。しかし、撮像素子の欠陥画素は、宇宙線の影響等に起因する経時変化により、製品出荷後においてその数が増加することが知られている。
そこで、製品出荷後において、徐々に増加する欠陥画素の検出を適切に行い、検出された欠陥画素の出力に何らかの補正をすることが可能な撮像装置が求められている。
【０００４】
本発明の目的は、撮像装置に取り付けられた撮像素子の欠陥画素の検出を、製品出荷後に適切に行うことが可能な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】
【０００５】
本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮像素子と、撮影素子を駆動する撮像素子駆動手段と、撮像素子によって撮影された画像を格納する画像記憶手段と、撮像素子に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、検出された欠陥画素アドレスを格納するアドレス記憶手段と、各手段を制御する制御手段とから構成される撮像装置において、欠陥画素検出手段は、画像記憶手段に格納されている撮影画像に基づいて欠陥画素を検出し、アドレス記憶手段は、検出された欠陥画素に基づいて、格納している欠陥画素アドレスを更新することを特徴とする。
【０００６】
また、好ましくは、制御手段は、あらかじめ定められた日時に撮像装置を起動して画像を撮影し、撮影画像を画像記憶手段に格納し、さらに欠陥画素検出手段とアドレス記憶手段とを動作させて欠陥画素アドレスを更新する。
また、好ましくは、制御手段は、撮像装置の電源をオフする命令が入力されたとき撮像素子を起動して画像を撮影し、撮影画像を画像記憶手段に格納し、さらに欠陥画素検出手段とアドレス記憶手段を動作させて欠陥画素アドレスを更新する。
【０００７】
また、好ましくは、欠陥画素検出手段は、画像記憶手段に格納されている複数の撮影画像から撮影感度又は撮影秒時又は撮影感度と撮影秒時が同一の撮影画像を選択し、選択された撮影画像に基づいて欠陥画素を検出する。
また、好ましくは、欠陥画素検出手段は、画像記憶手段に格納されている複数の撮影画像から当該撮像装置によって撮影された撮影画像を選択し、選択された撮影画像に基づいて当該撮像装置における欠陥画素を検出する。
【０００８】
本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮像素子と、撮影素子を駆動する撮像素子駆動手段と、撮像素子によって撮影された画像を格納する画像記憶手段と、撮像素子に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、検出された欠陥画素のアドレスを格納するアドレス記憶手段と、各手段を制御する制御手段とから構成される撮像装置において、制御手段は、あらかじめ定められた日時に撮像装置を起動して、撮像素子の欠陥画素を検出することを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、欠陥画素検出手段は、画像記憶手段に格納されている複数の撮影画像から撮影感度又は撮影秒時又は撮影感度と撮影秒時が同一の撮影画像を選択し、選択された撮影画像に基づいて欠陥画素を検出する。
本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮像素子と、撮影素子を駆動する撮像素子駆動手段と、撮像素子によって撮影された画像を格納する画像記憶手段と、撮像素子に存在する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、検出された欠陥画素のアドレスを格納するアドレス記憶手段と、各手段を制御する制御手段とから構成される撮像装置において、欠陥画素検出手段は、画像記憶手段に格納されている複数枚の撮影画像から撮影感度又は撮影秒時又は撮影感度と撮影秒時が同一の撮影画像を選択して、選択された撮影画像に基づいて欠陥画素を検出し、アドレス記憶手段は、検出された欠陥画素に基づいて、格納している欠陥画素のアドレスを更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像装置を出荷した後に、撮像素子における欠陥画素の検出を適切に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
（実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。図示するように、撮像装置は、撮像素子１と、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路２と、Ａ／Ｄ変換回路３と、信号処理回路４と、ＣＰＵ５と、撮像素子駆動回路６と、内部メモリ７と、外部メモリ８と、バッファメモリ９とから構成されている。図１に示す撮像装置は、本発明に関係する撮像装置の主要部を示すもので、例えば通常撮像素子１の前方に設けられているレンズは省略されている。
【００１２】
図１において、撮像素子１は、撮像素子駆動回路６によって動作する。撮像素子１から出力された信号はＣＤＳ回路２とＡ／Ｄ変換回路３を通して信号処理回路４に入力される。信号処理回路４は、デジタル信号に変換された撮像素子１の各画素の出力に種々の信号処理（例えば、階調処理等）を施し画像データを出力する。ＣＰＵ５は、前記画像データをバッファメモリ９へ転送し、外部メモリ８に記録する。また、ＣＰＵ５は、内部メモリ７は、欠陥画素情報などを記録するためのメモリである。ここで、欠陥画素の検出は、信号処理回路４とＣＰＵ５とが実行する。信号処理回路４とＣＰＵ５とが欠陥画素を検出すると、ＣＰＵ５は内部メモリ７の記録内容を更新する。
（欠陥画素検出の動作例）
図２は、図１に示す実施形態における欠陥画素検出の一般的な動作例を示すフローチャートである。
【００１３】
ステップＳ１において、撮像装置のＣＰＵ５は、撮像装置の動作モードを欠陥検出モードに設定する。欠陥検出モードの設定は、図１に示していないモード設定スイッチ、同じく図示していない液晶画面のモード選択画面等の指示に基づいて行う。
ステップＳ２において、撮像装置は撮影を行う。撮影はＣＰＵ５の指示に応じて、暗黒撮影、通常撮影、もしくは均一輝度撮影の何れかにより行われる。撮影形態の選択は、例えば液晶画面の撮影形態選択画面に基づいて行われる。
【００１４】
ここで、暗黒撮影とは、ＣＣＤ等の撮像素子に入射する光が無い状態で撮影することをいう。また、通常撮影とは、被写体を普通に撮影することをいう。また、均一輝度撮影とは、例えば白い布やグレーの布のように、均一の輝度を有する被写体を撮影することをいう。
ステップＳ３において、撮影によって得られた画像データは、バッファメモリ９を介して外部メモリ８に格納される。外部メモリ８は、画像データをＲＡＷデータ形式で格納してもよいし、ＪＰＥＧ等の圧縮データ形式で格納してもよいし、双方の形式の画像データを格納してもよい。
【００１５】
ステップＳ４において、欠陥画素の判定を行う。欠陥画素の判定は、ステップＳ２における撮影形態に応じて、後述するように、(1)暗黒撮影に基づく判定、(2)通常撮影に基づく判定、(3)均一輝度撮影に基づく判定の三つに分けられる。
ステップＳ４において、欠陥画素があると判定された場合にはステップＳ５に進み、欠陥画素がないと判定された場合にはステップＳ６に進む。
【００１６】
ステップＳ５において（欠陥画素があると判定）、ＣＰＵ５はステップＳ４で検出された欠陥画素のアドレスを用いて、内部メモリ７の記憶内容（欠陥画素アドレス）を更新する。
ステップＳ６においては、ステップＳ４において欠陥画素が検出されなかったため、ＣＰＵ５は、内部メモリ７の記憶内容を更新しない。
（暗黒撮影に基づく判定について）
前記した暗黒撮影には、自動暗黒撮影と手動暗黒撮影の二種類がある。自動暗黒撮影とは、ユーザが指定した時間や日時（例えば、一週間に一回、水曜の午前０時）に撮像装置が起動されたり、又はユーザが撮像装置の電源をオフしたときに自動的に暗黒撮影を行うものである。
【００１７】
その結果、欠陥画素があると判定されたとき、内部メモリ７が更新される（ステップＳ５参照）。自動暗黒撮影は、ＣＰＵ５の指令に応じて、図１に示す各回路、各メモリ等が動作することにより実行される。
一方、手動暗黒撮影とは、ユーザが撮像装置を起動して欠陥検出モードに設定し、ユーザ自身で撮影を行ものである（図１参照）。その結果、欠陥画素があると判定されたとき、内部メモリ７を更新する（ステップＳ５参照）ものである。ここで、撮影秒時は、撮像装置のＣＰＵ５が設定するが、ユーザ自身で撮影秒時を設定してもよい。
【００１８】
暗黒撮影の場合、欠陥画素からの出力は、図３に示すように白点として表れる。したがって、ステップＳ４において、ＣＰＵ５と信号処理回路４は白点を検出したとき、欠陥画素として内部メモリ７を更新する。なお、白点か否かの判定は、画素の出力レベルがあらかじめ定められた出力レベル（例えば、出力レベル１５）を超えたか否かにより判定する。
【００１９】
なお、ステップＳ４における判定において、ＣＰＵ５と信号処理回路４は、外部メモリ８に格納された画像データの形式がＲＡＷデータの場合、欠陥画素アドレスを容易に特定することができる。しかし、ＣＰＵ５と信号処理回路４は、外部メモリ８に格納された画像データの形式がＪＰＥＧデータ等の圧縮データである場合、元のデータ形式に逆変換した後、元アドレスのデータと対比することにより、欠陥画素アドレスを特定する必要がある。なぜならば、ＪＰＥＧデータ等の圧縮データは、圧縮前の複数画素のデータに基づいて一つの画素データを形成しているためである。
【００２０】
なお、白点が検出されたとき、白点の補正としては出荷時の調整レベルで行う方法、白点の補正レベルを強、中、弱などの複数段階に設定する方法などがある。
また、図４に示すように、内部メモリ７には容量の限界がある。そのため、検出された欠陥画素アドレスがあらかじめ定められた数を超えた場合、出力レベルの数の高いアドレスを内部メモリ７に格納し、出力レベルの低い画素は格納しない。その結果、前記した出力レベルの低い画素は、補正対象外となる。図４においては、出力レベル１５以上を白点として判定して七つの白点を検出しているが、内部メモリ７に格納されるのは出力レベルの高い五つのアドレスである。
【００２１】
ところで、各画素の出力レベルは、撮影時のＩＳＯ感度や撮影秒時によって変化する。したがって、白点か否かの判定は、後述するように、撮影時のＩＳＯ感度や撮影秒時に応じて変化する。
以上の説明から明らかなように、暗黒撮影による欠陥画素の検出によれば、白点を欠陥画素として検出することができる。
（通常撮影に基づく判定について）
前記した通常撮影による欠陥画素の判定は、次のように行われる。
【００２２】
すなわち、図１において、ＣＰＵ５と信号処理回路４は、外部メモリ８に格納された各画像データについて、隣接画素との関係（例えば、前画素との出力レベル差）から欠陥画素の判定を行う。
例えば、ＩＳＯ感度が１６００の場合には前画素との出力レベル差が２０以上ある場合、欠陥画素と判定する。欠陥画素と判定される出力レベルは、ＩＳＯ感度により相違する。図５は、ＩＳＯ感度と欠陥画素と判定される出力レベル差（閾値）の関係の一例を示す図である。図示するように、ＩＳＯ感度と欠陥画素と判定される出力レベル差は、ＩＳＯ感度が２倍になれば出力レベル差も２倍となる関係を示している。
【００２３】
なお、図５においては、撮影時における撮影秒時を無視している。しかし、撮影秒時についても、ＩＳＯ感度と同様のことがいえる。すなわち、撮影秒時が２倍になると、欠陥画素と判定される出力レベル差（閾値）は２倍になる。
なお、以上の説明では、ＩＳＯ感度と欠陥画素と判定される出力レベル差の関係、及び撮影秒時と欠陥画素と判定される出力レベル差の関係を共に２倍の関係に設定した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、各ＩＳＯ感度と各撮影秒時において、各々任意の閾値を設けてもよい。また、ＩＳＯ感度と撮影秒時の両方を考慮して、前画素との出力レベル差から欠陥画素の判定を行ってもよい。
【００２４】
以上の手法によって、ＣＰＵ５と信号処理回路４は、外部メモリ８に格納された各画像データについて、欠陥画素を判定する。そして、例えば３０個の画像のうち少なくとも１０個の画像において、同一アドレスが欠陥画素として検出された場合、その画素を欠陥画素と判定して内部メモリ７を更新する。また、例えば撮影時間が最新である複数の画像から、同一アドレスが欠陥画素として検出された場合、その画素を欠陥画素と判定して内部メモリ７を更新する。これらの判定方法は、種々考えられる。
【００２５】
ここで、外部メモリ８に格納されている各画像データに付加されているタグデータに基づいて、各画像がユーザ自身の撮像装置によって撮影された画像であることを確認する。  また、ＣＰＵ５と信号処理回路４は、外部メモリ８に格納された画像データの形式がＪＰＥＧデータ等の圧縮データである場合、ＲＡＷデータ形式に逆変換した後に欠陥画素アドレスを特定する。この手順は、前記した暗黒撮影の場合と同様である。
【００２６】
また、内部メモリ７には容量の限界があるため、検出された欠陥画素があらかじめ定められた数を超えた場合、欠陥画素として検出された枚数の多い画素を内部メモリ７に格納し、枚数の少ない画素は格納しない。これは、前記した暗黒撮影の場合と同様の扱いである。
以上の説明から明らかなように、通常撮影による欠陥画素の検出によれば、既に撮影された画像に基づいて、欠陥画素を検出することができる。
（均一輝度撮影に基づく判定について）
前記した均一輝度撮影よる欠陥画素の判定は、次のように行われる。
【００２７】
すなわち、撮像装置の被写体として、均一輝度面を用意する。均一輝度面としては、グレーの布（グレーチャート）や白の布を被写体として数回の撮影を行い、図６に示すように、同一アドレスに黒点（又は白点）が発生した場合に欠陥画素と判定する。
均一輝度撮影では、主に黒点を補正する。撮像素子１の前面に設けられているローパスフィルタ（光学周波数を抑制するための複屈折板）にゴミが付着した場合、小さなゴミ（例えば、２画素分）は補正対象になる。しかし、大きなゴミ（例えば、３画素分以上）は補正対象にならない。通常、３画素以上連続して欠陥画素であることが稀であり、ゴミとしての処理を行う方が適切であるためである。
【００２８】
なお、撮像装置の撮像素子１のレンズ（図示せず）側に照明装置を設け、点灯状態で撮影することにより、積極的に黒点を検出することできる。
以上の説明から明らかなように、均一輝度撮影の場合、欠陥画素からの出力は白点又は黒点として表れる。したがって、ステップＳ４において、ＣＰＵ５と信号処理回路４は白点又黒点を検出したとき、欠陥画素として内部メモリ７を更新する。
【００２９】
なお、ＣＰＵ５と信号処理回路４は、外部メモリ８に格納された画像データの形式がＪＰＥＧデータ等の圧縮データである場合、ＲＡＷデータ形式に逆変換した後に欠陥画素アドレスを特定する手順は、前記した暗黒撮影の場合と同様である。
また、内部メモリ７には容量の限界があるため、検出された欠陥画素があらかじめ定められた数を超えた場合、一定の基準を超えた画素だけを欠陥画素として内部メモリ７に格納する。これは、前記した暗黒撮影の場合と同様の扱いである。
【００３０】
なお、黒点又は白点が検出されたとき、その補正としては出荷時の調整レベルで行う方法、黒点又は白点の補正レベルを強、中、弱などの複数段階に設定する方法などがある。
以上の説明から明らかなように、均一輝度撮影による欠陥画素の検出によれば、黒点又は白点を欠陥画素として検出することができる。
なお、ＣＰＵ５の働きにより、言うまでもなく、図１に示す内部メモリ７の内容（ユーザにより更新された欠陥画素アドレス）を製品出荷時の内容に戻すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の分野において、産業上大いに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態における欠陥画素検出の一般的な動作例を示すフローチャートである。
【図３】暗黒撮影において、欠陥画素が白点として現れる状態を示す図である。
【図４】内部メモリの容量限界を示す説明図である。
【図５】ＩＳＯ感度と欠陥画素と判定される出力レベル差（閾値）の関係の一例を示す図である。
【図６】均一輝度撮影において、欠陥画素が黒点として現れる状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…撮像素子、２…ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、３…Ａ／Ｄ変換回路、４…信号処理回路４、５…ＣＰＵ５、６…撮像素子駆動回路、７…内部メモリ７、８…外部メモリ、９…バッファメモリ                                                                               
【図１】
2007074387.tif 000003
【図２】
2007074387.tif 000004
【図３】
2007074387.tif 000005
【図４】
2007074387.tif 000006
【図５】
2007074387.tif 000007
【図６】
2007074387.tif 000008