JP2003244552A - 撮像装置および画像データ出力方法 - Google Patents
撮像装置および画像データ出力方法Info
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Abstract
する。 【解決手段】 予め定めた配列パターンに応じた故意欠
陥画素を、欠陥補正できるメモリの限界以上の個数とす
る。配列パターンは、複数種類あり、カメラ(撮像素
子)毎に異なる。配列パターンを特定するカメラIDを
読込み(100)、カメラIDに対応する欠陥パターン
データを読込む(102)。画像データを読込み(10
4)、欠陥パターンデータに基づいて故意欠陥画素15
を補正する(106)。即ち、故意欠陥画素が欠陥補正
できるメモリの記憶の限界以上であるので、故意欠陥画
素の配列パターンに対応する欠陥パターンデータが読出
しできない場合には画像データを正常に再生できない。
従って、撮像素子に欠陥補正ができる限界以上の個数の
故意欠陥画素を、予め定めた配列パターンに応じて形成
したので、カメラの撮像素子を他の撮像装置に利用でき
ない。
Description
ンサ,CMOSイメージセンサなどの固定撮像素子を備
える撮像装置および画像データ出力方法に関する。
カメラなどの撮像装置は、CCDイメージセンサなどの
固体撮像素子を備えている。このような固体撮像素子の
中には、その製造時に、受光量に応じた電荷を生成する
ことができない画素や,暗電流の不均一によるノイズが
規定値以上に発生してしまう画素などのいわゆる欠陥画
素が形成される場合がある。
に、黒傷,白傷などの傷となって撮像画像に現れ、画像
品質を著しく低下させる。そのため、固体撮像素子の製
造時においては、その検査過程で、欠陥画素であるか否
かを判断する。欠陥画素であると判断された場合は、そ
の欠陥画素の位置(座標)などを表わす「欠陥画素デー
タ」を、撮像装置の記憶部(メモリ)に予め記憶してい
た。
え、この画像欠陥補正装置は上記「欠陥画素データ」に
基づいて欠陥画素に対する欠陥補正を行っていた。この
画像欠陥補正装置に関する技術としては、特開平1−1
05671号公報に記載のものがある。
の撮像時において、予め記憶してした「欠陥画素デー
タ」に対応する欠陥画素のみを、この欠陥画素の周辺画
素データに基づき補正処理していた。欠陥画素を補正す
る方法としてメモリに予め記憶した「欠陥画素データ」
のみを用いるのは、連写,動画などの実際の撮影処理を
速くするためである。このような欠陥画素補正方法は、
小型軽量で低価格のデジタルスチルカメラにおいて、要
請されるものである。
「欠陥画素データ」を記憶するメモリの上限値(限界)
が、コストなどによって予め決められていた。上記メモ
リの個数は、256個乃至1000個の範囲内に抑えら
れていた。そのため、上記メモリの範囲内における欠陥
画素は、その周辺画素データに基づき、適切に補正さ
れ、良好な画像を得ていた。
は、画像データの画像を第三者に見られないようにする
ため、画像データ自体を暗号化する暗号処理手段を有す
るものがあった。この暗号処理に関する技術としては、
特開2000−165720号公報に記載のものがあ
る。
のユーザに貸し出し回収する、いわゆる使い捨てタイプ
のデジタルスチルカメラなどを販売する販売システム
が、構築されることを仮に想定すると、上記デジタルス
チルカメラを借りた第三者が、そのCCDイメージセン
サ,CMOSイメージセンサなどの撮像素子を他の撮像
装置に利用(流用)することが考えられる。なお、上述
した画像データ自体を暗号する場合には、撮像装置にお
ける処理などに負荷が生じる。
像素子の流用を阻止し得る撮像装置および画像データ出
力方法を提供することにある。
では、欠陥補正ができる限界以上の個数の欠陥画素を、
予め定めた配列パターンに応じて形成した撮像素子を備
える。請求項1記載に係る発明において、予め定めた配
列パターンに応じて形成した欠陥画素を、欠陥補正でき
るメモリなどの限界以上の個数としたので、上記欠陥画
素の配列パターンに対応するパターンデータが認識でき
ない場合には上記撮像素子によって撮像された画像デー
タを正常に再生させることができない。
するパターンデータを認識し得る場合には、既知のパタ
ーンデータに基づき、予め形成した欠陥画素を適切に補
正し、良好な画像データを得る。即ち、請求項1記載に
係る発明によれば、撮像素子に欠陥補正ができる限界以
上の個数の欠陥画素を、予め定めた配列パターンに応じ
て形成したので、CCDイメージセンサ,CMOSイメ
ージセンサなどの撮像素子の流用を阻止できる。なお、
請求項1記載に係る発明は、撮像素子の流用を阻止し得
るように構成したので、不特定多数のユーザに貸し出し
回収する、使い捨てタイプのデジタルカメラなどの撮像
装置に適している。
素子(ハード)自体に欠陥補正ができる限界以上の個数
の欠陥画素を、予め定めた配列パターンに応じて形成す
ることにより、撮像された画像データを正常に再生でき
ないようにしたので、画像データ自体を暗号する場合と
異なり、撮像装置における処理などに負荷が全く生じな
い。
係る撮像装置において、G画素を前記欠陥画素とするこ
とを特徴とする。請求項2記載に係る発明によれば、欠
陥画素を、撮像素子において画素数の多いG画素とした
ので、S/N(信号対雑音比)の劣化を最小限にでき
る。
欠陥補正ができる限界以上の個数の欠陥画素を予め定め
た配列パターンに応じて形成した撮像素子によって撮像
された画像データを読出すと共に、前記欠陥画素の配列
パターンに対応するパターンデータを読出し、前記パタ
ーンデータに基づき、前記画像データを補正し出力す
る。
素を予め定めた配列パターンに応じて形成した撮像素子
によって撮像された画像データを、撮像装置における例
えばフラッシュROMなどの記録媒体から読出す。上記
欠陥画素の配列パターンは予め異なる複数種類が存在
し、そのため上記画像データに記録された欠陥画素の配
列パターンに対応するパターンデータを読出す。そし
て、読出したパターンデータに基づき、画像データを補
正すると共に、例えばプリンタなどに出力する。
めた配列パターンに応じて形成した欠陥画素を、欠陥補
正できるメモリなどの限界以上の個数としたので、上記
欠陥画素の配列パターンに対応するパターンデータが認
識できない場合には上記撮像素子によって撮像された画
像データを正常に再生させることができない。すなわ
ち、請求項3記載に係る発明によれば、撮像素子に欠陥
補正ができる限界以上の個数の欠陥画素を、予め定めた
配列パターンに応じて形成したので、撮像素子の流用を
阻止できる。
記録媒体を、スマート・メディア(SmartMedia
(R))、コンパクト・フラッシュ(CompactFlash)、
ATA(AT Attachment)カード、フロッピィディス
ク、CD−R(Compact Disc-Recordable)、CD−R
W(Compact Disc-ReWritable)などとしても良い。ま
た、本発明に係る撮像装置は、デジタルスチルカメラ,
デジタルビデオカメラ,撮像機能を備えた携帯電話,パ
ーソナル・コンピュータ,PDA(Personal Digital
Assistance)などを含む概念である。
本発明の実施形態であるデジタルスチルカメラ(以下、
単に「カメラ」という)について説明する。なお、図1
は本実施形態のカメラにおけるCCDイメージセンサの
要部を示す平面図、図2は図1に示すCCDイメージセ
ンサとは異なるタイプの要部を示す平面図である。
数のユーザに貸し出し回収する、いわゆる使い捨てタイ
プである。また、本実施形態では、小型軽量で低価格な
カメラとしたので、「欠陥画素データ」を記憶するメモ
リの個数(限界)が、256個となっている。
イメージセンサは、図1に示すように、半導体基板(図
示省略)上に、平面形状が正八角形のフォトダイオード
(光電変換素子である画素)14を所定間隔(垂直画素
ピッチVP)で垂直方向に複数配列した第1の光電変換
素子列16と、複数のフォトダイオード14を第1の光
電変換素子列16と同じ間隔で垂直方向に配列し、かつ
第1の光電変換素子列16に対して垂直方向に垂直画素
ピッチVPに対して1/2ずらして配置された第2の光
電変換素子列18と、で構成された素子列の組を水平方
向に複数組並べて構成されている。
6及び隣り合う第2の光電変換素子列18は、垂直画素
ピッチと同じ間隔(水平画素ピッチHP)で配置され、
第1の光電変換素子列16に含まれるフォトダイオード
14により構成される光電変換素子行に対して、第2の
光電変換素子列18に含まれるフォトダイオード14に
より構成される光電変換素子行は、水平方向に水平画素
ピッチHPに対して1/2ずらして配置されている。即
ち、フォトダイオード14は、いわゆるハニカム状に配
列されている。
電変換素子列16と第2の光電変換素子列18との間に
は、フォトダイオード14で発生した信号電荷を読み出
して垂直方向に転送する垂直電荷転送チャネル20が各
々設けられている。垂直電荷転送チャネル20は、両側
に位置する光電変換素子列の各フォトダイオード間に侵
入した侵入部20Aと非侵入部20Bとが交互に位置す
るように連続して構成され、ハニカム状に配列したフォ
トダイオード14の間を蛇行しながら垂直方向に延びて
いる。
置のフォトダイオード14は、故意に欠陥を設けたフォ
トダイオード(以下、単に「故意欠陥画素」という)1
5としている。この故意欠陥画素15は、黒を検出する
ための領域(オプティカルブラック部分)を形成する工
程において、フォトダイオード14の表面部分をアルミ
ニウムで覆い隠す(マスクする)ことによって形成す
る。
を予め定めた配列パターンに応じて形成すると共に、故
意欠陥画素15の個数をカメラのメモリ(「欠陥画素デ
ータ」を記憶するメモリ)で欠陥補正ができる限界(2
56個)以上の個数としている。故意欠陥画素15は欠
陥補正できるメモリの限界に対する数値として例えば1
000個以上を形成し、かつ故意欠陥画素15の配列パ
ターンは規則正しくなっている。
ージセンサの製造時に不慮に形成された欠陥画素に対
し、その欠陥画素の位置(座標)などを表わす「欠陥画
素データ」がカメラの記憶部(メモリ)に予め記憶され
ている。そして、本実施形態においても、実際の撮像時
において、予め記憶していた上記「欠陥画素データ」に
対応する欠陥画素を、この周辺画素データに基づいて補
正処理する。
ンサは、被写界に向けて配置された撮像レンズによって
結像される被写体像を電気信号に変換する。CCDイメ
ージセンサの撮像面には、GストライプR/B完全市松
配列のRGB原色フィルタが被着されている。即ち、R
(レッド),G(グリーン),およびB(ブルー)の各
フィルタに対応する画素(フォトダイオード)14にお
いて、G画素は、R画素またはB画素の2倍の画素数と
なっている。
りも画素数の多いG画素を、上述した故意欠陥画素15
の主対象としている。そのため、本実施形態において
は、故意欠陥画素15を、画素数の多いG画素としたの
で、S/N(信号対雑音比)の劣化を最小限にし得る。
異なる画素を備えたCCDイメージセンサが示されてい
る。即ち、図2に示すように、平面形状が正四角形のフ
ォトダイオード(画素)22は、図示しない半導体基板
上に、垂直方向および平行方向において所定間隔をもっ
て整列している。
置のフォトダイオード22は、故意に欠陥を設けたフォ
トダイオード(以下、単に「故意欠陥画素」という)2
3としている。この故意欠陥画素23は、オプティカル
ブラック(OB)部分を形成する工程において、フォト
ダイオード22の表面部分をアルミニウムでマスクする
ことによって形成する。その他の構成は図1に示すCC
Dイメージセンサと同様であるので、説明は省略する。
からの出力信号に基づき被写体像を示すデジタル画像デ
ータを生成すると共にCCDイメージセンサなどを駆動
するためのタイミング信号を生成する信号処理部と、主
としてCCDイメージセンサによる撮像によって得られ
たデジタル画像データを記憶するSDRAM(Synchron
ous Dynamic RAM)と、カメラの全体的な動作を司る制
御部(CPU)と、を含んで構成されている。
インバッファを内蔵した撮像制御部と、所定の圧縮形式
(本実施形態ではJPEG(Joint Photographic Exper
ts Group)形式)でデジタル画像データに対して圧縮処
理を施すと共に、圧縮処理されたデジタル画像データに
対して伸張処理を施す圧縮・伸張部と、がバスを介して
相互に接続されて構成されている。
による撮像によって得られた被写体像や各種情報を表示
する表示部(LCD)と、電源スイッチなどの各種操作
キーを備える操作部と、カメラのID(このIDは故意
欠陥画素15,23の配列パターンを特定するための
「カメラID」である)や各種パラメータなどを記憶し
た記憶部(フラッシュROM)と、USBコネクタなど
のインターフェイス32(図3参照)を接続する外部接
続部と、を含んで構成されている。
し、カメラ(撮像素子)毎に異なるよう設定されてい
る。また、フラッシュROMは、装置本体に内蔵され、
取外し不可能となっている。
I/F32を介して接続された外部端末(図3に示すよ
うな再生装置30など)との間の通信を司る。なお、信
号処理部は、相関2重サンプリング回路(CDS)と、
ゲインコントローラと、A/Dコンバータと、タイミン
グジェネレータと、を含んで構成されている。
タのフィルタ配列に対応するCCDイメージセンサの各
画素を3つの原色RGBとして表わす画素補間機能を有
し、R,G,およびB各原色の画素から1つのRGB画
素を補間処理によって生成する機能を有している。即
ち、CCDイメージセンサから出力された信号は、相関
2重サンプリング回路によって相関2重サンプリング処
理が施され、ゲインコントローラによってCCDイメー
ジセンサにおけるR(赤),G(緑),B(青)毎の感
度調整が施された後、各画素毎のR、G、B信号として
A/Dコンバータに加えられる。
から順次加えられるR,G,B信号を、各々12ビット
のR,G,B信号(以下、「デジタル画像データ」とい
う。)に変換してCPUに出力する。そして、CPU
は、内蔵しているラインバッファにA/Dコンバータか
ら順次入力されるデジタル画像データを、蓄積して一旦
SDRAMに格納する。
タは、CPUによって読み出され、これらに光源種に応
じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調
整を行なうと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を
行なって8ビットのデジタル画像データを生成し、更に
YC信号処理して輝度信号Yとクロマ信号Cr、Cb
(以下、単に「YC信号」という。)を生成し、YC信
号を再びSDRAMに格納する。
作された場合には、SDRAMに格納されたYC信号
を、圧縮・伸張部によって所定の圧縮形式で圧縮した後
にフラッシュROMに記憶する。即ち、フラッシュRO
Mには、被写体の画像データが記憶される。また、図3
に示すように、I/F32には再生装置30が接続さ
れ、そしてフラッシュROMに記憶されているデジタル
画像データ,カメラIDなどの各種情報は再生装置30
に読込まれる。
を説明する。なお、本実施形態の再生装置30は、いわ
ゆるラボ(写真現像店)に設置されたパーソナル・コン
ピュータ(パソコン)である。
司るCPU(中央演算処理装置)34と,カメラ28な
どが接続される入力用のI/F32と,I/F32から
入力されたデジタル画像データを処理する信号処理部3
6と,テンキーなど配置された操作部38と,デジタル
画像データなどを表示する表示部40と,欠陥画素の配
列パターンに対応する欠陥パターンデータおよびカメラ
IDなどの各種情報が記憶されたメモリ42と,信号処
理部36で画像処理などされたデジタル画像データを外
部に出力する出力用のI/F44と,がバスBUSを介
して相互に接続されて構成されている。なお、再生装置
30であるパソコンは一般的なものであるので、その詳
細な説明は省略する。
45は、カメラIDと欠陥パターンとを対応付けるデー
タ(図5参照)を予め記憶したテーブル領域46,カメ
ラ28からのデジタル画像データなどを記憶する画像領
域47,欠陥パターンに基づいてデジタル画像データを
欠陥補正するプログラムなどが予め記憶されたプログラ
ム領域48,テーブル領域46の欠陥パターンに対応す
る欠陥パターンデータ(故意欠陥画素の座標などのデー
タ)が予め記憶された欠陥パターンデータ領域49など
を備えている。
置30におけるデジタル画像データの出力処理について
説明する。なお、図6に示す処理は使い捨てタイプのカ
メラを販売する販売システムが構築されることが前提で
あり、そして撮像済みのカメラ28をラボに持ち込む。
また、本処理は、I/F32にカメラ28を接続し、か
つI/F44にプリンタ50を接続していることが前提
である。
メラ28のフラッシュROMに記憶されているカメラI
Dを読込み、ステップ102では読込んだカメラIDに
対応する欠陥パターンデータを図3に示すメモリ42の
欠陥パターンデータ領域49(図4参照)から読込む。
即ち、欠陥パターンデータは、カメラIDと欠陥パター
ンとが対応付けられたテーブル(図5参照)に基づき、
欠陥パターンデータ領域49から読出す。
ラッシュROMから出力されたデジタル画像データを画
像領域47(図4参照)から読込み、ステップ106で
は欠陥パターンデータに基づいて故意欠陥画素15(図
1参照)または23(図2参照)を補正する。即ち、上
記「欠陥パターンデータ」に対応する欠陥画素を、この
周辺画素データに基づいて補正処理する。
れたデジタル画像データを、図3に示すプリンタ50に
転送する。プリンタ50は、信号処理部36で画像処理
されたデジタル画像データに基づく画像を、プリントア
ウトする。即ち、本実施形態においては、故意欠陥画素
15,23の配列パターンに対応する既知の欠陥パター
ンデータに基づき、予め形成した故意欠陥画素15,2
3を適切に補正し、良好な画像データを得ることができ
る。
カメラ28は使い捨てタイプであるので、プリントアウ
ト後に、業者がカメラ28を回収する。また、本処理の
終了後は、カメラ28のフラッシュROMに記録された
デジタル画像データを、全て消去し、その後の再利用を
図る。
ターンに応じて形成した故意欠陥画素15,23を、欠
陥補正できるメモリなどの限界以上の個数としたので、
故意欠陥画素15,23の配列パターンに対応する欠陥
パターンデータが認識できない(読出すことができな
い)場合すなわち欠陥パターンデータを記憶している再
生装置30以外ではデジタル画像データを正常に再生さ
せることができない。
ージセンサに欠陥補正ができる限界以上の個数の故意欠
陥画素15,23を、予め定めた配列パターンに応じて
形成したので、カメラ28に配置されたCCDイメージ
センサを他の撮像装置に利用(流用)することができな
い。なお、上述したように、本実施形態のCCDイメー
ジセンサは、その流用を阻止し得るように構成したの
で、使い捨てタイプのデジタルカメラに適している。
ンサ(ハード)自体に欠陥補正ができる限界以上の個数
の故意欠陥画素15,23を予め定めた配列パターンに
応じて形成することにより、撮像された画像データを正
常に再生できないようにしたので、画像データ自体を暗
号する場合と異なり、カメラ28における処理などに負
荷が全く生じない。
Dイメージセンサとした例であるが、本発明に係る撮像
素子はCMOSイメージセンサなどとしても良い。ま
た、故意欠陥画素15,23の形成は、物理的手段であ
るアルミニウム等でマスクする他に、転送電極を部分的
に欠損させたり,所定位置に配置するべきフォトダイオ
ード(画素)を設けない(開口させる)ようにしても良
い。さらに、本発明に係る欠陥画素の形成は、上述した
遮光の他に、白傷などが形成できるように開光させても
良い。
陥画素15,23の座標データなど)を、暗号化させて
も良い。この場合には、画像データのセキュリティが確
保される。また、本実施形態ではカメラ28をI/F3
2に接続した例であるが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えばカメラに対して着脱可能なスマート
・メディアなどを再生装置30に装着できるようにして
も良い。
に接続しプリントアウトする例であるが、上記「欠陥パ
ターンデータ」に基づいて補正処理されたデジタル画像
データをCD−R,スマート・メディア,コンパクト・
フラッシュ,ATAカード,フロッピィディスク,CD
−RWなどの記録媒体に記録させるようにしても良い。
また、本実施形態において説明したプログラムの処理の
流れ(図6参照)は一例であり、本発明の主旨を逸脱し
ない範囲内において適宜変更可能であることは言うまで
もない。
予め定めた配列パターンに応じて形成した欠陥画素を、
欠陥補正できるメモリなどの限界以上の個数としたの
で、上記欠陥画素の配列パターンに対応するパターンデ
ータが認識できない場合には上記撮像素子によって撮像
された画像データを正常に再生させることができない。
即ち、本発明によれば、撮像素子に欠陥補正ができる限
界以上の個数の欠陥画素を、予め定めた配列パターンに
応じて形成したので、撮像素子の流用を阻止できる。
の要部を示す平面図である。
イプの要部を示す平面図である。
ク図である。
る。
図である。
像データの出力処理の流れを示すフローチャートであ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 欠陥補正ができる限界以上の個数の欠陥
画素を、予め定めた配列パターンに応じて形成した撮像
素子を備える撮像装置。 - 【請求項2】 G画素を前記欠陥画素とする請求項1記
載の撮像装置。 - 【請求項3】 欠陥補正ができる限界以上の個数の欠陥
画素を予め定めた配列パターンに応じて形成した撮像素
子によって撮像された画像データを読出すと共に、 前記欠陥画素の配列パターンに対応するパターンデータ
を読出し、 前記パターンデータに基づき、前記画像データを補正し
出力する画像データ出力方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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