JP3857343B2 - カメラ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば単板のＣＣＤを用いる固体撮像装置に使用して好適な欠陥補正方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば単板のＣＣＤを用いる固体撮像装置においては、例えば図１０に示すようにモザイク状に構成されたマゼンタ、グリーン、イエロー、シアンの色フィルタを、各画素に対応して設けてカラー映像信号を形成することが行われている。
【０００３】
すなわち図１０において、例えばマゼンタ、イエローの加算信号とグリーン、シアンの加算信号とからは、赤の色差信号（Ｒ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とを形成することができる。また、例えばイエロー、グリーンの加算信号とシアン、マゼンタの加算信号とからは、青の色差信号（Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とを形成することができる。
【０００４】
そこでこの図１０の固体撮像装置においては、図面の右側に示すように、偶数、奇数のそれぞれのフィールドで、隣接する２本の走査線を構成する画素の信号を加算して取り出すようにしている。
【０００５】
すなわち例えば偶数フィールドでは、イエロー、シアンの色フィルタの設けられた走査線と、その上側のマゼンタ、グリーンまたはグリーン、マゼンタの色フィルタの設けられた走査線との各画素の信号を加算して取り出す。また奇数フィールドでは、イエロー、シアンの色フィルタの設けられた走査線と、その下側のグリーン、マゼンタまたはマゼンタ、グリーンの色フィルタの設けられた走査線との各画素の信号を加算して取り出す。
【０００６】
これによって、例えば偶数フィールドでは、最初の走査線で赤の色差信号（Ｒ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とが取り出され、次の走査線で青の色差信号（Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とが取り出される。また奇数フィールドでは、最初の走査線で青の色差信号（Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とが取り出され、次の走査線で赤の色差信号（Ｒ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）とが取り出される。これによって任意のカラー映像信号を形成することができる。
【０００７】
それと共に、それぞれのフィールドで加算される走査線が上下に交替されることによって、実効的な走査線の位置が１走査線の間隔で上下にシフトされ、２フィールドでインターレースした映像信号を得ることができるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述のような固体撮像装置において、画素に生じる欠陥は避けられない問題である。このような欠陥の内で、例えば画素から取り出される信号のレベルが低下する黒点の欠陥は画面上で目立つことは少ない。ところが逆に画素から取り出される信号のレベルが上昇する白点の欠陥は、画面上で極めて目立つことになり、このような欠陥を補正する必要が生じる。
【０００９】
そこで従来から、予め欠陥の生じている画素を検出して記憶しておき、例えば撮像時にその画素の位置で前値ホールド等を用いて、欠陥を補正することが行われている。このような欠陥補正においては、例えば固体撮像装置の製作時に検出された欠陥の位置をＲＯＭ等に記憶し、このＲＯＭ等を固体撮像装置と共に配給して、このＲＯＭ等に記憶された画素を補正することが行われている。
【００１０】
しかしながらこのような方法では、例えば固体撮像装置の製作時に検出された欠陥は補正できるものの、その後に発生した欠陥は補正することができない。また、上述のような白点の欠陥は周囲の気温等によっても増減するものである。そこで本願発明者は、先にこのような欠陥を自動的に検出して補正する装置を提案した。
（特開平６−３１９０８４号公報、特開平６−３１５１１２号公報等参照）
【００１１】
ところがこのような欠陥補正において、例えば図１１のＡのように奇数フィールドの位置（▲１▼、▲３▼）に欠陥（×）が生じている場合に、この欠陥は奇数、偶数の各フィールドでいずれも取り出される走査線の１番に生じることになる。しかし例えば図１１のＢのように偶数フィールドの位置（▲２▼、▲３▼）に欠陥（×）を生じている場合には、この欠陥は偶数フィールドでは取り出される走査線の１番に生じるが、奇数フィールドでは取り出される走査線の２番に生じることになる。
【００１２】
すなわち欠陥の生じた位置によっては、その取り出される走査線がフィールドによって異なってしまう場合がある。このため従来の欠陥補正では、奇数、偶数のそれぞれのフィールドについて欠陥の生じている画素の位置を記憶する必要があり、これらの位置を記憶する記憶容量が大量に必要になる恐れがあった。
【００１３】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の欠陥補正では、偶数、奇数のそれぞれのフィールドについて欠陥の生じている画素の位置を記憶するために、これらの位置を記憶する記憶容量が大量に必要になる恐れがあったというものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明においては、欠陥の検出された画素のフィールド上のアドレスとそのフィールドの識別信号を記憶し、この記憶されたアドレスと識別信号を用いて欠陥の補正を行うようにしたものであって、これによれば、欠陥の位置を記憶する記憶容量を従来よりも削減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明のカメラ装置は、少なくとも１フレーム分の画素数を有する固体撮像装置と、固体撮像装置と出力端子との間に設けられた欠陥検出補正回路とを有し、欠陥検出補正回路は、固体撮像装置からフレーム読み出しモードにより画素から読み出された信号が供給される欠陥検出回路と、欠陥検出回路において欠陥画素が検出されたときのフィールド上の読み出しアドレスとフィールド識別信号とを記憶する記憶手段とを含み、欠陥検出補正回路によりフィールド読み出しモードにおいては、フィールド上の読み出しアドレスとフィールドの識別信号を用いて欠陥の補正を行うものである。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明による固体撮像装置の欠陥補正方法及び装置を適用したＣＣＤカメラの一例の全体の構成を示すブロック図である。
【００１７】
この図１において、例えばレンズ系（図示せず）を介して入射された映像光がＣＣＤ（固体撮像装置）１で電気信号に変換される。この信号がサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）及びＡＧＣ回路２を通じてＡ／Ｄ変換回路３に供給され、変換されたデジタル映像信号が欠陥検出補正回路４に供給される。そしてこの欠陥検出補正回路４の欠陥補正回路４１で補正された信号が信号処理回路５に供給され、上述の色差信号と輝度信号とが形成されて出力端子６に取り出される。
【００１８】
また、装置の全体の制御を行うマイクロコンピュータ（μ−ＣＯＭ）７が設けられる。このマイクロコンピュータ７からの信号がタイミング発生回路８に供給されて、動作のための各種のタイミング信号が発生される。さらにこのタイミング発生回路８からの信号がＣＣＤ駆動回路９に供給されて、ＣＣＤ１の駆動信号が発生される。またタイミング発生回路８からの信号が同期発生回路１０に供給されて、水平・垂直の同期信号等が発生される。
【００１９】
さらにこれらの同期信号が上述の信号処理回路５に供給されると共に、欠陥検出補正回路４にも供給される。そしてこの欠陥検出補正回路４において上述のタイミング発生回路８からの画素クロック信号が水平カウンタ４２に供給される。またこの水平カウンタ４２は同期発生回路１０からの水平同期信号によってリセットされる。これによってこの水平カウンタ４２には、ＣＣＤ１から取り出されたデジタル映像信号の画素の画面上の水平アドレスが形成される。
【００２０】
また同期発生回路１０からの水平同期信号が垂直カウンタ４３に供給される。さらにこの垂直カウンタ４３は同期発生回路１０からの垂直同期信号によってリセットされる。これによってこの垂直カウンタ４３には、ＣＣＤ１から取り出されたデジタル映像信号の画素の画面上の垂直アドレスが形成される。
【００２１】
さらに同期発生回路１０からの垂直同期信号がフィールド識別（ＩＤ）回路４４に供給される。さらにこの識別回路４４には、同期発生回路１０からのフィールド識別信号が供給される。これによってこの識別回路４４には、ＣＣＤ１から取り出されたデジタル映像信号のフィールド識別信号が形成される。そしてこれらの形成された水平アドレス、垂直アドレス及びフィールド識別信号がメモリ４５、４６、４７に供給される。
【００２２】
一方、上述のＡ／Ｄ変換回路３からのデジタル映像信号が欠陥検出回路４８に供給される。そしてこの欠陥検出回路４８で画素の欠陥が検出されたときに、この欠陥の検出信号がメモリ４５、４６、４７に供給され、そのときに供給されている水平アドレス、垂直アドレス及びフィールド識別信号が記憶される。従ってこれらのメモリ４５、４６、４７には、それぞれ欠陥の検出された画素の水平及び垂直のフィールド上のアドレスとフィールドの識別信号が記憶される。
【００２３】
さらに上述の識別回路４４からのフィールド識別信号と、メモリ４７に記憶された識別信号が論理演算回路４９に供給される。この論理演算回路４９では、例えばメモリ４５に記憶された識別信号が偶数フィールドで、識別回路４４からのフィールド識別信号が奇数フィールドのときに論理信号が出力される。そしてこの論理出力信号が「１」加算回路５０に供給されて、メモリ４６に記憶された垂直アドレスに「１」が加算される。
【００２４】
この加算回路５０からの「１」が加算された垂直アドレスと、垂直カウンタ４３からの垂直アドレスが一致検出回路５１に供給される。また、水平カウンタ４２からの水平アドレスと、メモリ４５に記憶されたアドレスが一致検出回路５２に供給される。そしてこれらの一致検出信号がアンド回路５３に供給され、水平、垂直アドレスがともに一致したときに、アンド出力が欠陥補正回路４１に供給される。さらにこのアンド出力は信号処理回路５にも供給される。
【００２５】
従ってこの方法及び装置において、欠陥の検出された画素のフィールド上のアドレスとそのフィールドの識別信号が記憶される。さらに例えば記憶された識別信号が偶数（他方の）フィールドで、映像信号のフィールド識別信号が奇数（一方の）フィールドのときに記憶された垂直アドレスに「１」が加算される。そしてこの算出された垂直アドレスを用いて、奇数、偶数の両方のフィールドで欠陥の補正を行うことができる。
【００２６】
これによって、従来は、奇数、偶数のそれぞれのフィールドについて欠陥の生じている画素の位置を記憶する必要があり、これらの位置を記憶する記憶容量が大量に必要になる恐れがあったものを、本発明によれば欠陥の検出された画素のフィールド上のアドレスとそのフィールドの識別信号を記憶し、演算でそれぞれのフィールドでの位置を求めるので、位置を記憶する記憶容量を半減し、全体の回路規模をたとえば３／４程度にすることができる。
【００２７】
さらに図２、図３は、上述の処理を行うための基本的な動作アルゴリズムを示す。なおこの動作アルゴリズムは、上述の特開平６−３１９０８４号公報に開示された動作アルゴリズムに基づくものである。
【００２８】
まず図２は欠陥検出時の処理のアルゴリズムである。この図２において、ステップ〔１〕で検出動作が開始されると、ステップ〔２〕で例えばＣＣＤ１の撮像面の前面に設けられたアイリス１１が閉じられる。さらにステップ〔３〕でタイミング発生回路８（ＴＧ）がフレーム読み出しモードに切り換えられ、ステップ〔４〕でＣＣＤ１がノーマルスキャン×１で駆動される。
【００２９】
さらにステップ〔５〕で読み出しパルスが停止されてＣＣＤ１の蓄積動作が行われる。そして所定の蓄積動作の後にステップ〔６〕で第１フィールド、ステップ〔７〕で第２フィールドの読み出しが行われる。またステップ〔８〕で読み出された各フィールドの信号中の画素の欠陥が検出され、ステップ〔９〕で検出された欠陥のレベルがホールドされる。
【００３０】
そしてステップ〔１０〕でこのホールドされた欠陥のレベルが比較され、ステップ〔１１〕でこのレベルが判定され、ステップ〔１２〕でこのレベルが大きいときはフィールドの識別信号が記憶される。さらにステップ〔１３〕でこの欠陥の位置の上述の水平アドレス、垂直アドレス等からなるＡデータが記憶され、ステップ〔１４〕でレベルデータが記憶される。
【００３１】
さらにステップ〔１５〕で次の欠陥のレベルが比較され、ステップ〔１６〕でそのレベルが判定され、ステップ〔１７〕でそのレベルが大きいときはフィールドの識別信号が記憶される。またステップ〔１８〕でこの欠陥の位置の上述の水平アドレス、垂直アドレス等からなるＢデータが記憶され、ステップ〔１９〕でレベルデータが記憶される。さらに同様の動作が、Ｃ、Ｄデータについても行われ、ステップ〔２０〕で検出動作が終了される。
【００３２】
また、図３は欠陥補正時の処理のアルゴリズムである。この図３において、ステップ〔２１〕でタイミング発生回路８がフィールド読み出しモードに切り換えられ、ステップ〔２２〕で補正動作が開始される。そしてステップ〔２３〕で上述のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄデータが読み出され、ステップ〔２４〕で欠陥のアドレスが検出される。さらにステップ〔２５〕で垂直アドレスの変換が行われ、ステップ〔２６〕で補正パルスが発生され、ステップ〔２７〕で欠陥補正が行われる。
【００３３】
このようにして、欠陥の検出、欠陥の位置のアドレスの記憶、さらに欠陥の補正の処理が行われる。なお、上述の図２、図３のアルゴリズムの中で、ステップ〔１２〕、〔１７〕で示すフィールドの識別信号の記憶、及びステップ〔２５〕で示す垂直アドレスの変換の処理が、新たにこの発明で行われる部分である。
【００３４】
さらに図４、図５は欠陥検出時のＣＣＤ駆動のタイミングとＣＣＤ出力信号を示す。なお図４は蓄積期間を６フィールドとした場合、図５は蓄積期間をｎフィールドとした場合である。またＣＣＤには、手振れ補正等を行うために、本来の有効画面のフレームの画素数よりも多い画素数が設けられている場合である。
【００３５】
そこでこれらの図４、図５において、各図の信号ＭＲＳＴは装置の起動の状態を示し、信号ＳＲＴは欠陥検出動作を行う期間を示している。また信号ＦＬＤはフィールド識別信号を表し、信号ＶＤ１は垂直同期信号を表し、信号ＶＤ０は上述の本来よりも多い画素数を全て読み出すために２フィールドを単位として設けられた垂直同期信号を表す。
【００３６】
そしてこれらの図４、図５において、第１及び第２フィールドの読み出しパルスＸＳＧ１及びＸＳＧ２をそれぞれ図示のように形成する。これによって図４では６フィールドの蓄積動作が行われ、図５ではｎフィールドの蓄積動作が行われ、ＣＣＤからはそれぞれ図示のように出力（ｏｕｔ）が取り出される。これによって図示の検出フィールドの期間に、第１及び第２フィールドの全画素の信号が取り出される。なお、各図の信号ＥＮＤは欠陥検出動作期間の終了を示す。
【００３７】
また図６、図７は、例えばＮＴＳＣ方式の検出時におけるフレーム読み出しの垂直ブランキング期間の前後のタイミングを示している。なお、図６は奇数フィールド、図７は偶数フィールドの場合である。そこでこれらの図６、図７において、各図の信号ＦＬＤはフィールド識別信号を表し、信号ＢＬＫ／ＶＤは垂直同期信号とブランキング期間を表し、信号ＨＤは水平同期信号を表す。
【００３８】
そしてこれらの図６、図７において、読み出しパルスＳＧをそれぞれ図示のように形成することによって、信号ＩＤ及び信号ＶＣＬＫがそれぞれ図示のように形成され、ＣＣＤからはそれぞれ図示のように出力（ｏｕｔ）が取り出される。なお、図中の黒帯の付された部分はＣＣＤ上のオプティカルブラックの部分を示している。また信号ＰＢＬＫが図示のように形成され、垂直カウンタの計数（ＶＣＮＴ）が図示のように行われる。
【００３９】
従って上述の装置において、欠陥検出補正回路４は具体的には図８に示すように構成される。すなわち図８において、例えば上述のＡ／Ｄ変換回路３からのデジタル映像信号（検査信号）がクランプ及びブランキング（ＣＬＰ／ＢＬＫ）回路８１に供給され、この回路８１からの信号が検出比較器８２に供給される。この比較出力（欠陥検出パルス）がデータ記憶制御部８３に供給されると共に、上述の検査信号がデータ記憶制御部８３にも供給される。
【００４０】
また上述の信号ＸＶ１が垂直カウンタ８４に供給されると共に、読み出しパルスＳＧがリセット端子に供給される。さらに例えば上述のタイミング発生回路８からのマスタークロック信号（ＣＫ）が水平カウンタ８５に供給される。そしてこれらのカウント値がデータ記憶制御部８３に供給される。
【００４１】
従ってこのデータ記憶制御部８３では上述の検出パルスが供給されたときに、検査信号の欠陥レベルデータとカウンタ８４、８５のカウント値が記憶される。そしてこの記憶されたカウント値と、カウンタ８４、８５のカウント値が一致検出回路８６、８７に供給される。さらにこれらのカウント値が共に一致したときの検出信号が出力される。
【００４２】
さらに図９は、このデータ記憶制御部８３の具体例を示すブロック図である。この図９において、上述の欠陥レベルデータがセレクタを通じてレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄに供給されると共に、上述の欠陥検出パルスがレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄに供給されて、検出パルスが供給されたときの欠陥レベルデータがレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄに記憶される。
【００４３】
それと共に、供給される欠陥レベルデータがコンパレータに供給され、欠陥検出パルスのタイミングでレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄに記憶されたデータと比較される。そしてレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄに、常に最大のものから順に欠陥レベルデータが記憶されるように制御が行われる。すなわちレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄのデータが順次入れ替えられるようにセレクタの制御が行われる。
【００４４】
さらにカウンタ８４、８５のカウント値が、それぞれ垂直アドレスデータ記憶バンクＡ〜Ｄ及び水平アドレスデータ記憶バンクＡ〜Ｄに供給される。また上述のフィールド識別（ＩＤ）信号がフィールド識別データ記憶バンクＡ〜Ｄに供給される。さらにこれらの記憶バンクＡ〜Ｄがそれぞれセレクタを通じて上述のレベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄと同様に接続される。
【００４５】
そしてこれらのセレクタが同時に制御されることによって、これらの垂直アドレス、水平アドレス及びフィールド識別の各記憶バンクＡ〜Ｄの記憶データが、レベルデータ記憶バンクＡ〜Ｄと同様に、最大の欠陥レベルデータのものから順に記憶されるように入れ替え制御が行われる。
【００４６】
さらにこれらの垂直アドレスデータ記憶バンクＡ〜Ｄに記憶されたデータが、インクリメンタでフィールド識別データ記憶バンクＡ〜Ｄに記憶されたデータに従って「１」が加算され、この加算されたデータが一致検出回路８６に供給される。また水平アドレスデータ記憶バンクＡ〜Ｄに記憶されたデータが一致検出回路８７に供給される。そしてこれらのデータが共に一致したときに補正パルス出力が取り出される。
【００４７】
こうして上述の固体撮像装置の欠陥補正方法及び装置によれば、少なくとも１フレーム分の画素数を有し、垂直方向の隣接する画素の信号を加算して出力すると共に、交互のフィールドで加算される隣接画素を上下に交替してインターレースの映像信号を得る固体撮像装置に対して、画素に生じる欠陥を検出し、この欠陥の検出された画素のフィールド上のアドレスと交互のフィールドの識別信号を記憶し、この記憶されたフィールド上のアドレスとフィールドの識別信号を用いて欠陥の補正を行うことにより、欠陥の位置を記憶する記憶容量を従来よりも削減することができるものである。
【００４８】
【発明の効果】
この発明によれば、欠陥の検出された画素のフィールド上のアドレスとそのフィールドの識別信号が記憶される。さらに例えば記憶された識別信号が偶数（他方の）フィールドで、映像信号のフィールド識別信号が奇数（一方の）フィールドのときに記憶された垂直アドレスに「１」が加算される。そしてこの算出された垂直アドレスを用いて、奇数、偶数の両方のフィールドで欠陥の補正を行うことができるようになった。
【００４９】
これによって、従来は、奇数、偶数のそれぞれのフィールドについて欠陥の生じている画素の位置を記憶する必要があり、これらの位置を記憶する記憶容量が大量に必要になる恐れがあったものを、本発明によれば欠陥の検出された画素のフィールド上のアドレスとそのフィールドの識別信号を記憶し、演算でそれぞれのフィールドでの位置を求めるので、位置を記憶する記憶容量を半減し、全体の回路規模をたとえば３／４程度にすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用される固体撮像装置の欠陥補正装置の一例の構成図である。
【図２】その動作の説明のための図である。
【図３】その動作の説明のための図である。
【図４】その動作の説明のための図である。
【図５】その動作の説明のための図である。
【図６】その動作の説明のための図である。
【図７】その動作の説明のための図である。
【図８】本発明の適用される固体撮像装置の欠陥補正装置の要部の具体例の構成図である。
【図９】本発明の適用される固体撮像装置の欠陥補正装置のさらに要部の具体例の構成図である。
【図１０】本発明の適用される固体撮像装置の説明のための図である。
【図１１】その動作の説明のための図である。
【符号の説明】
１ ＣＣＤ（固体撮像装置）
２ サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）及びＡＧＣ回路
３ Ａ／Ｄ変換回路
４ 欠陥検出補正回路
４１ 欠陥補正回路
４２ 水平カウンタ
４３ 垂直カウンタ
４４ フィールド識別（ＩＤ）回路
４５、４６、４７ メモリ
４８ 欠陥検出回路
４９ 論理演算回路
５０ 「１」加算回路
５１、５２ 一致検出回路
５３ アンド回路
５ 信号処理回路
６ 出力端子
７ マイクロコンピュータ（μ−ＣＯＭ）
８ タイミング発生回路
９ ＣＣＤ駆動回路
１０ 同期発生回路
１１ アイリス

Claims (2)

1. 少なくとも１フレーム分の画素数を有する固体撮像装置と、
   上記固体撮像装置と出力端子との間に設けられた欠陥検出補正回路とを有し、
   上記欠陥検出補正回路は、
   上記固体撮像装置からフレーム読み出しモードにより上記画素から読み出された信号が供給される欠陥検出回路と、
   上記欠陥検出回路において欠陥画素が検出されたときのフィールド上の読み出しアドレスとフィールド識別信号とを記憶する記憶手段とを含み、
   上記欠陥検出補正回路によりフィールド読み出しモードにおいては、上記フィールド上の読み出しアドレスとフィールドの識別信号を用いて上記欠陥の補正を行う
   ことを特徴とするカメラ装置。
2. 上記欠陥の検出された画素のフィールドが一方のときは、両方のフィールドで上記記憶されたアドレスを出力し、
   上記欠陥の検出された画素のフィールドが他方のときは、他方のフィールドで上記記憶されたアドレスを出力すると共に一方のフィールドで上記記憶されたアドレスの垂直アドレスに１を加算して出力する手段を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。

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