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JP2007053659A - Measurement imaging device - Google Patents

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JP2007053659A
JP2007053659A JP2005238534A JP2005238534A JP2007053659A JP 2007053659 A JP2007053659 A JP 2007053659A JP 2005238534 A JP2005238534 A JP 2005238534A JP 2005238534 A JP2005238534 A JP 2005238534A JP 2007053659 A JP2007053659 A JP 2007053659A
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JP
Japan
Prior art keywords
smear
pixel
image
unit
correction
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005238534A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keizo Ochi
圭三 越智
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Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement imaging device capable of performing highly precise smear correction and acquiring a measurement image with high accuracy (high image quality). <P>SOLUTION: The measurement imaging device includes an OB unit 25 (optical shielding unit) as optical shielding region, in which a structural pixel of an imaging sensor 2 is masked; a smear reference used as a reference formed based on the pixel output information of the OB unit 25 for smear correction time; an image memory 9 for storing defective pixel information of the OB unit 25 and dark-time output characteristic information of each structural pixel; and an image processing unit 5 for performing smear reference correction for removing an influence of the defective pixel and dark-time output characteristics effecting on the smear reference from the smear reference, based on the defective pixel information stored in the image memory 9 and the dark-time output characteristic information. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディスプレイやバックライト等の平面光源や所定の点光源が平面状に集合したものを測定対象とした、2次元の輝度及び色彩の計測を行う計測用撮像装置に関し、特に、撮像に際して発生したスミアに対するスミア補正が可能な計測用撮像装置に関する。   The present invention relates to a measurement imaging apparatus for measuring two-dimensional luminance and color using a planar light source such as a display and a backlight or a predetermined set of point light sources as a measurement target. The present invention relates to a measurement imaging apparatus capable of performing smear correction on generated smear.

従来、より高画質なデジタル画像撮影を行うための撮像素子としてCCDイメージセンサを搭載し、ディスプレイ(FPD;Flat Panel Display)やバックライト等の平面光源や所定の点光源が平面状に集合してなるものを測定対象とした、2次元の輝度及び色彩の計測を行う計測用撮像装置がある。一般的に、CCDイメージセンサを用いた撮像において、画像ノイズの一種であるスミア(Smear)が発生するという問題が古くから知られている。   Conventionally, a CCD image sensor has been mounted as an image sensor for taking higher-quality digital images, and flat light sources such as displays (FPDs) and backlights, and predetermined point light sources are assembled in a flat shape. There is an imaging device for measurement that measures a two-dimensional luminance and color with a target as a measurement object. In general, a problem that smear, which is a kind of image noise, occurs in imaging using a CCD image sensor has been known for a long time.

上記スミアとは、例えば図13における符号710の図(ハイライト画像)に示すように、撮像エリア701にライト等の高輝度な被写体702が存在した場合、この被写体702の存在位置における縦方向(垂直方向)に光の筋(スミア703)が現れる現象であり、CCDに強い光が入射したとき、CCDの垂直転送部に光が漏れ込み、この光が光電変換されて不要な電荷が発生することによって起こる。当該スミアが発生した場合、符号720の図(撮像面上の状態及びスミアの出力波形を示す図)に示すように、例えば或る水平方向のCCD画素ライン704には、スミア703に対応する箇所が高い出力値となる急峻な山形状の出力波形を有する出力信号705が現れる。なお、符号710に示すハイライト画像におけるハイライト部706は、ブルーミングといい、強い光が入射するとそこで発生した余剰電荷がその画素の周辺の画素に溢れ出るために発生する現象で、周囲に光が滲み出たような画像となっている。
特公昭56−35067号公報
For example, as shown in FIG. 13 (highlight image) 710 in FIG. 13, the smear is a vertical direction (in a position where the subject 702 exists) when a high-brightness subject 702 such as a light exists in the imaging area 701. This is a phenomenon in which streak of light (smear 703) appears in the vertical direction. When strong light is incident on the CCD, light leaks into the vertical transfer section of the CCD, and this light is photoelectrically converted to generate unnecessary charges. It happens. When the smear is generated, as shown in the diagram of reference numeral 720 (the state on the imaging surface and the output waveform of the smear), for example, a position corresponding to the smear 703 is present in a certain CCD pixel line 704 in the horizontal direction. An output signal 705 having a steep mountain-shaped output waveform with a high output value appears. Note that a highlight portion 706 in the highlight image indicated by reference numeral 710 is called blooming, and is a phenomenon that occurs when strong light is incident and excess charge generated in the pixel overflows to surrounding pixels. The image looks like a ooze.
Japanese Patent Publication No. 56-35067

ところで、上記計測用撮像装置の測定対象として、具体的には、例えば液晶ディスプレイの表示画像(例えば単色又は複数色のカラー画像)或いは自動車等のインパネの表示部(例えばLEDからなるインジケータ部)が挙げられるが、いずれも設計値どおりの輝度や色彩が得られているか等の評価が目的であるため、厳密な精度が要求される(通常のデジタルカメラによる撮影画像のように単に綺麗な画像を得るということとは目的が異なる)。このことからも、計測用撮像装置を用いた撮影においてスミアが発生した場合、撮影画像に対する当該スミアの補正をより高い精度で行う必要がある。   By the way, as a measurement object of the measurement imaging apparatus, specifically, for example, a display image of a liquid crystal display (for example, a color image of a single color or a plurality of colors) or a display unit of an instrument panel of an automobile or the like (for example, an indicator unit made of LEDs). Although the purpose is to evaluate whether the brightness and color as designed are obtained, strict accuracy is required (simply a beautiful image such as a photograph taken with a normal digital camera). The purpose is different from getting.) For this reason as well, when smear occurs in photographing using the measurement imaging apparatus, it is necessary to correct the smear on the photographed image with higher accuracy.

なお、特許文献1には、スミア成分を検出してこれを減算することでスミア補正を行うという基本概念が開示されている。また、スミア補正の手法については、これまで種々の方法が提案されてきた。しかしながら、従来の方法は、計測用途の要求精度に見合う補正技術ではなかった。   Patent Document 1 discloses a basic concept of performing smear correction by detecting a smear component and subtracting it. Various methods have been proposed for smear correction. However, the conventional method has not been a correction technique that meets the required accuracy of measurement applications.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高精度なスミア補正を行うことができ、ひいては高精度(高画質)な計測用画像を得ることが可能な計測用撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a measurement imaging apparatus capable of performing high-precision smear correction and thus obtaining a high-precision (high-quality) measurement image. With the goal.

本発明の請求項1に係る計測用撮像装置は、CCDを用いて所定の計測対象を撮影する撮像センサを備え、該撮像センサによる撮影画像に発生したスミアの補正が可能に構成された計測用撮像装置であって、前記撮像センサの構成画素がマスクされてなる光学的遮光領域としての遮光部と、前記遮光部の画素出力情報に基づき作成されたスミア補正時のリファレンスデータとして用いるスミアリファレンスと、前記遮光部における欠陥画素情報及び各構成画素の暗時出力特性情報とを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている欠陥画素情報及び暗時出力特性情報に基づいて、欠陥画素及び暗時出力特性による前記スミアリファレンスに対する影響を該スミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正を行う画像処理部とを備えることを特徴とする。   An imaging device for measurement according to claim 1 of the present invention includes an imaging sensor that captures a predetermined measurement object using a CCD, and is configured to be capable of correcting smear generated in a captured image by the imaging sensor. A light-shielding unit as an optical light-shielding region in which pixels constituting the imaging sensor are masked, and a smear reference used as reference data for smear correction created based on pixel output information of the light-shielding unit. A storage unit that stores defective pixel information in the light-shielding unit and dark output characteristic information of each component pixel, and a defective pixel based on the defective pixel information and dark output characteristic information stored in the storage unit. An image processing unit that performs smear reference correction that excludes, from the smear reference, influence on the smear reference due to dark output characteristics. I am characterized in.

上記構成によれば、遮光部は撮像センサの構成画素がマスクされてなる光学的遮光領域とされ、遮光部の画素出力情報に基づき作成されたスミア補正時のリファレンスデータとして用いるスミアリファレンスと、遮光部における欠陥画素情報及び各構成画素の暗時出力特性情報とが記憶部に記憶される。そして、画像処理部によって、記憶部に記憶されている欠陥画素情報及び暗時出力特性情報に基づいて、欠陥画素及び暗時出力特性によるスミアリファレンスに対する影響を該スミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正が行われる。   According to the above configuration, the light shielding unit is an optical light shielding region in which the constituent pixels of the image sensor are masked, and the smear reference used as reference data at the time of smear correction created based on the pixel output information of the light shielding unit, and the light shielding. The defective pixel information in the unit and dark output characteristic information of each constituent pixel are stored in the storage unit. Then, based on the defective pixel information and dark output characteristic information stored in the storage unit, the image processing unit performs smear reference correction that excludes the influence of the defective pixel and dark output characteristic on the smear reference from the smear reference. Done.

請求項2に係る計測用撮像装置は、請求項1において、前記画像処理部が、前記スミアリファレンス補正として、前記スミアリファレンスにおける前記暗時出力特性のバラツキを補正することを特徴とする。この構成によれば、画像処理部によって、スミアリファレンス補正として、スミアリファレンスにおける暗時出力特性のバラツキが補正される。   According to a second aspect of the present invention, in the measurement imaging apparatus according to the first aspect, the image processing unit corrects a variation in the dark output characteristic in the smear reference as the smear reference correction. According to this configuration, the variation in the dark output characteristic in the smear reference is corrected by the image processing unit as the smear reference correction.

請求項3に係る計測用撮像装置は、請求項1又は2において、前記欠陥画素情報は、欠陥画素のアドレス情報を含んだものであって、前記画像処理部は、前記欠陥画素のアドレス情報を基に、欠陥画素の画素値を該欠陥画素の周辺画素の画素値を用いて補間することにより前記欠陥画素による影響をスミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正を行うことを特徴とする。この構成によれば、画像処理部によって、欠陥画素のアドレス情報を基に、欠陥画素の画素値を該欠陥画素の周辺画素の画素値を用いて補間することにより欠陥画素による影響をスミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正が行われる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the measurement imaging apparatus according to the first or second aspect, wherein the defective pixel information includes address information of a defective pixel, and the image processing unit includes address information of the defective pixel. Based on this, smear reference correction is performed in which the pixel value of the defective pixel is interpolated using the pixel values of the peripheral pixels of the defective pixel to exclude the influence of the defective pixel from the smear reference. According to this configuration, the image processing unit interpolates the pixel value of the defective pixel using the pixel values of the peripheral pixels of the defective pixel on the basis of the address information of the defective pixel, and thereby affects the influence of the defective pixel from the smear reference. The smear reference correction to be excluded is performed.

請求項4に係る計測用撮像装置は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記遮光部は、撮像センサにおける垂直転送CCD部と垂直な所定数の画素ラインからなり、前記画像処理部は、スミアリファレンスとしての前記画素ラインの出力データに対する前記暗時出力特性のバラツキを減算する処理及び欠陥画素の画素値を補間する処理によって前記スミアリファレンス補正を行い、該スミアリファレンス補正によって得られた画素ラインの出力データを、撮像センサの撮像有効領域における前記画素ラインと平行な各有効画素ラインの出力データから減算することで撮影画像に対するスミア補正を行うことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the measurement imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the light shielding unit includes a predetermined number of pixel lines perpendicular to the vertical transfer CCD unit in the imaging sensor, and the image processing unit includes: A pixel line obtained by performing the smear reference correction by subtracting the variation in the dark output characteristics from the output data of the pixel line as a smear reference and interpolating the pixel value of the defective pixel, and obtaining the smear reference correction Is subtracted from the output data of each effective pixel line parallel to the pixel line in the imaging effective area of the imaging sensor, and smear correction is performed on the captured image.

この構成によれば、遮光部が、撮像センサにおける垂直転送CCD部と垂直な所定数の画素ラインからなり、画像処理部によって、スミアリファレンスとしての画素ラインの出力データに対する暗時出力特性のバラツキを減算する処理及び欠陥画素の画素値を補間する処理によりスミアリファレンス補正が行われ、該スミアリファレンス補正によって得られた画素ラインの出力データが、撮像センサの撮像有効領域における上記遮光部の画素ラインと平行な各有効画素ラインの出力データから減算されることで撮影画像に対するスミア補正が行われる。   According to this configuration, the light shielding unit includes a predetermined number of pixel lines perpendicular to the vertical transfer CCD unit in the image sensor, and the image processing unit causes variations in dark output characteristics with respect to output data of the pixel line as a smear reference. The smear reference correction is performed by the process of subtracting and the process of interpolating the pixel value of the defective pixel, and the output data of the pixel line obtained by the smear reference correction is the pixel line of the light shielding unit in the imaging effective area of the imaging sensor. By subtracting from the output data of each parallel effective pixel line, smear correction is performed on the captured image.

請求項5に係る計測用撮像装置は、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記計測用撮像装置は、2次元の色彩及び輝度を測定する2次元色彩輝度計であることを特徴とする。この構成によれば、計測用撮像装置が、2次元の色彩及び輝度を測定する2次元色彩輝度計とされる。   A measurement imaging apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the measurement imaging apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the measurement imaging apparatus is a two-dimensional color luminance meter that measures two-dimensional color and luminance. According to this configuration, the measurement imaging apparatus is a two-dimensional color luminance meter that measures two-dimensional color and luminance.

請求項1に係る計測用撮像装置によれば、欠陥画素及び暗時出力特性によるスミアリファレンスに対する影響をスミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正が行われるので、スミアリファレンス自体の精度を高めることができ、これを用いたスミア補正も高精度なものとすることができ、ひいては高精度(高画質)な計測用画像を得ることができる。   According to the measurement imaging apparatus according to claim 1, since the smear reference correction that excludes the influence on the smear reference due to the defective pixel and the dark output characteristic from the smear reference is performed, the accuracy of the smear reference itself can be improved. Smear correction using this can also be performed with high accuracy, and as a result, a measurement image with high accuracy (high image quality) can be obtained.

請求項2に係る計測用撮像装置によれば、スミアリファレンス補正として、スミアリファレンスにおける暗時出力特性のバラツキが補正されるので、遮光部における画素ラインの出力データ(スミアリファレンス)が通常有している各画素間の出力バラツキの影響が取り除かれたスミアリファレンスを得ることができ、精度の高いスミアリファレンスとすることができる。   According to the measurement imaging apparatus of the second aspect, as the smear reference correction, since the variation in the dark output characteristics in the smear reference is corrected, the pixel line output data (smear reference) in the light-shielding portion usually has It is possible to obtain a smear reference from which the influence of output variations between pixels is eliminated, and to obtain a highly accurate smear reference.

請求項3に係る計測用撮像装置によれば、欠陥画素の画素値が該欠陥画素の周辺画素の画素値を用いて補間されるので、例えばこの周辺画素の画素値を平均して欠陥画素の画素値を補間するなど、容易な方法(演算)によって、スミアリファレンスに対する欠陥画素の影響を除外することができる。   According to the measurement imaging apparatus of the third aspect, since the pixel value of the defective pixel is interpolated using the pixel values of the peripheral pixels of the defective pixel, the pixel values of the peripheral pixels are averaged, for example, By an easy method (calculation) such as interpolation of pixel values, the influence of defective pixels on smear reference can be excluded.

請求項4に係る計測用撮像装置によれば、遮光部における画素ラインの出力データ(スミアリファレンス)に対して暗時出力特性のバラツキを減算する処理及び欠陥画素の画素値を補間する処理がなされるので、スミアリファレンス自体の精度を高めることができ、また、この補正により精度が高められた画素ラインの出力データを撮像有効領域の各有効画素ラインから減算することでスミア補正が行われるので、スミア補正を高精度なものとすることができる。   According to the measurement imaging apparatus of the fourth aspect, the process of subtracting the variation in the dark output characteristics and the process of interpolating the pixel value of the defective pixel from the output data (smear reference) of the pixel line in the light shielding unit are performed. Therefore, the accuracy of the smear reference itself can be increased, and the smear correction is performed by subtracting the output data of the pixel line whose accuracy has been improved by this correction from each effective pixel line of the imaging effective region. Smear correction can be performed with high accuracy.

請求項5に係る計測用撮像装置によれば、計測用撮像装置が2次元色彩輝度計とされるので、彩度及び輝度の計測において得られる計測用画像(撮影画像)に対するスミア補正を高精度で行うことができる。   According to the measurement imaging apparatus of the fifth aspect, since the measurement imaging apparatus is a two-dimensional color luminance meter, smear correction on the measurement image (captured image) obtained in the measurement of saturation and luminance is highly accurate. Can be done.

図1は、本実施形態に係る計測用撮像装置1の一例を示す概略的なブロック構成図である。図1示すように、計測用撮像装置1は、撮像センサ2、A/D変換部3、タイミング生成部4、画像処理部5、制御部6、モニタ部7、操作部8、画像メモリ9及び外部インタフェース部10を備えている。   FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an example of a measurement imaging apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the measurement imaging apparatus 1 includes an imaging sensor 2, an A / D conversion unit 3, a timing generation unit 4, an image processing unit 5, a control unit 6, a monitor unit 7, an operation unit 8, an image memory 9, and An external interface unit 10 is provided.

撮像センサ2は、被写体光(被写体輝度)を撮像する固体撮像素子、すなわち入射された被写体光を、光量に応じた画像信号に光電変換して出力するものであり、ここでは、フォトダイオード(PD)等の光電変換素子がマトリクス状に配置されてなる所謂2次元センサとしてのCCDイメージセンサである。撮像センサ2の前方には、被写体光を結像するための光学レンズ系(図略)と、複数の色フィルタ(例えば、R、G、B)を配置した回転ディスク(図略)が設置されている。回転ディスクを回転して色フィルタを選択し、被写体光をそれぞれの色フィルタを通して、撮像センサ2に結像することで、各色の画像信号が得られる。なお、CCDイメージセンサとしては、上記2次元配置されたCCDの表面に、RGB各色のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、所謂ベイヤー方式のカラーエリアセンサでもよい。この場合、色フィルタを配置した回転ディスクは不要となる。   The imaging sensor 2 is a solid-state imaging device that captures subject light (subject brightness), that is, a device that photoelectrically converts incident subject light into an image signal corresponding to the amount of light, and outputs a photodiode (PD). A CCD image sensor as a so-called two-dimensional sensor in which photoelectric conversion elements such as) are arranged in a matrix. In front of the image sensor 2, an optical lens system (not shown) for imaging subject light and a rotating disk (not shown) in which a plurality of color filters (for example, R, G, B) are arranged. ing. An image signal of each color is obtained by rotating the rotating disk, selecting a color filter, and forming an image of the subject light on the image sensor 2 through each color filter. The CCD image sensor may be a so-called Bayer type color area sensor in which RGB color filters are attached in a checkered pattern on the surface of the two-dimensionally arranged CCD. In this case, a rotating disk on which color filters are arranged is not necessary.

撮像センサ2は、具体的には例えば図2に示すように、フォトダイオードアレイからなる光電変換部21(受光部)と、光電変換部21により光電変換され、読み出し転送された信号電荷を垂直転送する垂直転送部22(垂直転送路、垂直CCD)と、垂直転送部22により転送されてきた信号電荷を、後段に配置された図略の信号出力部(電荷の検出を行うアンプ部)へ水平転送する水平転送部23(水平転送路、水平CCD)とを備えている。ここでの撮像センサ2は、上記光電変換部21のPD212と垂直転送部22の垂直CCDとを一列毎に交互に配置し、垂直CCDの各端部を水平CCDの各素子に接続して全体として櫛形に配置された構造の所謂インタライントランスファ型のCCDイメージセンサである。   Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the imaging sensor 2 performs vertical transfer of a photoelectric conversion unit 21 (light receiving unit) formed of a photodiode array and a signal charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 21 and read and transferred. The vertical transfer unit 22 (vertical transfer path, vertical CCD) and the signal charge transferred by the vertical transfer unit 22 are horizontally applied to a signal output unit (amplifier unit for detecting charges) disposed in the subsequent stage. A horizontal transfer unit 23 (horizontal transfer path, horizontal CCD) for transfer is provided. Here, the imaging sensor 2 has the PD 212 of the photoelectric conversion unit 21 and the vertical CCD of the vertical transfer unit 22 alternately arranged for each column, and each end of the vertical CCD is connected to each element of the horizontal CCD. Is a so-called interline transfer type CCD image sensor having a structure arranged in a comb shape.

上記信号電荷の各転送を行うCCDは、具体的には、シリコン基板表面の酸化膜上に多数の電極を設け、各電極に隣同士で異なる電圧を与えることによりポテンシャルウェル(量子井戸;電位の井戸)を作り出し、これを利用して電荷を保持できるようにしたものである。各電極に加える電圧を適切に制御することにより各素子の電荷が隣の素子に一斉に転送される。これにより各素子が保持する画素24毎の電荷をバケツリレー式に順次取り出すことができる。   Specifically, a CCD that performs each transfer of signal charges is provided with a number of electrodes on an oxide film on the surface of a silicon substrate, and a potential well (quantum well; Well) is created and can be used to hold charges. By appropriately controlling the voltage applied to each electrode, the charge of each element is transferred simultaneously to the adjacent elements. Thereby, the charge for each pixel 24 held by each element can be sequentially taken out in a bucket relay manner.

撮像センサ2は、OB(オプティカルブラック)部25を備えている。OB部25は、撮像センサ2の撮像センサ面20における、アルミニウム(Al)等の金属の薄膜からなる遮光膜によって覆う(マスクする)ことで光電変換が行われないように光学的に遮光された領域である。換言すれば、OB部25は光が当たらないようにした構造を有するCCDであるとも言える。なお、遮光膜は金属の薄膜に限らず、例えばフィルム状の遮光部材を用いて、或いは、該遮光部材と金属薄膜とを併用して遮光してもよい。画像データの出力に際して、このOB部25の画像データを基準として光電変換部21のデータを出力することで、暗電流等のノイズ成分を除去するといったことが可能となる。このOB部25は、撮像センサ面20における水平転送方向となる一端辺部に設けられている(図3参照)。具体的には、撮像センサ面20における水平転送部23に沿った端辺部に、光電変換部21及び垂直転送部22の一端部(PD212や垂直転送部221)を上から覆う状態に帯状に設けられている(図2参照)。また、各転送用CCDすなわち垂直転送部22及び水平転送部23にも、OB部25と同様、光電変換が行われないようにアルミニウム等の金属の薄膜からなる遮光膜による遮光がなされている。ただし、実際には完全に遮光されるものでなく、スミア現象等が生じることがあるが、この遮光やスミア現象等については後で詳述する。   The imaging sensor 2 includes an OB (optical black) unit 25. The OB unit 25 is optically shielded from light so that photoelectric conversion is not performed by covering (masking) with a light-shielding film made of a metal thin film such as aluminum (Al) on the imaging sensor surface 20 of the imaging sensor 2. It is an area. In other words, it can be said that the OB unit 25 is a CCD having a structure in which light is not irradiated. The light shielding film is not limited to a metal thin film, and may be shielded by using, for example, a film-shaped light shielding member, or using the light shielding member and a metal thin film in combination. When outputting the image data, it is possible to remove noise components such as dark current by outputting the data of the photoelectric conversion unit 21 with the image data of the OB unit 25 as a reference. The OB portion 25 is provided on one end side in the horizontal transfer direction on the imaging sensor surface 20 (see FIG. 3). Specifically, in the end side portion along the horizontal transfer unit 23 on the imaging sensor surface 20, the photoelectric conversion unit 21 and one end of the vertical transfer unit 22 (PD 212 and vertical transfer unit 221) are covered in a band shape. Provided (see FIG. 2). Similarly to the OB unit 25, each transfer CCD, that is, the vertical transfer unit 22 and the horizontal transfer unit 23 is also shielded by a light shielding film made of a metal thin film such as aluminum so that photoelectric conversion is not performed. However, in actuality, the light is not completely shielded from light and a smear phenomenon or the like may occur. The light shielding or smear phenomenon will be described in detail later.

撮像センサ面20のOB部25以外の部分は、撮像有効領域26(撮像エリア)となっている。ここで、撮像有効領域26における上記画素24に相当する画素のことを有効画素261、一方、OB部25における上記画素24に相当する画素のことをOB画素251という。また、OB部25における上記水平転送方向(垂直転送部22と垂直な方向)に配列されてなる各画素ラインのことをOBラインという。これによれば、図3では、例えば符号210に示す領域に対する符号220に示す拡大図に示すように、OB部25が符号221の各矢印で示す4本のOBラインからなり、図2では、符号222の各矢印で示す2本のOBラインから構成されるように示されているが、いずれも概念を説明するものであって、これに限定されず、各計測用撮像装置1に応じた好適なOBライン数からなるOB部25が設定される。また、OB部25の配設位置は、図3中の下端辺側でなくともよく例えば上端辺側であってもよい。   A portion other than the OB portion 25 of the imaging sensor surface 20 is an imaging effective area 26 (imaging area). Here, a pixel corresponding to the pixel 24 in the imaging effective area 26 is referred to as an effective pixel 261, and a pixel corresponding to the pixel 24 in the OB portion 25 is referred to as an OB pixel 251. In addition, each pixel line arranged in the horizontal transfer direction (direction perpendicular to the vertical transfer unit 22) in the OB unit 25 is referred to as an OB line. According to this, in FIG. 3, for example, as shown in the enlarged view indicated by reference numeral 220 for the region indicated by reference numeral 210, the OB unit 25 is composed of four OB lines indicated by arrows of reference numeral 221. Although it is shown to be composed of two OB lines indicated by the respective arrows of reference numeral 222, both illustrate the concept and are not limited to this, and correspond to each measurement imaging device 1. An OB unit 25 having a suitable number of OB lines is set. Further, the arrangement position of the OB portion 25 may not be the lower end side in FIG. 3, for example, the upper end side.

A/D変換部3は、撮像センサ2から出力されるアナログ画像信号を、例えば12ビットのデジタル画像信号(デジタル画像データ)に変換するものである。このA/D変換部3は、後述のタイミング生成部4から入力されるA/D変換用のクロック信号に基づいて、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。   The A / D converter 3 converts the analog image signal output from the image sensor 2 into, for example, a 12-bit digital image signal (digital image data). The A / D conversion unit 3 converts an analog image signal into a digital image signal based on an A / D conversion clock signal input from a timing generation unit 4 described later.

タイミング生成部(タイミングジェネレータ)4は、所定のタイミングパルス(タイミング信号)を発生するものであり、このタイミングパルスによって、撮像センサ2による撮影動作やA/D変換部3の処理動作を制御する。タイミング生成部4は、例えば、制御部6からの撮影制御信号に基づいて、画素駆動信号、垂直・水平同期信号等のタイミングパルスを生成して撮像センサ2に出力し、撮像センサ2の露光動作に連動して電荷を蓄積させ(被写体光を画像信号に光電変換させ)、撮像センサ2から画像データを取り込む。また、A/D変換部3に対してA/D変換用のクロック(タイミングパルス)を生成して出力し、取り込んだ画像データを、順次、A/D変換部3を経て画像処理部5へ出力させる。   The timing generator (timing generator) 4 generates a predetermined timing pulse (timing signal), and controls the photographing operation by the image sensor 2 and the processing operation of the A / D converter 3 by this timing pulse. For example, the timing generation unit 4 generates timing pulses such as a pixel drive signal and vertical / horizontal synchronization signals based on the imaging control signal from the control unit 6 and outputs the timing pulses to the imaging sensor 2. The charge is accumulated in conjunction with (photographing the subject light into an image signal), and image data is captured from the image sensor 2. In addition, an A / D conversion clock (timing pulse) is generated and output to the A / D conversion unit 3, and the captured image data is sequentially passed through the A / D conversion unit 3 to the image processing unit 5. Output.

制御部6は、各制御プログラム等を記憶するROM、一時的に各種データを格納するRAM、及び制御プログラム等をROMから読み出して実行する中央演算処理装置(CPU)等からなり、計測用撮像装置1全体の動作制御を司るものである。制御部6は、撮像センサ2や操作部8等の装置各部からの各種信号に基づき、装置各部が必要とする制御パラメータ等を算出し、これを送信することで各部の動作を制御する。   The control unit 6 includes a ROM that stores each control program, a RAM that temporarily stores various data, a central processing unit (CPU) that reads and executes the control program from the ROM, and the like. It is responsible for overall operation control. The control unit 6 calculates control parameters and the like required by each unit of the device based on various signals from each unit of the device such as the imaging sensor 2 and the operation unit 8, and controls the operation of each unit by transmitting this.

モニタ部7は、撮像センサ2による撮影画像、すなわち画像処理部5で処理された画像或いは画像メモリ9に保存されている画像(例えばスミア補正された画像)等を表示するものであり、例えばカラー液晶表示素子からなる液晶表示器(LCD)である。操作部8は、計測用撮像装置1に対するユーザによる操作指示入力を行うものであり、例えば電源スイッチ、撮像スイッチ、各撮像モードを設定するモード設定スイッチ、メニュー選択スイッチ等の各種操作スイッチ(操作ボタン)からなる。   The monitor unit 7 displays an image captured by the image sensor 2, that is, an image processed by the image processing unit 5, an image stored in the image memory 9 (for example, an image subjected to smear correction), or the like. A liquid crystal display (LCD) comprising a liquid crystal display element. The operation unit 8 is used to input operation instructions to the measurement imaging apparatus 1 by a user. For example, various operation switches (operation buttons) such as a power switch, an imaging switch, a mode setting switch for setting each imaging mode, and a menu selection switch. ).

外部インタフェース部10は、PC等の外部装置100とのデータの送受信を行うものであり、例えばUSB(Universal Serial Bus)、IrDA(Infrared Data Association )等の有線(LAN等のネットワーク)又は無線の各通信規格によるデータ送受信装置である。なお、図1の各機能ブロック間における二重線で示す矢印は、画像データが伝送される経路を示し、単線で示す矢印は、制御信号が伝送される経路を示している。   The external interface unit 10 transmits / receives data to / from an external device 100 such as a PC. For example, a wired (network such as a LAN) such as a USB (Universal Serial Bus), an IrDA (Infrared Data Association), or a wireless A data transmission / reception device according to a communication standard. Note that an arrow indicated by a double line between the functional blocks in FIG. 1 indicates a path through which image data is transmitted, and an arrow indicated by a single line indicates a path through which a control signal is transmitted.

画像処理部5は、撮像センサ2から送出され、A/D変換部3によるA/D変換処理によって得られたデジタル画像信号に対する各種画像処理(デジタル信号処理)を行うものであり、例えば後述するスミア補正処理及びスミアリファレンス補正処理を行う。画像処理部5は、具体的には、例えばプログラムによって演算ロジックを自由に組み合わせることができ、高速演算処理が可能なデバイスであるFPGA(Field-Programmable Gate Array)からなる。ただし、画像データの演算処理が可能なものであれば、FPGAに限定されず、例えば後述のCPUのような演算処理装置であってもよい。   The image processing unit 5 performs various types of image processing (digital signal processing) on the digital image signal transmitted from the image sensor 2 and obtained by the A / D conversion processing by the A / D conversion unit 3. A smear correction process and a smear reference correction process are performed. Specifically, the image processing unit 5 is composed of a field-programmable gate array (FPGA), which is a device capable of freely combining arithmetic logic by a program, for example, and capable of high-speed arithmetic processing. However, it is not limited to an FPGA as long as it can perform image data arithmetic processing, and may be an arithmetic processing device such as a CPU described later.

ここで、インタライントランスファ型のCCDイメージセンサに発生するスミアについて及びスミアが発生した場合の補正方法について詳述する。まず、図6に示す撮像面の一部分を拡大した模式図を用いて、スミアが発生する主な要因(メカニズム)について説明する。スミアは、上述したように、垂直転送部に漏れ込んだ光が光電変換されて不要な電荷が発生することで生じるが、この不要な発生電荷としては主に以下の(1)〜(3)が挙げられる。   Here, the smear generated in the interline transfer type CCD image sensor and the correction method when the smear occurs will be described in detail. First, a main factor (mechanism) in which smear occurs will be described using a schematic diagram in which a part of the imaging surface shown in FIG. 6 is enlarged. As described above, smear occurs when light leaking into the vertical transfer unit is photoelectrically converted to generate unnecessary charges, and the unnecessary generated charges are mainly the following (1) to (3). Is mentioned.

(1):転送部遮光膜の透過光による発生電荷
この場合、垂直転送部22(垂直CCD;ここではVCCDと表現する)の遮光膜223を透過した光線224がVCCD内で光電変換されることで電荷が発生する。これは、遮光膜223は金属からなると言えどもその厚みが薄いため(Al薄膜であるため)、強い光は透過してしまうことによる。なお、VCCDも光電変換素子の一種であるため、光が当たると光電変換されて電荷が発生する。なお、この(1)の場合がスミア発生の最大要因となる。
(2):転送部遮光膜の縁部からの回り込み光による発生電荷
この場合、VCCDの遮光膜223の外側から斜めに入射した光線225が、VCCDに到達してVCCD内で光電変換されることで電荷が発生する。
(3):正規の光電変換領域のPD部以外の場所、例えば符号2261に示すエネルギー的な量子移動の障壁部(不感領域)での発生電荷
この場合、光線226の入射角度にも依るが、ハイライト照射部において、VCCDの遮光膜223の外側に位置する量子井戸外での発生電荷が多くなり、この発生電荷(不正電荷)がVCCDに迷い込むことで生じる。
(1): Charge generated by light transmitted through the light shielding film of the transfer unit In this case, the light beam 224 that has passed through the light shielding film 223 of the vertical transfer unit 22 (vertical CCD; here expressed as VCCD) is photoelectrically converted in the VCCD. A charge is generated. This is because even though the light shielding film 223 is made of metal, its thickness is thin (since it is an Al thin film), so that strong light is transmitted. Note that since the VCCD is a kind of photoelectric conversion element, when it receives light, it is photoelectrically converted to generate electric charge. The case (1) is the largest cause of smear.
(2): Charge generated by sneak light from the edge of the transfer portion light shielding film In this case, the light beam 225 obliquely incident from the outside of the VCCD light shielding film 223 reaches the VCCD and is photoelectrically converted in the VCCD. A charge is generated.
(3): Charges generated in a place other than the PD part of the regular photoelectric conversion region, for example, the energy quantum transfer barrier part (insensitive area) indicated by reference numeral 2261. In this case, depending on the incident angle of the light ray 226, In the highlight irradiation part, the generated charge outside the quantum well located outside the light shielding film 223 of the VCCD increases, and this generated charge (illegal charge) is generated by straying into the VCCD.

ただし、上記(2)及び(3)による影響は、例えば図7に示すような、正規の光電変換部(PD部)以外が全て遮光膜227で遮光されたCCD構造を有するものに対しては殆ど無視することができる。この図7においては、遮光膜227に形成された各PD上方の開口部228にマイクロレンズ229が配設され、このマイクロレンズ229によって効率良く集光する構成とすることで、開口部228を狭めて遮光領域がより大きくなるようにされている。なお、図6はCCDにおける画素及び転送部を模式的に示したものであって、実際には、電位分布によってエネルギー的に区画が構成されたものとなっている。   However, the effects of the above (2) and (3) are, for example, those having a CCD structure in which all except the regular photoelectric conversion part (PD part) are shielded by the light shielding film 227 as shown in FIG. Almost negligible. In FIG. 7, a microlens 229 is disposed in the opening 228 above each PD formed in the light shielding film 227, and the opening 228 is narrowed by a configuration in which the microlens 229 efficiently collects light. Thus, the light shielding area is made larger. FIG. 6 schematically shows a pixel and a transfer unit in a CCD, and in practice, a partition is configured in terms of energy by a potential distribution.

上記各要因により発生した電荷は、PDからVCCDに移送された有効電荷(上記正規の光電変換部にて得られた電荷;撮影画像データ)がVCCD内を垂直転送される際に、ハイライト照射部のVCCDにおいて当該有効電荷に重畳される(ハイライト照射部を通過するときに重畳される)。この有効電荷に重畳される不要な電荷つまりスミア成分量は、ハイライト照射部の光強度と、垂直転送中の有効電荷がハイライトにさらされる被ばく時間とに比例する。被ばく時間は、垂直転送速度(クロックレート)とハイライト照射部の面積(ハイライト照射部のVCCD方向の長さ)とで決定される。このように、スミアは、上記(1)〜(3)の場合を要因として、被写体の中の輝度が高い部分において発生する電荷が、正規の光電変換部で既に光電変換が完了してVCCDで転送されている信号電荷に混入することで発生する。   The charges generated by the above factors are highlighted when the effective charge transferred from the PD to the VCCD (charge obtained by the regular photoelectric conversion unit; captured image data) is vertically transferred in the VCCD. Is superimposed on the effective charge in the VCCD of the portion (superimposed when passing through the highlight irradiation portion). The amount of unwanted charge, ie, smear component, superimposed on the effective charge is proportional to the light intensity of the highlight irradiation part and the exposure time during which the effective charge during vertical transfer is exposed to the highlight. The exposure time is determined by the vertical transfer rate (clock rate) and the area of the highlight irradiation part (the length of the highlight irradiation part in the VCCD direction). As described above, smear is caused by the cases of (1) to (3) above. The charge generated in the high luminance portion of the subject has already been subjected to photoelectric conversion by the normal photoelectric conversion unit, and the VCCD It is generated by mixing with the signal charge being transferred.

上述のようにスミアが発生した場合、画像処理部5によってこのスミアの補正処理を行う。ここでは、このスミア補正に際して、スミア出現時のOB部25の画像情報を利用する。すなわち、撮像センサ2によって或るスミア出現時の撮影画像が得られたとすると、この撮影画像は、撮像センサ面20における撮像有効領域26の画像とOB部25の画像とからなり、スミア成分は、これら撮像有効領域26及びOB部25に同じように含まれている。スミア補正によって求めたい画像は、スミア成分が差し引かれた撮像有効領域26の画像であるが、撮像有効領域26から差し引くためのスミア成分を有する画像として、被写体の画像情報が含まれていないOB部25の画像を利用する。なお、スミア補正に際しての(上記スミア成分を差し引くための)リファレンスとなるデータ、ここではOB部25の出力データ(後述のOBライン出力311)のことを、以降、適宜、スミアリファレンスという。   When smear occurs as described above, the smear correction process is performed by the image processing unit 5. Here, the image information of the OB unit 25 when the smear appears is used for the smear correction. That is, if a captured image at the time of appearance of a certain smear is obtained by the imaging sensor 2, the captured image is composed of an image of the imaging effective area 26 on the imaging sensor surface 20 and an image of the OB unit 25, and the smear component is These are included in the imaging effective area 26 and the OB unit 25 in the same manner. The image desired to be obtained by smear correction is an image of the effective imaging area 26 from which the smear component has been subtracted, but as an image having a smear component to be subtracted from the effective imaging area 26, the OB portion that does not include subject image information 25 images are used. Note that data serving as a reference (for subtracting the smear component) upon smear correction, here, output data of the OB unit 25 (an OB line output 311 described later) is hereinafter referred to as a smear reference as appropriate.

図4は、スミアが発生した場合のOB部25の出力特性について説明するグラフ図である。同図における符号310に示すグラフは、スミア出現時に得られる実際のデータとしてのOBラインの出力特性(OBライン出力311)であり、符号320、330に示すグラフは、説明上、上記OBライン出力311をそれぞれスミア成分(スミア成分321)とOBラインの暗時出力特性(OBライン暗時出力331)とに分離したものである。各グラフの横軸はOBライン方向における画素水平アドレスを、縦軸は出力電荷を示している。なお、各グラフは一例を示すものであり、これに限定されない。   FIG. 4 is a graph illustrating output characteristics of the OB unit 25 when smear occurs. The graph indicated by reference numeral 310 in the figure is the output characteristics (OB line output 311) of the OB line as actual data obtained when smear appears, and the graphs indicated by reference numerals 320 and 330 are the OB line output for explanation. 311 is separated into a smear component (smear component 321) and an OB line dark output characteristic (OB line dark output 331). The horizontal axis of each graph indicates the pixel horizontal address in the OB line direction, and the vertical axis indicates the output charge. Each graph shows an example and is not limited to this.

上記OBライン出力311は、OB部25における1ライン分の出力、つまりOB部25を構成する複数のOBライン、例えば図3に示すOB部25の4つのOBラインのうちの或る1つのOBライン(このOBラインを構成する各OB画素)の出力を示しており、上記スミアリファレンスとしての出力データである。上記スミア成分321は、OBライン出力311に含まれるスミア成分(1画素ライン分のデータ)である。なお、このスミア成分321のピーク位置はこれに限らず、スミアが発生する箇所(画素水平アドレス)に対応する位置となる。また、スミア成分321のピーク3211の個数(波形)もこれに限らず、複数箇所でスミアが発生した場合にはそれに対応するものとなる。   The OB line output 311 is an output for one line in the OB unit 25, that is, one OB among a plurality of OB lines constituting the OB unit 25, for example, four OB lines of the OB unit 25 shown in FIG. The output of the line (each OB pixel constituting this OB line) is shown and is output data as the smear reference. The smear component 321 is a smear component (data for one pixel line) included in the OB line output 311. The peak position of the smear component 321 is not limited to this, and is a position corresponding to a location (pixel horizontal address) where smear occurs. Further, the number (waveform) of the peaks 3211 of the smear component 321 is not limited to this, and corresponds to the case where smear occurs at a plurality of locations.

上記OBライン暗時出力331は、スミアが発生していない場合のOB部25の出力を示している。実際には、OB部25の各OB画素の出力特性にはバラツキ(画素間バラツキ)があるため、例えばバラツキ特性332に示す出力となる。また、各OB画素には欠陥画素が存在することもあり、これによって上記バラツキの範囲に収まらない大きな値又は小さな値となる出力、具体的には例えば所謂「白飛び」といった異常に出力の高い(階調の無い真っ白な画像となる)欠陥画素出力333や、所謂「黒抜け」(又は黒つぶれ)といった出力の無い(暗出力ですら無い例えばゼロ出力の)欠陥画素出力334が出力されることがある。上記黒抜けは、OB画素のゲートが壊れている、或いはPD上に埃が付着している等の理由によって生じる。なお、欠陥画素出力333、334はそれぞれ複数個存在する場合もあるし、一方のみが存在することもある。また、欠陥画素出力333、334が存在しない場合もある。   The OB line dark output 331 indicates the output of the OB unit 25 when smear does not occur. Actually, the output characteristic of each OB pixel of the OB unit 25 has variation (inter-pixel variation), and therefore, for example, the output is represented by the variation characteristic 332. In addition, defective pixels may exist in each OB pixel, and as a result, the output becomes a large value or a small value that does not fall within the range of the variation, specifically, for example, an abnormally high output such as so-called “whiteout”. A defective pixel output 333 (a white image with no gradation) or a defective pixel output 334 having no output such as so-called “blackout” (or blackout) (even a dark output, for example, zero output) is output. Sometimes. The black spots are caused by the reason that the gate of the OB pixel is broken or dust is attached on the PD. In addition, there may be a plurality of defective pixel outputs 333 and 334, respectively, or only one of them may exist. In some cases, the defective pixel outputs 333 and 334 do not exist.

スミア補正を行う際、理想的には、撮影画像つまり上記撮像有効領域26の画像から上記スミア成分321だけを取り除くようにすればよいが、OB部25には、実際には、スミア成分321とOBライン暗時出力331とが合成(重畳)されてなるOBライン出力311が出力されることから、この理想のスミア成分321に近づけるべく、実際のOBライン出力311から上記バラツキ特性332や欠陥画素出力333、334といった誤差成分(OBライン暗時出力331)を差し引いたデータを用いて撮影画像に対するスミア補正を行えばよい。逆に、スミア補正にOBライン出力311をそのまま使用して、撮像有効領域26の画像からスミア成分を除外する演算を行おうとすると、撮像有効領域26の画像に上記誤差成分の影響を与えてしまうことになる。   When the smear correction is performed, ideally, only the smear component 321 may be removed from the captured image, that is, the image of the effective imaging area 26. However, the OB unit 25 actually includes the smear component 321 and the smear component 321. Since the OB line output 311 that is synthesized (superimposed) with the OB line dark output 331 is output, the above-described variation characteristics 332 and defective pixels are obtained from the actual OB line output 311 so as to approach the ideal smear component 321. Smear correction may be performed on the captured image using data obtained by subtracting error components (OB line dark output 331) such as outputs 333 and 334. On the other hand, if the OB line output 311 is used as it is for smear correction and an operation for excluding the smear component from the image of the imaging effective area 26 is performed, the image of the imaging effective area 26 is affected by the error component. It will be.

上述のことから、画像処理部5は、OBライン出力311からOBライン暗時出力331を除去(除外)する演算処理(減算処理)を行うことでスミアリファレンスの補正を行う。このスミアリファレンス補正は、具体的には、OBライン出力311からバラツキ特性332を減算する処理であり、また欠陥画素出力333、334に対する補間(欠陥画素出力333、334が妥当な値となるような補正)を行う処理である。このOBライン出力311からOBライン暗時出力331(上記誤差成分)を除去する演算処理のことを、誤差成分除去処理という。   From the above, the image processing unit 5 performs smear reference correction by performing arithmetic processing (subtraction processing) for removing (excluding) the OB line dark output 331 from the OB line output 311. Specifically, this smear reference correction is a process of subtracting the variation characteristic 332 from the OB line output 311, and interpolation with respect to the defective pixel outputs 333 and 334 (such that the defective pixel outputs 333 and 334 become appropriate values). Correction). The arithmetic processing for removing the OB line dark output 331 (the above error component) from the OB line output 311 is called error component removal processing.

上記欠陥画素の補間方法としては、例えば、図5に示すように画素2Bが欠陥画素であるとすると、この画素2Bに隣接する実在の画素(隣接画素)の画素値を用い、以下の例えば(A)〜(C)に示す平均演算等の補間式に基づき画素2Bの画素値を算出する。ただし、式中の各記号は、該当する画素の画素値を示す。記号「/」は除算を示す。
(A)2B=(2A+2C)/2
(B)2B=(1B+2A+2C+3B)/4
(C)2B=(1A+1B+1C+2A+2C+3A+3B+3C)/8
For example, as shown in FIG. 5, if the pixel 2B is a defective pixel as shown in FIG. 5, the pixel value of an actual pixel (adjacent pixel) adjacent to the pixel 2B is used. A pixel value of the pixel 2B is calculated based on an interpolation formula such as an average calculation shown in A) to (C). However, each symbol in the equation indicates the pixel value of the corresponding pixel. The symbol “/” indicates division.
(A) 2B = (2A + 2C) / 2
(B) 2B = (1B + 2A + 2C + 3B) / 4
(C) 2B = (1A + 1B + 1C + 2A + 2C + 3A + 3B + 3C) / 8

画像処理部5は、補正データ用メモリ93に記憶されている上記画素2Bに対応するOB部25の欠陥画素アドレス情報に基づいて上記画素補間処理を行い、この補間処理により得られた欠陥画素の画素値を、後述のリファレンス用メモリ92における当該欠陥画素アドレスに格納する。また、バラツキの補正に関しても同様に、後述の補正データ用メモリ93に記憶されているOB暗時データ(バラツキ特性332)に基づいて画素間のバラツキを除外する演算処理を行い、この演算処理により得られた画像データをリファレンス用メモリ92に格納する。   The image processing unit 5 performs the pixel interpolation processing based on the defective pixel address information of the OB unit 25 corresponding to the pixel 2B stored in the correction data memory 93, and the defective pixel obtained by this interpolation processing is processed. The pixel value is stored in the defective pixel address in the reference memory 92 described later. Similarly, with respect to the correction of variation, an arithmetic process for excluding variations between pixels is performed based on OB dark data (variation characteristics 332) stored in a correction data memory 93 described later. The obtained image data is stored in the reference memory 92.

また、画像処理部5は、本実施形態に示すようにOB部25が複数のOBラインから構成される場合、これら複数のOBラインに対して所定の平均処理を行うことで、平均化された1ライン分のデータ(平均OBラインデータ)を算出し、このデータを、OB部25つまり複数のOBラインを代表するスミアリファレンスデータ(代表スミアリファレンスという)として再定義して後述のリファレンス用メモリ92に格納する。なお、この平均処理は、相加平均或いは相乗平均であってもよい。また、複数のOBラインから代表のOBラインを求める演算処理は上記平均処理でなくともよく、任意の演算処理が採用可能である。画像処理部5は、代表スミアリファレンスを算出した後、撮像有効領域26の画像データから、ライン毎に、すなわち例えば図2の水平転送部23と平行な水平画素ライン毎に代表スミアリファレンスデータを減算する演算を行うことでスミア補正を行う。   In addition, when the OB unit 25 includes a plurality of OB lines as shown in the present embodiment, the image processing unit 5 is averaged by performing a predetermined averaging process on the plurality of OB lines. Data for one line (average OB line data) is calculated, and this data is redefined as smear reference data (referred to as representative smear reference) representing the OB unit 25, that is, a plurality of OB lines, and will be described later. To store. The averaging process may be an arithmetic average or a geometric average. Further, the arithmetic processing for obtaining a representative OB line from a plurality of OB lines may not be the above average processing, and any arithmetic processing can be adopted. After calculating the representative smear reference, the image processing unit 5 subtracts the representative smear reference data for each line, that is, for example, for each horizontal pixel line parallel to the horizontal transfer unit 23 in FIG. The smear correction is performed by performing the calculation.

画像メモリ9は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリからなり、画像処理部5にて画像処理される前のRAW画像データ、或いは画像処理部5や制御部6での各種処理時又は処理後の画像データ等を保存する所謂バッファである。画像メモリ9は、フレームメモリ91、リファレンス用メモリ92及び補正データ用メモリ93を備えている。フレームメモリ91は、撮像センサ2により得られた撮影画像(フレーム画像)つまり撮像有効領域26の画像データ(有効画素データという)及びOB部25の画像データ(OB画素データ)からなる全画素データを格納する。また、フレームメモリ91は、スミア補正が施された撮影画像も格納する。   The image memory 9 is composed of a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The image memory 9 is RAW image data before image processing by the image processing unit 5, or the image processing unit 5 or the control unit 6. This is a so-called buffer for storing image data or the like during or after various processes. The image memory 9 includes a frame memory 91, a reference memory 92, and a correction data memory 93. The frame memory 91 stores all pixel data including a captured image (frame image) obtained by the imaging sensor 2, that is, image data (referred to as effective pixel data) of the imaging effective area 26 and image data (OB pixel data) of the OB unit 25. Store. The frame memory 91 also stores captured images that have been smear corrected.

リファレンス用メモリ92は、スミア補正用のリファレンスデータ(上記スミアリファレンス)を格納するものである。ただし、このスミアリファレンスは、フレームメモリ91に格納された全画素データにおけるOB部25の画像(各OBライン出力311)に対して、上記誤差成分除去処理が施されてなるOBライン出力データ(補正OBライン出力という)、或いは、複数の補正OBライン出力が例えば平均化処理されてなる上記代表スミアリファレンスデータである。   The reference memory 92 stores reference data for smear correction (the above smear reference). However, this smear reference is OB line output data (correction) obtained by performing the above error component removal processing on the image (each OB line output 311) of the OB unit 25 in all pixel data stored in the frame memory 91. (Referred to as OB line output), or the representative smear reference data obtained by averaging a plurality of corrected OB line outputs.

補正データ用メモリ93は、スミアリファレンスを補正するためのデータ(補正データ)を格納するものである。この補正データは、ここでは上述した欠陥画素のアドレス情報、及びOB部25を構成する各画素の暗時出力データ(OB暗時データという)である。このOB暗時データは具体的には上記バラツキ特性332に相当する。欠陥画素のアドレス情報やOB暗時データは既定値として与えられている。この既定値は、例えば、予め撮像センサ2毎(各画素毎)に遮光した状態(スミアの影響が全くない状態)で測定して得られた出力データとして与えられる。この欠陥画素のアドレス情報やOB暗時データは、OBライン暗時出力331に示す1ライン分のデータに対してでなく、OB部25の全画素データ(全OBライン)に対するものとなっている。なお、欠陥画素のアドレス情報は、OB部25に対するもののみではなく、全画素データに対する画素アドレス情報であってもよい。   The correction data memory 93 stores data (correction data) for correcting the smear reference. Here, the correction data is the address information of the defective pixel described above, and dark output data (referred to as OB dark data) of each pixel constituting the OB unit 25. This OB dark data specifically corresponds to the variation characteristic 332. The defective pixel address information and OB dark data are given as default values. This predetermined value is given, for example, as output data obtained by measuring in advance in a state where light is shielded for each image sensor 2 (each pixel) (a state where there is no smear effect). The defective pixel address information and OB dark data are not for one line of data shown in the OB line dark output 331 but for all pixel data (all OB lines) in the OB section 25. . The defective pixel address information is not limited to the OB portion 25 but may be pixel address information for all pixel data.

なお、上記フレームメモリ91には、撮影画像の全画素データが格納される構成となっているが、例えば、スミアリファレンスとして用いるOB部25の画像データを全画素データから分離して、残りの撮像有効領域26の画像データのみをフレームメモリ91に格納し、このOB部25の画像データは、リファレンス用メモリ92に格納する構成としてもよい(このような構成においても、上述と同様にOB部25の画像データに対するスミアリファレンス補正処理或いは以降のスミア補正処理等が行われる)。この場合、撮像センサ2から画像データを読み出す際に、画素アドレスに基づいてOB部25の画像データと、撮像有効領域26の画像データとを分離しつつ、それぞれをフレームメモリ91とリファレンス用メモリ92とに格納してもよい。またこの場合、リファレンス用メモリ92内に当該OB部25の画像データ用のメモリを別途設ける構成としてもよい。なお、上記各メモリ91〜93は、所定のBUS(画像BUS)を介して接続されている。   The frame memory 91 is configured to store all pixel data of a captured image. For example, the image data of the OB unit 25 used as a smear reference is separated from all pixel data, and the remaining imaging is performed. Only the image data of the effective area 26 may be stored in the frame memory 91, and the image data of the OB unit 25 may be stored in the reference memory 92 (even in this configuration, the OB unit 25 is similar to the above. The smear reference correction process or the subsequent smear correction process is performed on the image data). In this case, when the image data is read from the image sensor 2, the image data of the OB unit 25 and the image data of the imaging effective area 26 are separated based on the pixel address, and the frame memory 91 and the reference memory 92 are respectively separated. And may be stored. In this case, the image memory of the OB unit 25 may be separately provided in the reference memory 92. The memories 91 to 93 are connected via a predetermined BUS (image BUS).

図8は、本実施形態に係る計測用撮像装置1におけるスミア補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず、撮像センサ2によって撮影画像(フレーム画像)が取得される(この撮影画像にはスミアが発生しているものとする)。具体的には、PDでの光電変換による電荷蓄積が開始され(例えば蓄積開始時点で、それ以前の蓄積電荷のリセット動作が行われる)(ステップS1)、その後、PDの蓄積電荷が垂直転送部22へ転送されるなどして撮像動作が終了され(ステップS2)、垂直転送部22での該電荷の垂直転送と水平転送部23での水平転送とが交互に行われてシリアルに撮像センサ2から全画素データ(撮影画像)が読み出され、A/D変換部3によるA/D変換処理が施された後、フレームメモリ91に格納される(ステップS3)。そして、このフレームメモリ91に格納された撮影画像のOB部25の画像に基づいて、スミアリファレンスの補正が行われ(ステップS4)、当該補正後のスミアリファレンス(代表スミアリファレンス)に基づいて、スミアの補正が行われる(ステップS5)。なお、当該スミア補正により得られた画像(スミア補正画像という)は、外部装置100で所定の処理を施すべく、制御部6によって、外部インタフェース部10を経由して外部装置100に転送(外部出力)されてもよい(ステップS6)。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of an operation related to smear correction in the measurement imaging apparatus 1 according to the present embodiment. First, a captured image (frame image) is acquired by the imaging sensor 2 (assuming that smear has occurred in the captured image). Specifically, charge accumulation by photoelectric conversion in the PD is started (for example, the reset operation of the previous accumulated charge is performed at the start of accumulation) (step S1), and then the accumulated charge in the PD is transferred to the vertical transfer unit. The image pickup operation is terminated by transferring the image to the image sensor 22 (step S2), and the vertical transfer unit 22 performs the vertical transfer of the electric charge and the horizontal transfer unit 23 performs the horizontal transfer alternately so that the image pickup sensor 2 is serially processed. All pixel data (captured image) is read out from A, and after A / D conversion processing is performed by the A / D converter 3, it is stored in the frame memory 91 (step S3). Then, the smear reference is corrected based on the image of the OB unit 25 of the photographed image stored in the frame memory 91 (step S4), and the smear reference (representative smear reference) is used to correct the smear reference. Is corrected (step S5). Note that an image obtained by the smear correction (referred to as a smear corrected image) is transferred by the control unit 6 to the external device 100 via the external interface unit 10 (external output) so that the external device 100 performs a predetermined process. (Step S6).

図9は、上記ステップS4におけるスミアリファレンス補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。ステップS4において、画像処理部5によって、OB部25の各OBライン出力311からOBライン暗時出力331が除去される処理が行われる。すわなち、各OBライン出力311から該各OBライン出力311に対応するバラツキ特性332(OB暗時データ)が減算されてOB暗時補正処理が行われる(ステップS41)とともに、OB部25(各OBライン出力311)における欠陥画素の補間処理が行われる(ステップS42)。そして、OB暗時補正及び欠陥画素補間の誤差成分除去処理が施された複数の補正OBライン出力が例えば平均化処理されることで代表スミアリファレンスが作成され(ステップS43)、この代表スミアリファレンスデータがリファレンス用メモリ92に格納される(ステップS44)。   FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation relating to smear reference correction in step S4. In step S <b> 4, the image processing unit 5 performs processing for removing the OB line dark output 331 from each OB line output 311 of the OB unit 25. That is, the variation characteristic 332 (OB dark data) corresponding to each OB line output 311 is subtracted from each OB line output 311 to perform OB dark correction processing (step S41), and the OB unit 25 ( Interpolation processing of defective pixels in each OB line output 311) is performed (step S42). Then, a representative smear reference is created by, for example, averaging the plurality of corrected OB line outputs that have been subjected to OB dark correction and defective pixel interpolation error component removal processing (step S43), and this representative smear reference data Is stored in the reference memory 92 (step S44).

図10は、上記ステップS41におけるOB暗時補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。ステップS41において、画像処理部5によって、フレームメモリ91からOB部25の画像データ(OB画像データ;各OBライン出力)が、補正データ用メモリ93から各OBラインに対応するバラツキ特性(OB暗時データ)が読み出され(ステップS411)、各OBライン出力からそれぞれに対応するバラツキ特性が減算される(ステップS412)。そして、バラツキ特性が減算された各OBライン出力(補正OBライン出力)が、スミアリファレンスすなわちフレームメモリ91から読み出されたOB部25の各OBラインのデータをスミアリファレンスとすると、これに対する誤差成分除去処理が施されて修正された修正スミアリファレンスを構成するデータとして、リファレンス用メモリ92に格納される(ステップS413)。   FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation related to OB dark correction in step S41. In step S41, the image processing unit 5 causes the image data (OB image data; each OB line output) from the frame memory 91 to the OB unit 25 to vary from the correction data memory 93 to each OB line (when OB is dark). Data) is read (step S411), and the corresponding variation characteristic is subtracted from each OB line output (step S412). Then, if each OB line output (corrected OB line output) from which the variation characteristic is subtracted is a smear reference, that is, the data of each OB line of the OB unit 25 read from the frame memory 91 is a smear reference, an error component corresponding thereto The data is stored in the reference memory 92 as data constituting the corrected smear reference that has been corrected by the removal process (step S413).

図11は、上記ステップS42におけるOB部欠陥画素補間に関する動作の一例を示すフローチャートである。ステップS42において、画像処理部5によって、フレームメモリ91からOB部25の画像データ(各OBライン出力)が、また、補正データ用メモリ93からOB部25における欠陥画素のアドレス情報が読み出され(ステップS421)、欠陥画素アドレス情報に基づいて該欠陥画素アドレスの画素の画素値が、隣接画素の画素値から平均演算等によって補間される(ステップS422)。そして、この補間によって得られた欠陥画素の画素値(或いは補正OBライン出力)が、上記修正スミアリファレンスを構成するデータとしてリファレンス用メモリ92に格納される(ステップS423)。   FIG. 11 is a flowchart showing an example of the operation related to the OB portion defective pixel interpolation in step S42. In step S42, the image processing unit 5 reads the image data (each OB line output) of the OB unit 25 from the frame memory 91 and the address information of the defective pixel in the OB unit 25 from the correction data memory 93 ( In step S421), based on the defective pixel address information, the pixel value of the pixel having the defective pixel address is interpolated from the pixel values of the adjacent pixels by an average operation or the like (step S422). Then, the pixel value (or corrected OB line output) of the defective pixel obtained by this interpolation is stored in the reference memory 92 as data constituting the corrected smear reference (step S423).

図12は、上記ステップS5におけるスミア補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。ステップS5において、画像処理部5によって、フレームメモリ91に格納されている撮像有効領域26の画像データが1画素ライン(1有効画素ライン)分ずつ読み出され(ステップS51)、当該読み出された1画素ライン分の画像データから、上記ステップS4において作成された代表スミアリファレンスが減算された後(ステップS52)、当該代表スミアリファレンス減算後の1画素ライン分の画像データがフレームメモリ91に格納される(ステップS53)。そして、画像処理部5によって、有効画素の全画素ライン分の減算処理が終了したと判別された場合には(ステップS54のYES)、フロー終了となり、有効画素の全ライン分の減算処理が終了していないと判別された場合には(ステップS54のNO)、ステップS51に戻り、全ライン終了まで繰り返される。なお、スミア補正の実行タイミングとしては、上記フローに示すものに限定されず、例えばフレームメモリ91から外部装置100への画像転送時に、1画素ライン単位で転送しながら当該スミア補正(代表スミアリファレンスの減算処理)を行うタイミングであってもよい。   FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation relating to smear correction in step S5. In step S5, the image processing unit 5 reads the image data of the imaging effective area 26 stored in the frame memory 91 for each pixel line (one effective pixel line) (step S51). After the representative smear reference created in step S4 is subtracted from the image data for one pixel line (step S52), the image data for one pixel line after the subtraction of the representative smear reference is stored in the frame memory 91. (Step S53). If the image processing unit 5 determines that the subtraction processing for all the pixel lines of the effective pixels has been completed (YES in step S54), the flow ends, and the subtraction processing for all the lines of effective pixels ends. If it is determined that it is not (NO in step S54), the process returns to step S51 and is repeated until the end of all lines. The smear correction execution timing is not limited to that shown in the above flow. For example, when the image is transferred from the frame memory 91 to the external device 100, the smear correction is performed while transferring the pixel in units of one pixel line (representing the representative smear reference). The timing at which the subtraction process is performed may be used.

なお、図12のフローチャートに示すように、本実施形態では、撮像有効領域26の有効画素データからスミアリファレンス(代表スミアリファレンス)を減算することで、有効画素データのスミア補正を行うようにしているが、これに関し、厳密にはCCDの暗時出力特性は、画素毎に若干のバラツキがあり、撮像有効領域26の各画素の暗時出力特性を、OB部25の画素の暗時出力で規定することはできないが、近似値として用いることはできる。そのため、スミア補正としてOB部25の画像データから得たスミアリファレンス(代表スミアリファレンス)を適用することで撮像有効領域26の暗時補正も同時に行うことができる。   As shown in the flowchart of FIG. 12, in this embodiment, smear correction of effective pixel data is performed by subtracting a smear reference (representative smear reference) from effective pixel data in the imaging effective area 26. However, strictly speaking, the dark output characteristics of the CCD vary slightly from pixel to pixel, and the dark output characteristics of each pixel in the imaging effective area 26 are defined by the dark output of the pixels of the OB unit 25. It cannot be used, but it can be used as an approximate value. Therefore, by applying a smear reference (representative smear reference) obtained from the image data of the OB unit 25 as smear correction, the dark correction of the imaging effective area 26 can be performed at the same time.

以上のように、本実施形態の計測用撮像装置1によれば、OB部25が、撮像センサ2の構成画素がマスクされてなる光学的遮光領域とされ、OB部25の画素出力情報に基づき作成されたスミア補正時のリファレンスデータとして用いるスミアリファレンスと、OB部25における欠陥画素情報及び各構成画素の暗時出力特性情報とが画像メモリ9に記憶される。そして、画像処理部5によって、画像メモリ9に記憶されている欠陥画素情報及び暗時出力特性情報に基づいて、欠陥画素及び暗時出力特性によるスミアリファレンスに対する影響を該スミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正が行われる。これによれば、欠陥画素及び暗時出力特性によるスミアリファレンスに対する影響をスミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正が行われるので、スミアリファレンス自体の精度を高めることができ、これを用いたスミア補正も高精度なものとすることができ、ひいては高精度(高画質)な計測用画像を得ることができる。   As described above, according to the measurement imaging apparatus 1 of the present embodiment, the OB unit 25 is an optical light shielding region in which the constituent pixels of the imaging sensor 2 are masked, and based on the pixel output information of the OB unit 25. The generated smear reference used as the reference data for smear correction, the defective pixel information in the OB unit 25, and the dark output characteristic information of each component pixel are stored in the image memory 9. Then, the image processing unit 5 removes the influence of the defective pixel and the dark output characteristic on the smear reference from the smear reference based on the defective pixel information and the dark output characteristic information stored in the image memory 9. Correction is performed. According to this, since the smear reference correction is performed to exclude the influence on the smear reference due to the defective pixel and the dark output characteristic from the smear reference, the accuracy of the smear reference itself can be improved, and the smear correction using this is also high. Therefore, it is possible to obtain a measurement image with high accuracy (high image quality).

また、画像処理部5によって、スミアリファレンス補正として、スミアリファレンスにおける暗時出力特性のバラツキが補正されるので、OB部25におけるOBライン(画素ライン)の出力データ(スミアリファレンス)が通常有している各画素間の出力バラツキ(バラツキ特性332)の影響が取り除かれたスミアリファレンスを得ることができ、精度の高いスミアリファレンスとすることができる。   In addition, since the image processing unit 5 corrects the variation in the dark output characteristic in the smear reference as the smear reference correction, the output data (smear reference) of the OB line (pixel line) in the OB unit 25 is usually included. Thus, it is possible to obtain a smear reference from which the influence of the output variation (variation characteristic 332) between each pixel is removed, and it is possible to obtain a highly accurate smear reference.

また、画像処理部5によって、欠陥画素のアドレス情報を基に、欠陥画素の画素値を該欠陥画素の周辺画素(隣接画素)の画素値を用いて補間することにより欠陥画素による影響をスミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正が行われるので、例えばこの周辺画素の画素値を平均して欠陥画素の画素値を補間するなど、容易な方法(演算)によって、スミアリファレンスに対する欠陥画素の影響を除外することができる。   Further, the image processing unit 5 interpolates the pixel value of the defective pixel using the pixel value of the peripheral pixel (adjacent pixel) of the defective pixel on the basis of the address information of the defective pixel. Since the smear reference correction is excluded, the influence of the defective pixel on the smear reference is excluded by an easy method (calculation), for example, by averaging the pixel values of the peripheral pixels and interpolating the pixel values of the defective pixels. be able to.

また、OB部25が、撮像センサ2における垂直転送部22と垂直な所定数のOBラインからなり、画像処理部5によって、スミアリファレンスとしてのOBラインの出力データに対する暗時出力特性のバラツキを減算する処理及び欠陥画素の画素値を補間する処理によりスミアリファレンス補正が行われ、該スミアリファレンス補正によって得られたOBラインの出力データが、撮像センサ2の撮像有効領域26における上記OB部25のOBラインと平行な各有効画素ラインの出力データから減算されることで撮影画像に対するスミア補正が行われる。このように、OB部25におけるOBラインの出力データ(スミアリファレンス)に対して暗時出力特性のバラツキを減算する処理及び欠陥画素の画素値を補間する処理がなされるので、スミアリファレンス自体の精度を高めることができ、また、この補正により精度が高められたOBラインの出力データを撮像有効領域26の各有効画素ラインから減算することでスミア補正が行われるので、スミア補正を高精度なものとすることができる。   The OB unit 25 includes a predetermined number of OB lines perpendicular to the vertical transfer unit 22 in the image sensor 2, and the image processing unit 5 subtracts the variation in dark output characteristics from the output data of the OB line as a smear reference. The smear reference correction is performed by the process of performing and the process of interpolating the pixel value of the defective pixel, and the output data of the OB line obtained by the smear reference correction is the OB of the OB unit 25 in the imaging effective area 26 of the imaging sensor 2. By subtracting from the output data of each effective pixel line parallel to the line, smear correction is performed on the captured image. As described above, since the process of subtracting the variation in the dark output characteristic from the output data (smear reference) of the OB line in the OB unit 25 and the process of interpolating the pixel value of the defective pixel are performed, the accuracy of the smear reference itself is determined. In addition, since the smear correction is performed by subtracting the output data of the OB line whose accuracy is improved by this correction from each effective pixel line of the imaging effective area 26, the smear correction is performed with high accuracy. It can be.

さらに、計測用撮像装置1は、2次元の色彩及び輝度を測定する2次元色彩輝度計とされるので、彩度及び輝度の計測において得られる計測用画像(撮影画像)に対するスミア補正を高精度で行うことができる。   Furthermore, since the measurement imaging apparatus 1 is a two-dimensional color luminance meter that measures two-dimensional color and luminance, smear correction on a measurement image (captured image) obtained in the measurement of saturation and luminance is highly accurate. Can be done.

なお、本発明は、以下の態様をとることができる。
(A)上記実施形態においては、撮影画像に対するスミアリファレンス補正処理やスミア補正処理を、計測用撮像装置1内(画像処理部5や制御部6)で行う構成としているが、これに限らず、計測用撮像装置1外の所定の処理部において実行する構成としてもよい。具体的には、OB部25の画像データを含めた全撮影画像データを撮像センサ2から読み出した後、この画像データを画像メモリ9にバッファせずに、外部インタフェース部10を経由して外部装置100(図1参照)へ転送し、この外部装置100において例えば所定のソフトウェアを用いて演算処理することで上記実施形態と同様の各種補正処理を行う構成としてもよい。
In addition, this invention can take the following aspects.
(A) In the above-described embodiment, smear reference correction processing and smear correction processing for a captured image are performed in the measurement imaging device 1 (image processing unit 5 and control unit 6). It is good also as a structure performed in the predetermined process part outside the imaging device 1 for a measurement. Specifically, after all the captured image data including the image data of the OB unit 25 is read from the imaging sensor 2, the image data is not buffered in the image memory 9, and the external device is connected via the external interface unit 10. 100 (see FIG. 1), and the external device 100 may perform various correction processes similar to those in the above-described embodiment by performing arithmetic processing using, for example, predetermined software.

(B)上記実施形態においては、例えば図12のフローチャートに示すように、ライン毎に補正している、すなわち、1つの有効画素ラインから1つの代表スミアリファレンス(OBライン)を減算する演算方法としているが、このようなライン同士の演算ではなく、面と面との演算、すなわち例えば、撮像有効領域26における全有効画素ラインに対応するライン数分の繰り返し並べられた代表スミアリファレンスからなる合成画像を作成し、この全有効画素ラインからなる画像(面)データから、代表スミアリファレンスが繰り返し並んだ画像(面)データを一度に減算するような演算方法であってもよい。   (B) In the above embodiment, for example, as shown in the flowchart of FIG. 12, correction is performed for each line, that is, as a calculation method for subtracting one representative smear reference (OB line) from one effective pixel line. However, instead of such a line-to-line calculation, a composite image composed of representative smear references that are repeatedly arranged for the number of lines corresponding to all effective pixel lines in the effective imaging area 26, for example, calculation between surfaces. The calculation method may be such that image (surface) data in which representative smear references are repeatedly arranged is subtracted at once from the image (surface) data including all effective pixel lines.

(C)上記図4に示すバラツキ特性332の代わりに、このバラツキ特性332と正負が逆特性を有するバラツキ特性を補正データ用メモリ93等に格納しておき、スミアリファレンスに対する当該バラツキの補正時には、この逆特性のバラツキ特性をOBライン出力311に対して加算或いは乗算する構成としてもよい。   (C) Instead of the variation characteristic 332 shown in FIG. 4, the variation characteristic 332 and the variation characteristic having the opposite negative and positive characteristics are stored in the correction data memory 93 or the like, and when correcting the variation relative to the smear reference, The inverse characteristic variation characteristic may be added to or multiplied by the OB line output 311.

本実施形態に係る計測用撮像装置の一例を示す概略的なブロック構成図である。It is a schematic block diagram showing an example of a measurement imaging device according to the present embodiment. 上記計測用撮像装置に用いられる撮像センサの受光面の一構成例を説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining the example of 1 structure of the light-receiving surface of the image sensor used for the said imaging device for a measurement. 上記撮像センサの受光面の全体構成の一例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining an example of the whole structure of the light-receiving surface of the said imaging sensor. スミアが発生した場合のOB部の出力特性について説明するグラフ図である。It is a graph explaining the output characteristic of the OB part when smear occurs. スミアリファレンスの欠陥画素の補間処理について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the interpolation process of the defective pixel of a smear reference. スミアが発生する主な要因(メカニズム)について説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the main factors (mechanism) which a smear generate | occur | produces. 正規の光電変換部(PD部)以外が全て遮光膜で遮光されたCCD構造を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining CCD structure light-shielded by the light shielding film altogether except a regular photoelectric conversion part (PD part). 本実施形態に係る計測用撮像装置におけるスミア補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement regarding a smear correction | amendment in the imaging device for a measurement which concerns on this embodiment. 図8に示すフローチャートのステップS4におけるスミアリファレンス補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement regarding smear reference correction | amendment in step S4 of the flowchart shown in FIG. 図9に示すフローチャートのステップS41におけるOB暗時補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of an operation related to OB dark correction in step S41 of the flowchart shown in FIG. 図9に示すフローチャートのステップS42におけるOB部欠陥画素補間に関する動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement regarding OB part defect pixel interpolation in step S42 of the flowchart shown in FIG. 図8に示すフローチャートのステップS5におけるスミア補正に関する動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement regarding the smear correction | amendment in step S5 of the flowchart shown in FIG. 従来におけるスミアの発生について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining generation | occurrence | production of the smear in the past.

符号の説明Explanation of symbols

1 計測用撮像装置
2 撮像センサ
5 画像処理部
9 画像メモリ(記憶部)
91 フレームメモリ
92 リファレンス用メモリ
93 補正データ用メモリ
22 垂直転送部(垂直転送CCD部)
223、227 遮光膜
25 OB部(遮光部)
26 撮像有効領域
311 OBライン出力
321 スミア成分
332 バラツキ特性(バラツキ)
333、334 欠陥画素出力(欠陥画素情報)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device for measurement 2 Imaging sensor 5 Image processing part 9 Image memory (storage part)
91 Frame memory 92 Reference memory 93 Correction data memory 22 Vertical transfer unit (vertical transfer CCD unit)
223, 227 Light shielding film 25 OB part (light shielding part)
26 Imaging effective area 311 OB line output 321 Smear component 332 Dispersion characteristics (variation)
333, 334 Defective pixel output (defective pixel information)

Claims (5)

CCDを用いて所定の計測対象を撮影する撮像センサを備え、該撮像センサによる撮影画像に発生したスミアの補正が可能に構成された計測用撮像装置であって、
前記撮像センサの構成画素がマスクされてなる光学的遮光領域としての遮光部と、
前記遮光部の画素出力情報に基づき作成されたスミア補正時のリファレンスデータとして用いるスミアリファレンスと、前記遮光部における欠陥画素情報及び各構成画素の暗時出力特性情報とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている欠陥画素情報及び暗時出力特性情報に基づいて、欠陥画素及び暗時出力特性による前記スミアリファレンスに対する影響を該スミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正を行う画像処理部とを備えることを特徴とする計測用撮像装置。
A measurement imaging apparatus including an imaging sensor that captures a predetermined measurement object using a CCD, and configured to be capable of correcting smear generated in an image captured by the imaging sensor,
A light-shielding portion as an optical light-shielding region formed by masking the constituent pixels of the imaging sensor;
A storage unit that stores smear reference used as reference data at the time of smear correction created based on pixel output information of the light shielding unit, and defective pixel information in the light shielding unit and dark output characteristic information of each constituent pixel;
An image processing unit that performs smear reference correction that excludes the influence of the defective pixel and the dark output characteristic on the smear reference from the smear reference based on the defective pixel information and the dark output characteristic information stored in the storage unit; An imaging device for measurement, comprising:
前記画像処理部は、前記スミアリファレンス補正として、前記スミアリファレンスにおける前記暗時出力特性のバラツキを補正することを特徴とする請求項1記載の計測用撮像装置。   The measurement image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image processing unit corrects a variation in the dark output characteristic in the smear reference as the smear reference correction. 前記欠陥画素情報は、欠陥画素のアドレス情報を含んだものであって、
前記画像処理部は、前記欠陥画素のアドレス情報を基に、欠陥画素の画素値を該欠陥画素の周辺画素の画素値を用いて補間することにより前記欠陥画素による影響をスミアリファレンスから除外するスミアリファレンス補正を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の計測用撮像装置。
The defective pixel information includes address information of defective pixels,
The image processing unit, based on the address information of the defective pixel, interpolates the pixel value of the defective pixel using the pixel values of the peripheral pixels of the defective pixel, and thereby removes the influence of the defective pixel from the smear reference. The measurement imaging apparatus according to claim 1, wherein reference correction is performed.
前記遮光部は、撮像センサにおける垂直転送CCD部と垂直な所定数の画素ラインからなり、
前記画像処理部は、スミアリファレンスとしての前記画素ラインの出力データに対する前記暗時出力特性のバラツキを減算する処理及び欠陥画素の画素値を補間する処理によって前記スミアリファレンス補正を行い、該スミアリファレンス補正によって得られた画素ラインの出力データを、撮像センサの撮像有効領域における前記画素ラインと平行な各有効画素ラインの出力データから減算することで撮影画像に対するスミア補正を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の計測用撮像装置。
The light shielding portion is composed of a predetermined number of pixel lines perpendicular to the vertical transfer CCD portion in the image sensor,
The image processing unit performs the smear reference correction by a process of subtracting a variation in the dark output characteristics from the output data of the pixel line as a smear reference and a process of interpolating a pixel value of a defective pixel, and the smear reference correction The smear correction is performed on the captured image by subtracting the output data of the pixel line obtained by the above from output data of each effective pixel line parallel to the pixel line in the imaging effective area of the imaging sensor. The measurement imaging apparatus according to any one of 1 to 3.
前記計測用撮像装置は、2次元の色彩及び輝度を測定する2次元色彩輝度計であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の計測用撮像装置。   The measurement imaging apparatus according to claim 1, wherein the measurement imaging apparatus is a two-dimensional color luminance meter that measures a two-dimensional color and luminance.
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