JP2016029759A - Defective pixel detection method for imaging device - Google Patents

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和樹 原口
Kazuki Haraguchi
和樹 原口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-precision defective pixel detection system in which temperature unevenness occurring within a sensor plane when the temperature of a sensor increases is set to a one-dimensional temperature distribution by driving means of the sensor, whereby a detection error caused by the temperature unevenness can be reduced without requiring any temperature adjusting facilities such as a constant temperature bath or the like and any temperature distribution measuring unit such as a thermography or the like.SOLUTION: A defective pixel detection system for an imaging element that is capable of detecting defective pixel information of a solid-state image pickup device has: a solid-state image pickup device including a plurality of pixels; an image pickup device driving unit comprising first driving means, and second driving means capable of intercepting power supply of a part of a driving circuit operating during a normal imaging operation of the solid-state image pickup device and operating under this state in the driving circuit; temperature detecting means for detecting the temperature of the solid-state image pickup device; and correction means for correcting a defective pixel detection threshold value according to the temperature detected by the temperature detecting means.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、複数の画素を有する固体撮像素子の欠陥画素情報の検出が可能な撮像装置における欠陥画素検出方法の改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a defective pixel detection method in an imaging apparatus capable of detecting defective pixel information of a solid-state imaging device having a plurality of pixels.

デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置においては、撮像素子としてCCDやCMOSイメージセンサを使用するのが一般的である。   In an imaging apparatus such as a digital camera or a video camera, a CCD or a CMOS image sensor is generally used as an imaging element.

前記撮像素子の特性として、画素毎のフォトダイオードの暗電流に起因した欠陥画素などがあり、これらが撮像された画像の画質を低下させていることはよく知られている。   It is well known that the characteristics of the image sensor include defective pixels due to the dark current of the photodiode for each pixel, and these deteriorate the image quality of the captured image.

暗電流は一般的に8℃の温度上昇で2倍に増加すると言われており、上記フォトダイオードの暗電流に起因した欠陥画素は温度特性を持つことになり、高温ほど暗電流が増え、補正が必要となる欠陥画素数が増加することも広く知られている。   The dark current is generally said to increase by a factor of 2 with a temperature increase of 8 ° C. The defective pixel due to the dark current of the photodiode has temperature characteristics. It is also well known that the number of defective pixels that require the increase.

すなわち欠陥画素検出において、撮像素子の温度を上げることによって、微小な欠陥画素も漏らすことなく精度よく欠陥画素を検出することが出来る。   That is, in detecting defective pixels, by increasing the temperature of the image sensor, it is possible to accurately detect defective pixels without leaking even minute defective pixels.

ところで、欠陥画素の検出は一般的には常温の環境下で行われるが、仮に上述したような高温時の欠陥画素の個数増大を考慮して、常温よりも高いある温度で欠陥画素を検出しようとした場合には、撮像装置をより高温の環境下に置くために、例えば恒温槽などの設備が必要となる。この場合には、欠陥画素検出のために必要となる設備が増加するだけでなく、カメラボディの外側から撮像装置を加熱することになるために、カメラボディ内部の撮像素子の温度が上昇するのに時間を要し、つまり、欠陥画素検出を完了するまでの時間が長くなることになってしまう。これらのことからカメラ内で高温状態を実現し、欠陥画素検出を可能にする技術が求められている。   By the way, detection of defective pixels is generally performed in an environment at room temperature. However, in consideration of the increase in the number of defective pixels at high temperatures as described above, detect defective pixels at a temperature higher than normal temperature. In this case, in order to place the imaging device in a higher temperature environment, for example, equipment such as a thermostatic bath is required. In this case, not only the equipment necessary for detecting defective pixels increases, but also the temperature of the image sensor inside the camera body rises because the imaging device is heated from the outside of the camera body. Takes time, that is, it takes a long time to complete the defective pixel detection. For these reasons, there is a demand for a technique that realizes a high-temperature state in a camera and enables detection of defective pixels.

前記のように、温度特性を持つフォトダイオードの暗電流に起因した欠陥画素を検出する方法として、恒温槽等を要することなく温度変化による欠陥画素の個数にも対応した欠陥画素検出方法が開示されている。特許文献1では、恒温槽等を要することなく、例えばライブビュー駆動などの消費電力を増加させる駆動を行うなどして、撮像装置内部で温度制御を行い、センサ面の温度変化による欠陥画素の個数変化に対応した欠陥画素検出技術が開示されている。   As described above, as a method for detecting defective pixels caused by dark current of a photodiode having temperature characteristics, a defective pixel detection method corresponding to the number of defective pixels due to a temperature change without requiring a thermostat is disclosed. ing. In Patent Document 1, the temperature control is performed inside the imaging apparatus by, for example, driving to increase power consumption such as live view driving without requiring a constant temperature bath or the like, and the number of defective pixels due to temperature change of the sensor surface. A defective pixel detection technique corresponding to a change is disclosed.

また特許文献2では、あらかじめ測定しておいた、ある場所の各温度によるセンサ面内の温度ムラに応じて、ブロック毎に欠陥画素検出閾値、または欠陥画素信号値に補正をかけて、欠陥画素を検出する技術が開示されている。   Further, in Patent Document 2, a defective pixel detection threshold value or a defective pixel signal value is corrected for each block in accordance with temperature unevenness in the sensor surface due to each temperature at a certain location, which has been measured in advance, to thereby detect defective pixels. A technique for detecting the above is disclosed.

特開2010-118780号公報JP 2010-118780 A 特開2007-12948号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-12948

図15は撮像素子の簡易図である。1501は、撮像素子である。1502は、画素部からの信号を後段へ出力する出力アンプである。1503は、フォトダイオードなどから構成される画素部である。画素部1503の温度分布を、高温を淡色、低温を濃色で表わしている。同図上で画素部1503の上下には列回路ブロック、水平走査回路、左側には垂直走査回路が配置されている。図16はセンサ面内の温度と欠陥画素の信号レベルのグラフである。   FIG. 15 is a simplified diagram of an image sensor. Reference numeral 1501 denotes an image sensor. An output amplifier 1502 outputs a signal from the pixel unit to the subsequent stage. Reference numeral 1503 denotes a pixel portion including a photodiode or the like. The temperature distribution of the pixel portion 1503 is represented by light colors of high temperature and dark colors of low temperature. In the figure, column circuit blocks and horizontal scanning circuits are arranged above and below the pixel portion 1503, and a vertical scanning circuit is arranged on the left side. FIG. 16 is a graph of the temperature in the sensor surface and the signal level of the defective pixel.

特許文献1は、撮像素子1501が一様な温度変化をしたときは非常に有効であるが、実際には撮像素子内部回路の出力アンプ1502や列回路等によって発熱するので、図15に示すように、発熱源に近接する撮像素子の一部が部分的な温度上昇をしてしまい、撮像素子内で温度が高い部分と温度が低い部分で欠陥画素レベルに差が出るため、図16に示す様に、閾値固定だと適切に欠陥画素を検出することが出来ない。   Patent Document 1 is very effective when the image sensor 1501 undergoes a uniform temperature change, but actually generates heat by the output amplifier 1502 and the column circuit of the image sensor internal circuit, and as shown in FIG. In addition, a part of the image sensor close to the heat source partially rises in temperature, and the defective pixel level is different between the high temperature part and the low temperature part in the image sensor. Similarly, if the threshold is fixed, a defective pixel cannot be detected properly.

特許文献2では、上記のような問題点を鑑みて、温度ムラを考慮して補正するものであるが、検査の過程で複雑な二次元の温度ムラを計測する為に、サーモグラフィ等の温度分布計測器を用いなければならず、温度分布計測という工程が加わる手間が増加してしまう、という不都合があった。   In Patent Document 2, in view of the above-described problems, correction is performed in consideration of temperature unevenness. However, in order to measure complicated two-dimensional temperature unevenness in the inspection process, temperature distribution such as thermography is used. There is a disadvantage that a measuring instrument has to be used, and the labor of adding a process of temperature distribution measurement is increased.

精度の良い欠陥画素検出を行うには、欠陥画素が暗電流由来の温度特性を持つ為、撮像素子を高温にした状態で行うのが望ましい。しかし、撮像素子を高温状態にしても撮像素子面内の温度分布が二次元の複雑な分布になってしまっては、二次元の温度分布を計測する手段が必要になってしまう。   In order to detect defective pixels with high accuracy, it is desirable that the defective pixels have a temperature characteristic derived from dark current, so that the imaging element is at a high temperature. However, if the temperature distribution in the surface of the image sensor becomes a two-dimensional complicated distribution even when the image sensor is in a high temperature state, a means for measuring the two-dimensional temperature distribution becomes necessary.

そこで本発明は、センサの温度上昇時にセンサ面内に発生する温度ムラを一次元の分布にするようにセンサの駆動を行うことで、恒温槽等の温度調節設備やサーモグラフィ等の温度分布計測器を要することなく、温度ムラによる検出誤差を低減させた精度良い欠陥画素検出システムの実現を目的とする。   Therefore, the present invention drives the sensor so that the temperature unevenness that occurs in the sensor surface when the temperature of the sensor rises has a one-dimensional distribution, so that a temperature distribution measuring instrument such as a temperature control facility such as a thermostatic bath or a thermography. Therefore, it is an object of the present invention to realize an accurate defective pixel detection system in which detection errors due to temperature unevenness are reduced.

本発明は、固体撮像素子の欠陥画素情報の検出が可能な撮像素子の欠陥画素検出システムにおいて、複数の画素を有する固体撮像素子と、上記固体撮像素子を通常撮影時に駆動する駆動回路において、第一の駆動手段と、一部の駆動回路の電源供給を遮断することができ、その状態で駆動することができる第二の駆動手段とを具備する撮像素子駆動部と、上記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段で検出した温度に応じて欠陥画素検出閾値に補正を加える補正手段を具備することを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素検出システムである。   The present invention provides a defective pixel detection system for an image sensor capable of detecting defective pixel information of a solid-state image sensor, and a solid-state image sensor having a plurality of pixels and a drive circuit for driving the solid-state image sensor during normal imaging. An image sensor driving unit including one driving unit and a second driving unit capable of driving in a state where power supply to some of the driving circuits can be cut off; and a temperature of the solid-state imaging device A solid-state imaging device defective pixel detection system comprising: a temperature detection unit that detects the temperature difference; and a correction unit that corrects a defective pixel detection threshold according to the temperature detected by the temperature detection unit.

欠陥画素検出モードにおいて、温度上昇時にセンサ面内の温度分布を一次元の単調な分布になるような駆動手段で駆動させることで、恒温槽等の温度調節設備やサーモグラフィ等の温度分布計測器を要することのない、温度ムラによる検出誤差を低減させた精度良い欠陥画素検出システムを提供出来る。   In the defective pixel detection mode, the temperature distribution in the sensor surface is driven by a driving means that becomes a one-dimensional monotonous distribution when the temperature rises. It is possible to provide an accurate defective pixel detection system in which detection error due to temperature unevenness is reduced, which is not necessary.

本発明の実施例1における撮像装置のブロック図である。It is a block diagram of the imaging device in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1における欠陥画素検出モードの欠陥画素検出閾値補正係数テーブルである。It is a defective pixel detection threshold value correction coefficient table in the defective pixel detection mode in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1におけるCMOS型エリアセンサの回路図である。It is a circuit diagram of the CMOS type area sensor in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における欠陥画素検出モード時のCMOS型エリアセンサ画素部の温度分布を表した図である。It is a figure showing the temperature distribution of the CMOS type area sensor pixel part at the time of the defective pixel detection mode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における温度上昇モード時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of the temperature rise mode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における欠陥画素撮影モード時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of the defective pixel imaging | photography mode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるCMOS型エリアセンサの温度計測に用いる温度検出器の配置図である。It is an arrangement plan of a temperature detector used for temperature measurement of a CMOS type area sensor in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1における欠陥画素検出モード時のCMOS型エリアセンサ画素部の各ブロックの温度と欠陥画素検出補正係数を表す表である。It is a table | surface showing the temperature and defective pixel detection correction coefficient of each block of the CMOS type area sensor pixel part at the time of the defective pixel detection mode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における欠陥画素検出モード時のCMOS型エリアセンサのタイミングチャートである。It is a timing chart of the CMOS type area sensor at the time of the defective pixel detection mode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における欠陥画素検出モード時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of the defective pixel detection mode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2におけるCMOS型エリアセンサの回路図である。It is a circuit diagram of the CMOS type area sensor in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における温度上昇モード時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of the temperature rise mode in Example 2 of the present invention. 本発明の実施例2における欠陥画素撮影モード時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of the defective pixel imaging | photography mode in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における欠陥画素検出モード時のCMOS型エリアセンサ画素部の温度分布を表した図である。It is a figure showing the temperature distribution of the CMOS type area sensor pixel part at the time of the defective pixel detection mode in Example 2 of this invention. 従来技術における欠陥画素検出モード時のセンサの温度分布を表した図である。It is a figure showing the temperature distribution of the sensor at the time of the defective pixel detection mode in a prior art. 従来技術における欠陥画素の信号レベルと温度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the signal level and temperature of a defective pixel in a prior art.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

[実施例1]
本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。
[Example 1]
An example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1における撮像装置の構成例を示すブロック図である。1は、レンズおよび絞りからなる光学系である。2は、メカニカルシャッタ(メカシャッタと図示する)である。3は、撮像素子である。4は、アナログ信号処理を行うCDS回路である。5は、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器である。6は、撮像素子3、CDS回路4およびA/D変換器5を動作させる信号を発生するタイミング信号発生回路である。7は、光学系1、メカニカルシャッタ2および撮像素子3の駆動回路である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Reference numeral 1 denotes an optical system including a lens and a diaphragm. Reference numeral 2 denotes a mechanical shutter (shown as a mechanical shutter). Reference numeral 3 denotes an image sensor. Reference numeral 4 denotes a CDS circuit that performs analog signal processing. Reference numeral 5 denotes an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal. Reference numeral 6 denotes a timing signal generation circuit that generates signals for operating the image pickup device 3, the CDS circuit 4, and the A / D converter 5. Reference numeral 7 denotes a drive circuit for the optical system 1, the mechanical shutter 2, and the image sensor 3.

8は、撮影した画像データに対して必要な信号処理を行う信号処理回路である。9は、信号処理された画像データを記憶する画像メモリである。10は、撮像装置から取り外し可能な画像記録媒体である。11は、信号処理された画像データを画像記録媒体10に記録する記録回路である。12は、信号処理された画像データを表示する画像表示装置である。13は、画像表示装置12に画像を表示する表示回路である。14は、撮像装置全体を制御するシステム制御部である。   A signal processing circuit 8 performs necessary signal processing on the captured image data. Reference numeral 9 denotes an image memory for storing image-processed image data. Reference numeral 10 denotes an image recording medium that can be detached from the imaging apparatus. Reference numeral 11 denotes a recording circuit that records image-processed image data on the image recording medium 10. Reference numeral 12 denotes an image display device that displays image data subjected to signal processing. A display circuit 13 displays an image on the image display device 12. A system control unit 14 controls the entire imaging apparatus.

15は、システム制御部14で実行される制御方法を記載したプログラム、プログラムを実行する際に使用されるパラメータ等の制御データを記憶しておく不揮発性メモリ(ROM)である。16は、不揮発性メモリ15に記憶されたプログラム、制御データおよび補正データを転送して記憶しておき、システム制御部14が撮像装置を制御する際に使用する揮発性メモリ(RAM)である。17は温度検出部である。サーミスタ等の温度計測素子を含んで構成され、撮像素子3の温度を計測して、システム制御部14を介して、駆動回路7へ出力するものである。   Reference numeral 15 denotes a nonvolatile memory (ROM) for storing a program describing a control method executed by the system control unit 14 and control data such as parameters used when the program is executed. Reference numeral 16 denotes a volatile memory (RAM) that transfers and stores the program, control data, and correction data stored in the nonvolatile memory 15 and is used when the system control unit 14 controls the imaging apparatus. Reference numeral 17 denotes a temperature detection unit. It is configured to include a temperature measuring element such as a thermistor, and measures the temperature of the image sensor 3 and outputs it to the drive circuit 7 via the system control unit 14.

記憶器18は欠陥画素検出閾値補正係数テーブルや欠陥画素のアドレス情報、及びそのレベルを記憶している不揮発性メモリである。各温度に応じた適切な欠陥画素検出閾値となるように温度によって一義的に決まる実験的に求められた閾値補正係数テーブル(図2)をあらかじめ作成しておき、この記憶器18に格納しておく。また図2においてh>i>j>k>l>m>nである。   The storage device 18 is a non-volatile memory that stores a defective pixel detection threshold correction coefficient table, address information of defective pixels, and levels thereof. An experimentally obtained threshold correction coefficient table (FIG. 2) uniquely determined by the temperature so as to be an appropriate defective pixel detection threshold corresponding to each temperature is created in advance and stored in this storage unit 18. deep. In FIG. 2, h> i> j> k> l> m> n.

以下、上述のように構成された撮像装置を用いてメカニカルシャッタ2を使用した撮影動作(撮像方法)について説明する。撮影動作に先立ち、撮像装置の電源投入時等のシステム制御部14は動作開始時において、不揮発性メモリ15から必要なプログラム、制御データおよび補正データを揮発性メモリ16に転送して記憶しておくものとする。また、これらのプログラムやデータは、システム制御部14が撮像装置を制御する際に使用する。それとともに、システム制御部14は、必要に応じて、追加のプログラムやデータを不揮発性メモリ15から揮発性メモリ16に転送したり、直接不揮発性メモリ15内のデータを読み出したりして使用する。   Hereinafter, a photographing operation (imaging method) using the mechanical shutter 2 using the imaging apparatus configured as described above will be described. Prior to the photographing operation, the system control unit 14 such as when the image pickup apparatus is turned on transfers the necessary program, control data, and correction data from the nonvolatile memory 15 to the volatile memory 16 and stores them when the operation is started. Shall. These programs and data are used when the system control unit 14 controls the imaging apparatus. At the same time, the system control unit 14 transfers and uses additional programs and data from the nonvolatile memory 15 to the volatile memory 16 or directly reads the data in the nonvolatile memory 15 as necessary.

まず、光学系1は、システム制御部14からの制御信号により、絞りとレンズを駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子3上に結像させる。次に、メカニカルシャッタ2は、システム制御部14からの制御信号により、必要な露光時間となるように撮像素子3の動作に合わせて撮像素子3を遮光するように駆動される。   First, the optical system 1 drives a diaphragm and a lens according to a control signal from the system control unit 14 to form an object image set to an appropriate brightness on the image sensor 3. Next, the mechanical shutter 2 is driven by the control signal from the system control unit 14 so as to shield the image sensor 3 in accordance with the operation of the image sensor 3 so as to have a necessary exposure time.

この時、撮像素子3が電子シャッタ機能を有する場合は、メカニカルシャッタ2と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。撮像素子3は、システム制御部14により制御されるタイミング信号発生回路6が発生する動作パルスをもとにした駆動パルスで駆動され、被写体像を光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する。撮像素子3から出力されたアナログの画像信号は、システム制御部14により制御されるタイミング信号発生回路6が発生する動作パルスにより、CDS回路4でクロック同期性ノイズが除去され、A/D変換器5でデジタル画像信号に変換される。   At this time, when the image pickup device 3 has an electronic shutter function, it may be used together with the mechanical shutter 2 to ensure a necessary exposure time. The image pickup device 3 is driven by a drive pulse based on an operation pulse generated by the timing signal generation circuit 6 controlled by the system control unit 14, and converts the subject image into an electrical signal by photoelectric conversion as an analog image signal. Output. The analog image signal output from the image pickup device 3 is subjected to an operation pulse generated by the timing signal generation circuit 6 controlled by the system control unit 14, and the clock synchronization noise is removed by the CDS circuit 4, so that the A / D converter 5 is converted into a digital image signal.

次に、システム制御部14により制御される信号処理回路8は、デジタル画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。画像メモリ9は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。信号処理回路8で信号処理された画像データや画像メモリ9に記憶されている画像データは、記録回路11において画像記録媒体10に適したデータ(例えば階層構造を持つファイルシステムデータ)に変換されて画像記録媒体10に記録される。   Next, the signal processing circuit 8 controlled by the system control unit 14 performs image processing such as color conversion, white balance, and gamma correction, resolution conversion processing, and image compression processing on the digital image signal. The image memory 9 is used for temporarily storing a digital image signal during signal processing or for storing image data which is a digital image signal subjected to signal processing. The image data signal-processed by the signal processing circuit 8 and the image data stored in the image memory 9 are converted into data suitable for the image recording medium 10 (for example, file system data having a hierarchical structure) in the recording circuit 11. It is recorded on the image recording medium 10.

また、信号処理回路8で解像度変換処理を実施された後、表示回路13において画像表示装置12に適した信号(例えばNTSC方式のアナログ信号等)に変換されて画像表示装置12に表示される。   In addition, after the resolution conversion process is performed by the signal processing circuit 8, the display circuit 13 converts the signal into a signal suitable for the image display device 12 (for example, an NTSC analog signal) and displays it on the image display device 12.

ここで、信号処理回路8は、システム制御部14からの制御信号により信号処理をせずにデジタル画像信号をそのまま画像データとして、画像メモリ9や記録回路11に出力してもよい。また、信号処理回路8は、システム制御部14から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データの情報、あるいは、それらから抽出された情報をシステム制御部14に出力する。上記の情報は、例えば、画像の空間周波数、指定領域の平均値、圧縮画像のデータ量等の情報である。   Here, the signal processing circuit 8 may output the digital image signal as it is to the image memory 9 or the recording circuit 11 without performing signal processing by the control signal from the system control unit 14 as it is. Further, when requested by the system control unit 14, the signal processing circuit 8 sends the digital image signal and image data information generated in the signal processing process or information extracted from them to the system control unit 14. Output. The above information is, for example, information such as the spatial frequency of the image, the average value of the designated area, and the data amount of the compressed image.

さらに、記録回路11は、システム制御部14から要求があった場合に、画像記録媒体10の種類や空き容量等の情報をシステム制御部14に出力する。   Further, the recording circuit 11 outputs information such as the type and free capacity of the image recording medium 10 to the system control unit 14 when requested by the system control unit 14.

さらに、画像記録媒体10に画像データが記録されている場合の再生動作について説明する。システム制御部14からの制御信号により記録回路11は、画像記録媒体10から画像データを読み出し、同じくシステム制御部14からの制御信号により信号処理回路8は、画像データが圧縮画像であった場合には、画像伸長処理を行い、画像メモリ9に記憶する。画像メモリ9に記憶されている画像データは、信号処理回路8で解像度変換処理を実施された後、表示回路13において画像表示装置12に適した信号に変換されて画像表示装置12に表示される。   Further, a reproduction operation when image data is recorded on the image recording medium 10 will be described. The recording circuit 11 reads the image data from the image recording medium 10 by the control signal from the system control unit 14, and the signal processing circuit 8 also by the control signal from the system control unit 14 determines that the image data is a compressed image. Performs image decompression processing and stores it in the image memory 9. The image data stored in the image memory 9 is subjected to resolution conversion processing in the signal processing circuit 8, then converted into a signal suitable for the image display device 12 in the display circuit 13 and displayed on the image display device 12. .

図3は、本発明の実施例1におけるCMOS型エリアセンサ(撮像素子3)の回路図である。画素毎にフォトダイオードD1、転送スイッチM1、リセットスイッチM2、画素アンプM3、行選択スイッチM4が設けられる。転送スイッチM1のゲートは垂直走査回路111からの信号PTXに接続され、画素リセットスイッチM2のゲートは垂直走査回路111からの信号PRESに接続され、行選択スイッチM4のゲートは垂直走査回路111からの信号PSELに接続され、ソース部は垂直出力線Vに接続されている。122は列回路ブロックである。   FIG. 3 is a circuit diagram of the CMOS area sensor (imaging device 3) according to the first embodiment of the present invention. A photodiode D1, a transfer switch M1, a reset switch M2, a pixel amplifier M3, and a row selection switch M4 are provided for each pixel. The gate of the transfer switch M1 is connected to the signal PTX from the vertical scanning circuit 111, the gate of the pixel reset switch M2 is connected to the signal PRES from the vertical scanning circuit 111, and the gate of the row selection switch M4 is connected to the signal from the vertical scanning circuit 111. Connected to the signal PSEL, the source part is connected to the vertical output line V. Reference numeral 122 denotes a column circuit block.

図3下部の破線で囲った部分は列回路ブロック122を詳細に書いた図である。列回路122において、列ごとに配置されている列アンプ101、水平転送スイッチM5が設けられる。水平転送スイッチM5のゲートは水平走査回路ブロックに接続されている。また列回路ブロック122と水平走査ブロック121は画素部の上下に配置され、奇数列に配置されている画素の信号は下部列回路ブロックへ、偶数列に配置されている画素の信号は上部列回路ブロックへ送信される2チャンネルのものをモデルとするが、本発明はこの構成に限るものではない。   A portion surrounded by a broken line at the bottom of FIG. 3 is a diagram in which the column circuit block 122 is written in detail. In the column circuit 122, a column amplifier 101 and a horizontal transfer switch M5 arranged for each column are provided. The gate of the horizontal transfer switch M5 is connected to the horizontal scanning circuit block. The column circuit block 122 and the horizontal scanning block 121 are arranged above and below the pixel portion. The pixel signal arranged in the odd column is sent to the lower column circuit block, and the pixel signal arranged in the even column is the upper column circuit. Although a model of two channels transmitted to the block is used as a model, the present invention is not limited to this configuration.

出力アンプ130は列回路ブロックにある行単位の各画素の信号を水平走査回路ブロックの信号によって順次CDSブロック4に出力する。出力アンプ制御スイッチ131は出力アンプ130への電源供給を制御するスイッチである。ゲート部は駆動回路7からの信号PGと接続されている。ドレイン部は出力アンプ電源(図示せず)と接続されている。   The output amplifier 130 sequentially outputs the signal of each pixel in the row unit in the column circuit block to the CDS block 4 by the signal of the horizontal scanning circuit block. The output amplifier control switch 131 is a switch that controls power supply to the output amplifier 130. The gate portion is connected to the signal PG from the drive circuit 7. The drain part is connected to an output amplifier power supply (not shown).

次に本発明の原理を説明する。発明が解決しようとする課題で前述したように、新たな設備を要することなく、精度良く暗電流由来の欠陥画素を検出するには、撮像装置内で撮像素子を高温状態にすること、かつ撮像素子面内を一次元の単調な温度分布にして欠陥画素検出を行うことが肝要である。   Next, the principle of the present invention will be described. As described above in the problem to be solved by the invention, in order to detect defective pixels derived from dark current with high accuracy without requiring new equipment, the imaging element is brought into a high temperature state in the imaging apparatus, and imaging is performed. It is important to detect defective pixels with a one-dimensional monotonous temperature distribution in the element plane.

そこで本実施例の簡略図である図4を用いて説明する。   Therefore, description will be made with reference to FIG. 4 which is a simplified diagram of the present embodiment.

図4(a)は図3の簡易図である。401は撮像素子、402は画素部、130は出力アンプ、131は出力アンプ制御スイッチを表している。本実施形態の欠陥画素検出システムにおいて、温度上昇モードで駆動した場合における画素部402の温度分布を、高温を淡色、低温を濃色で表している。温度上昇モードについては後述する。またAからGの7つのブロックに分けている。図4(b)はセンサ面内水平位置と温度の関係のグラフ、図4(c)はセンサ面内垂直位置と温度の関係のグラフを示している。ここで、撮像素子の代表的な発熱源として列回路ブロック、出力アンプが挙げられる。   FIG. 4A is a simplified diagram of FIG. Reference numeral 401 denotes an image sensor, 402 denotes a pixel portion, 130 denotes an output amplifier, and 131 denotes an output amplifier control switch. In the defective pixel detection system of the present embodiment, the temperature distribution of the pixel unit 402 when driven in the temperature increase mode is expressed by light color for high temperature and dark color for low temperature. The temperature increase mode will be described later. The block is divided into seven blocks A to G. FIG. 4B shows a graph of the relationship between the horizontal position in the sensor surface and temperature, and FIG. 4C shows a graph of the relationship between the vertical position in the sensor surface and temperature. Here, column circuit blocks and output amplifiers can be cited as typical heat sources of the image sensor.

この発熱源を利用して一次元の簡単な温度分布にするべく、通常はオンして駆動する出力アンプ制御スイッチ131をオフにして、主な発熱源を列回路のみにするセンサ駆動をさせることにより、従来例のような二次元温度分布ではなく、図4のように垂直方向に一次元の単調な温度分布になる。つまり、センサ面内の温度は水平方向に一定に近くなる為、ブロックを水平方向に分割する必要がない。従って、ブロック数を大幅に削減することができ、欠陥画素検出に必要なメモリ容量も大幅に低減することが出来る。   In order to obtain a one-dimensional simple temperature distribution using this heat source, the output amplifier control switch 131 that is normally turned on and turned off is turned off, and the sensor is driven so that the main heat source is only a column circuit. Therefore, the two-dimensional temperature distribution is not a conventional one, but a one-dimensional monotonic temperature distribution in the vertical direction as shown in FIG. That is, since the temperature in the sensor surface is nearly constant in the horizontal direction, there is no need to divide the block in the horizontal direction. Therefore, the number of blocks can be greatly reduced, and the memory capacity required for detecting defective pixels can be greatly reduced.

次に欠陥画素検出モード時に行う2つのセンサの駆動について説明する。   Next, driving of two sensors performed in the defective pixel detection mode will be described.

1つ目の駆動を温度上昇モードとする。温度上昇モードは欠陥画素検出モード時に行う、センサ面内の温度を上昇させる為の駆動である。図5は温度上昇モード時のN行目のタイミングチャートである。t0からt7の期間、温度上昇モードで駆動している。時間t1からt6の期間、信号PSEL(N)がアクティブになり、該行選択スイッチM4がオンし、N行目につながっている全ての画素の該画素アンプM3で構成されるソースフォロワ回路が動作状態になる。ここで、時間t2からt3の期間で信号PRES(N)がアクティブになり、リセットスイッチM2がオンとなり、該ソースフォロワM3のゲートは初期化される。   The first drive is set to the temperature rise mode. The temperature increase mode is driving for increasing the temperature in the sensor surface, which is performed in the defective pixel detection mode. FIG. 5 is a timing chart of the Nth row in the temperature rise mode. The driving is performed in the temperature rising mode during the period from t0 to t7. During the period from time t1 to t6, the signal PSEL (N) becomes active, the row selection switch M4 is turned on, and the source follower circuit configured by the pixel amplifiers M3 of all the pixels connected to the Nth row operates. It becomes a state. Here, in the period from time t2 to t3, the signal PRES (N) becomes active, the reset switch M2 is turned on, and the gate of the source follower M3 is initialized.

次にt4からt5の期間、PTX(N)をアクティブとすることで転送スイッチM1をオンとする。これにより、該フォトダイオードD1に蓄積されていた信号電荷は該画素アンプM3で構成されるソースフォロワM3のゲートに転送される。この時、該画素アンプM3で構成されるソースフォロワM3のゲートは転送されてきた信号電荷に見合う分だけリセットレベルから電位が変動し、信号レベルが確定する。   Next, during the period from t4 to t5, the transfer switch M1 is turned on by making PTX (N) active. Thereby, the signal charge accumulated in the photodiode D1 is transferred to the gate of the source follower M3 constituted by the pixel amplifier M3. At this time, the potential of the gate of the source follower M3 configured by the pixel amplifier M3 varies from the reset level by an amount corresponding to the transferred signal charge, and the signal level is determined.

この信号レベルは列アンプ101で増幅された後、水平走査回路121からのパルスにより、M5が順次駆動することによって、信号を水平走査するが、温度上昇モードが始まるt0で、出力アンプ制御信号PGをLOWに固定にすることで、出力アンプ制御スイッチ131はオフとなり、出力アンプは駆動しない為、信号が図1におけるCDSブロック4に出力されることはない。これでN行の出力は終了である。信号PSEL(N+1)、PTX(N+1)、PRES(N+1)もN行目と同様に駆動することで(N+1)行目も同様に駆動する。   This signal level is amplified by the column amplifier 101, and then M5 is sequentially driven by pulses from the horizontal scanning circuit 121 to horizontally scan the signal. At t0 when the temperature rise mode starts, the output amplifier control signal PG Since the output amplifier control switch 131 is turned off and the output amplifier is not driven, the signal is not output to the CDS block 4 in FIG. This completes the output of N rows. The signals PSEL (N + 1), PTX (N + 1), and PRES (N + 1) are also driven in the same manner as the Nth row, so that the (N + 1) th row is driven in the same manner.

この駆動を所定時間(本実施例では1分間)が経過するまで続ける。温度上昇モードで駆動することにより、センサの主な発熱源の内、列回路ブロックだけが発熱する状態になり、センサ面内の温度は水平方向に一定に近くなる。   This driving is continued until a predetermined time (1 minute in this embodiment) elapses. By driving in the temperature rise mode, only the column circuit block generates heat among the main heat generation sources of the sensor, and the temperature in the sensor surface becomes nearly constant in the horizontal direction.

2つ目の駆動を欠陥画素撮影モードとする。欠陥画素撮影モードは温度上昇モードでセンサ面の温度を上げた後、暗時の静止画像を取得する駆動である。欠陥画素撮影モードは温度上昇モード時にフォトダイオードD1に蓄積された電子を全画素リセットする一括リセット、温度保持を行いながら暗時静止画の光電変換を行う蓄積、蓄積した電荷を読み出す読出し、で構成される。   The second drive is a defective pixel photographing mode. The defective pixel photographing mode is a drive for acquiring a still image in the dark after raising the temperature of the sensor surface in the temperature rising mode. The defective pixel imaging mode is composed of batch reset for resetting all the electrons accumulated in the photodiode D1 in the temperature rise mode, accumulation for performing photoelectric conversion of the still image in the dark while maintaining the temperature, and reading for reading the accumulated charge. Is done.

図6は欠陥画素撮影モード時のタイミングチャートである。t0からt17までの期間、欠陥画素撮影モードで駆動している。   FIG. 6 is a timing chart in the defective pixel photographing mode. During the period from t0 to t17, the driving is performed in the defective pixel photographing mode.

t1からt4の期間は一括リセットを行う。t1からt4の期間、全ての行の垂直走査信号PSELがアクティブになり、全行選択スイッチM4がオンし、全ての画素の該画素アンプM3で構成されるソースフォロワ回路が動作状態になる。ここで、時間t2からt3の期間でリセット信号PRES、行選択信号PTXがアクティブになり、リセットスイッチM2、転送スイッチM1がオンとなり、全ての画素のソースフォロワM3のゲート、フォトダイオードD1に溜まった電荷はリセットされる。   Batch reset is performed during the period from t1 to t4. During the period from t1 to t4, the vertical scanning signals PSEL of all the rows are activated, all the row selection switches M4 are turned on, and the source follower circuit configured by the pixel amplifiers M3 of all the pixels is activated. Here, the reset signal PRES and the row selection signal PTX are activated during the period from the time t2 to the time t3, the reset switch M2 and the transfer switch M1 are turned on, and accumulated in the gates of the source followers M3 and the photodiodes D1 of all the pixels. The charge is reset.

t5からt9の期間は温度保持と蓄積を行う。t5からt8の期間、あるN行目の垂直制御信号PSEL(N)がアクティブとなることで、N行目の行選択スイッチM4がオンし、N行につながる全ての画素の該画素アンプM3で構成されるソースフォロワ回路が動作状態になる。t6からt7の期間、画素リセット信号PRES(N)がアクティブになることで、リセットスイッチM2がオンとなり、ソースフォロワM3のゲートは初期化される。またt5からt8の期間、行選択信号PTXと出力アンプ制御信号PGはLOWに固定になることで、転送スイッチM1、出力アンプ制御スイッチ131はオフとなる。   During the period from t5 to t9, temperature is maintained and accumulated. During a period from t5 to t8, when the vertical control signal PSEL (N) of an Nth row becomes active, the row selection switch M4 of the Nth row is turned on, and the pixel amplifier M3 of all the pixels connected to the Nth row The configured source follower circuit is activated. During a period from t6 to t7, the pixel reset signal PRES (N) becomes active, so that the reset switch M2 is turned on and the gate of the source follower M3 is initialized. Further, during the period from t5 to t8, the row selection signal PTX and the output amplifier control signal PG are fixed to LOW, so that the transfer switch M1 and the output amplifier control switch 131 are turned off.

これでN行の駆動は終了である。信号PSEL(N+1)、PTX(N+1)、PRES(N+1)もN行目と同様に駆動することで(N+1)行目も同様に駆動する。転送スイッチM1をオフし、かつ出力アンプを止めた状態で列回路を駆動させることで、フォトダイオードD1で静止画の蓄積を行いながら、温度上昇モードで上昇させた温度を保持することが可能となる。t5からt8の期間の駆動はt9までの期間繰り返す。   This completes the driving of N rows. The signals PSEL (N + 1), PTX (N + 1), and PRES (N + 1) are also driven in the same manner as the Nth row, so that the (N + 1) th row is driven in the same manner. By driving the column circuit with the transfer switch M1 turned off and the output amplifier stopped, it is possible to hold the temperature raised in the temperature rise mode while accumulating still images with the photodiode D1. Become. Driving during the period from t5 to t8 is repeated for the period from t9.

t9からt17の期間は読出しを行う。t9のタイミングで出力アンプ制御信号をアクティブとすることで、出力アンプ制御スイッチがオンとなり、出力アンプが駆動する。次に時間t10からt15の期間、信号PSEL(N)がアクティブになり、該行選択スイッチM4がオンし、N行目につながっている全ての画素の該画素アンプM3で構成されるソースフォロワ回路が動作状態になる。ここで、時間t11からt12の期間で信号PRES(N)がアクティブになり、リセットスイッチM2がオンとなり、該ソースフォロワM3のゲートは初期化される。   Reading is performed during the period from t9 to t17. By activating the output amplifier control signal at timing t9, the output amplifier control switch is turned on and the output amplifier is driven. Next, during a period from time t10 to t15, the signal PSEL (N) becomes active, the row selection switch M4 is turned on, and the source follower circuit configured by the pixel amplifiers M3 of all the pixels connected to the Nth row. Becomes operational. Here, in the period from time t11 to t12, the signal PRES (N) becomes active, the reset switch M2 is turned on, and the gate of the source follower M3 is initialized.

次にt13からt14の期間、PTX(N)をアクティブとすることで転送スイッチM1をオンとする。これにより、該フォトダイオードD1に蓄積されていた信号電荷は該画素アンプM3で構成されるソースフォロワM3のゲートに転送される。この時、該画素アンプM3で構成されるソースフォロワM3のゲートは転送されてきた信号電荷に見合う分だけリセットレベルから電位が変動し、信号レベルが確定する。   Next, during the period from t13 to t14, the transfer switch M1 is turned on by making PTX (N) active. Thereby, the signal charge accumulated in the photodiode D1 is transferred to the gate of the source follower M3 constituted by the pixel amplifier M3. At this time, the potential of the gate of the source follower M3 configured by the pixel amplifier M3 varies from the reset level by an amount corresponding to the transferred signal charge, and the signal level is determined.

この信号レベルは列アンプ101で増幅された後、水平走査回路121からのパルスにより、水平転送スイッチM5が順次駆動することによって、信号を水平走査し、時系列的に、時間t16からt17のタイミングで出力される。これでN行の出力は終了である。信号PSEL(N+1)、PTX(N+1)、PRES(N+1)もN行目と同様に駆動することで、N+1行目の信号を読み出すことが出来る。   After the signal level is amplified by the column amplifier 101, the horizontal transfer switch M5 is sequentially driven by the pulse from the horizontal scanning circuit 121, thereby horizontally scanning the signal, and the timing from time t16 to time t17 in time series. Is output. This completes the output of N rows. The signals PSEL (N + 1), PTX (N + 1), and PRES (N + 1) are also driven in the same manner as the Nth row, whereby the N + 1th row signal can be read.

次に温度検出方法と欠陥画素検出閾値補正方法について説明する。   Next, a temperature detection method and a defective pixel detection threshold value correction method will be described.

温度検出部は、センサ表面温度とセンサ裏面温度に差がないものとして、例えばセンサ裏面に図7のように各ブロックに1つずつ、複数の温度検出器を配置するものとする。図7において、701は撮像素子の裏面である。702(a)〜702(g)は温度検出器である。   Assuming that there is no difference between the sensor surface temperature and the sensor back surface temperature, for example, the temperature detector is provided with a plurality of temperature detectors, one for each block as shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes the back surface of the image sensor. Reference numerals 702 (a) to 702 (g) denote temperature detectors.

温度検出部で検出された温度をもとに、信号処理回路8によって記憶器18に格納されている閾値補正係数テーブル(図2)から各温度に応じた欠陥画素検出閾値補正係数に変換し、各ブロックの欠陥画素検出閾値を決定する。本実施例では図8に示すように領域Aが50℃、領域Bが48℃、領域Cが44℃、領域Dが42℃、領域Eが44℃、領域Fが47℃、領域Gが51℃であったとする。閾値補正係数テーブルと照らし合わせ、常温での閾値を基準閾値αとすると、各領域の閾値はAからGの順にhα、iα、jα、kα、jα、iα、hαとなり、温度に応じて各領域の欠陥画素検出閾値が決まる。   Based on the temperature detected by the temperature detection unit, the signal processing circuit 8 converts the threshold correction coefficient table (FIG. 2) stored in the storage unit 18 into a defective pixel detection threshold correction coefficient corresponding to each temperature, A defective pixel detection threshold value for each block is determined. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the region A is 50 ° C., the region B is 48 ° C., the region C is 44 ° C., the region D is 42 ° C., the region E is 44 ° C., the region F is 47 ° C., and the region G is 51 °. Suppose that it was ℃. When the threshold value at normal temperature is set as the reference threshold value α in comparison with the threshold correction coefficient table, the threshold values of the respective regions are hα, iα, jα, kα, jα, iα, hα in the order of A to G, and each region corresponds to the temperature. The defective pixel detection threshold is determined.

次に欠陥画素検出モード時のセンサの駆動についてタイミングチャート(図9)を用いて説明する。尚、列回路動作の一点鎖線は温度上昇モード時の列回路駆動、二点鎖線は欠陥画素撮影モード時の温度保持駆動、実線は欠陥画素撮影モード時の静止画の読出し駆動を示している。   Next, sensor driving in the defective pixel detection mode will be described with reference to a timing chart (FIG. 9). The alternate long and short dash line in the column circuit operation indicates the column circuit drive in the temperature rise mode, the alternate long and two short dashes line indicates the temperature holding drive in the defective pixel photographing mode, and the solid line indicates the still image reading drive in the defective pixel photographing mode.

時刻t0において、欠陥画素検出モードがスタートし、センサ駆動は通常駆動から温度上昇モードになる。t0からt1の期間、温度が定常になる時間が1分間(フレームレート30fpsだと1800フレーム)として、温度上昇モードを1分間駆動させる。   At time t0, the defective pixel detection mode starts, and the sensor drive is changed from the normal drive to the temperature increase mode. During the period from t0 to t1, the temperature rise mode is driven for 1 minute with the time for the temperature to become steady for 1 minute (1800 frames when the frame rate is 30 fps).

t1において、センサ駆動を温度上昇モードから欠陥画素撮影モードに切り替える。t1からt2の期間、全画素のリセットを行う。t2からt3の期間、欠陥画素撮影モードで列回路を駆動させ、センサ温度の保持を行いつつ、フォトダイオードは蓄積を行う。t3の時刻に温度検出部702でセンサの温度検出を行う。また、出力アンプ制御信号PGをLOWからアクティブにすることで、出力アンプ制御スイッチをオンし、出力アンプを動作可能状態にする。   At t1, the sensor drive is switched from the temperature increase mode to the defective pixel imaging mode. All pixels are reset during the period from t1 to t2. During the period from t2 to t3, the photodiode circuit accumulates while driving the column circuit in the defective pixel photographing mode and maintaining the sensor temperature. The temperature detection unit 702 detects the temperature of the sensor at time t3. Also, by making the output amplifier control signal PG active from LOW, the output amplifier control switch is turned on and the output amplifier is made operable.

t3からt4の期間、読出し駆動を行い、センサは欠陥画素検出モード時の駆動を終了する。   During the period from t3 to t4, readout driving is performed, and the sensor ends driving in the defective pixel detection mode.

最後に本実施例における撮像素子の欠陥画素検出システムのフローチャート(図10)を用いて本実施例の流れを説明する。   Finally, the flow of the present embodiment will be described with reference to the flowchart (FIG. 10) of the defective pixel detection system for the image sensor in the present embodiment.

カメラを欠陥画素検出モードに設定した後、センサ面の温度を上昇するべく、温度上昇モードが開始する(ステップS1)。ここで、欠陥画素検出モードが開始した時点では、撮像素子3の温度は、欠陥画素を検出しようとしている目標温度よりも低い温度であるものとする。   After setting the camera to the defective pixel detection mode, the temperature increase mode is started to increase the temperature of the sensor surface (step S1). Here, at the time when the defective pixel detection mode starts, the temperature of the image sensor 3 is assumed to be lower than the target temperature at which the defective pixel is to be detected.

次にシステム制御部14によって所定の時間駆動したか否かを判定する(ステップS2)。1分間駆動した後、温度上昇モードが終了し(ステップS3)、欠陥画素撮影モードが開始する(ステップS4)。   Next, it is determined whether or not the system control unit 14 has been driven for a predetermined time (step S2). After driving for 1 minute, the temperature increase mode ends (step S3), and the defective pixel imaging mode starts (step S4).

次に蓄積されたフォトダイオードD1の電荷を全画素リセットする(ステップS5)。次にセンサ面の温度を保持しつつ、フォトダイオードD1は暗時の静止画像を蓄積する(ステップS6)。所定の蓄積時間がたった後、温度検出器602でセンサの各ブロックの温度を検出する(ステップS7)。   Next, all the charges stored in the photodiode D1 are reset (step S5). Next, while maintaining the temperature of the sensor surface, the photodiode D1 accumulates a still image in the dark (step S6). After a predetermined accumulation time, the temperature detector 602 detects the temperature of each block of the sensor (step S7).

次にフォトダイオードD1の電荷を読み出し(ステップS8)、欠陥画素撮影モードを終了する(ステップS9)。撮影して得られた画像データは信号処理回路8を介して画像メモリ9に転送される。閾値補正係数テーブルを用いて各ブロックの欠陥画素検出閾値を温度に応じて算出する(ステップS10)。演算した欠陥画素検出閾値と各ブロックの画素の信号とを比較し、閾値を超えたものを欠陥画素として検出する(ステップS11)。欠陥画素として検出されたアドレス情報と画素の出力によって決まるキズレベルを記憶器18に記憶させる(ステップS12)。以上で欠陥画素検出モードを終了とする。   Next, the charge of the photodiode D1 is read (step S8), and the defective pixel photographing mode is ended (step S9). Image data obtained by photographing is transferred to the image memory 9 via the signal processing circuit 8. Using the threshold correction coefficient table, the defective pixel detection threshold value of each block is calculated according to the temperature (step S10). The calculated defective pixel detection threshold is compared with the pixel signal of each block, and a pixel exceeding the threshold is detected as a defective pixel (step S11). The memory 18 stores the address information detected as a defective pixel and the scratch level determined by the pixel output (step S12). This completes the defective pixel detection mode.

上述する駆動を行うことで、カメラ内でセンサ面内に発生する温度ムラを一次元の分布にするように温度上昇を行うことが出来、恒温槽等の温度調節設備やサーモグラフィ等の温度分布計測器を要することなく、温度ムラによる検出誤差を低減させた精度良い欠陥画素検出を実現することが出来る。以上で実施例1における欠陥画素検出方法の説明とする。   By performing the drive described above, the temperature can be increased so that the temperature unevenness that occurs in the sensor surface within the camera becomes a one-dimensional distribution, and temperature distribution measurement such as temperature control equipment such as a thermostatic chamber or thermography. Therefore, it is possible to realize accurate defective pixel detection with reduced detection errors due to temperature unevenness without requiring a detector. The defective pixel detection method in the first embodiment is described above.

[実施例2]
本発明における第2の実施例についての説明をする。図11は本発明の実施例2におけるCMOS型エリアセンサの回路図である。列アンプ制御スイッチ132はセンサ下部の列回路内の列アンプ101への電源供給スイッチである。列アンプ制御スイッチ132のゲート部は駆動回路7からの列アンプ制御信号PPへと接続されている。ドレイン部は列アンプ電源と接続されている。Vgは列アンプ電源供給線である。その他の構成は実施例1と同様である。
[Example 2]
The second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a circuit diagram of a CMOS area sensor according to the second embodiment of the present invention. The column amplifier control switch 132 is a power supply switch to the column amplifier 101 in the column circuit below the sensor. The gate portion of the column amplifier control switch 132 is connected to the column amplifier control signal PP from the drive circuit 7. The drain part is connected to the column amplifier power supply. Vg is a column amplifier power supply line. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

図12は実施例2における温度上昇モードのタイミングチャートである。温度上昇モードが始まるt0のタイミングで出力アンプ制御信号と同様に、列アンプ制御信号PPを常にLOWとすることで、センサ下部の列回路内の列アンプ101への電源供給スイッチ132が常にオフし、センサ下部の列アンプ101は駆動しない。これにより、駆動する発熱部はセンサ上部の列回路だけになり、センサ面の温度分布は垂直方向に1次元の単調な温度分布となる。その他の信号のタイミングは実施例1と同様である。   FIG. 12 is a timing chart of the temperature rise mode in the second embodiment. Similar to the output amplifier control signal at the timing t0 when the temperature rise mode starts, the column amplifier control signal PP is always LOW, so that the power supply switch 132 to the column amplifier 101 in the column circuit below the sensor is always turned off. The column amplifier 101 below the sensor is not driven. As a result, the heating unit to be driven is only the column circuit above the sensor, and the temperature distribution on the sensor surface is a one-dimensional monotonic temperature distribution in the vertical direction. Other signal timings are the same as those in the first embodiment.

図13は実施例2における欠陥画素撮影モード時のタイミングチャートである。読出しが始まるt9のタイミングで出力アンプ制御信号PGと同様に、列アンプ制御信号PPはLOWからアクティブになることで、センサ下部の列回路内の列アンプ101への電源供給スイッチがオンし、センサ下部の列アンプ101は駆動する。これにより奇数列に配置された画素の信号を読み出すことが出来る。その他の信号のタイミングは実施例1と同様である。   FIG. 13 is a timing chart in the defective pixel photographing mode in the second embodiment. Similarly to the output amplifier control signal PG, at the timing of reading starting at t9, the column amplifier control signal PP becomes active from LOW, so that the power supply switch to the column amplifier 101 in the column circuit below the sensor is turned on. The lower column amplifier 101 is driven. As a result, the signals of the pixels arranged in the odd columns can be read out. Other signal timings are the same as those in the first embodiment.

図14は本発明の実施例2における欠陥画素検出モード時のセンサの温度分布を表した図である。1401は撮像素子、1402は画素部、1403は出力アンプ、1404は出力アンプ1403への電源供給スイッチ、1405は下部列回路ブロックへの電源供給スイッチを表している。画素部1402の温度分布を、高温を淡色、低温を濃色で表している。上部グラフはセンサ面内水平位置と温度の関係、右部グラフはセンサ面内垂直位置と温度の関係を示している。   FIG. 14 is a diagram showing the temperature distribution of the sensor in the defective pixel detection mode according to the second embodiment of the present invention. Reference numeral 1401 denotes an image sensor, 1402 denotes a pixel portion, 1403 denotes an output amplifier, 1404 denotes a power supply switch to the output amplifier 1403, and 1405 denotes a power supply switch to the lower column circuit block. The temperature distribution of the pixel portion 1402 is represented by light colors for high temperatures and dark colors for low temperatures. The upper graph shows the relationship between the horizontal position in the sensor plane and the temperature, and the right graph shows the relationship between the vertical position in the sensor plane and the temperature.

第2の実施例では出力アンプ1403の他に、センサ下部の列アンプにも電源供給スイッチ1405を設け、図10のステップS1の時、上部列回路だけを駆動させることによって、図14のようにセンサ面内の温度分布を垂直方向に一次元の単調な温度分布に制御することができる。   In the second embodiment, in addition to the output amplifier 1403, a power supply switch 1405 is provided for the column amplifier below the sensor, and only the upper column circuit is driven at step S1 in FIG. The temperature distribution in the sensor plane can be controlled to a one-dimensional monotonous temperature distribution in the vertical direction.

同様に上部列回路の列アンプに電源供給スイッチを設けて、下部列回路を駆動させてもよい。   Similarly, a power supply switch may be provided in the column amplifier of the upper column circuit to drive the lower column circuit.

[実施例3]
前述した2つの実施例では各ブロックの温度に応じて、基準閾値に補正係数をかけて、ブロック毎に閾値を決める方法を用いたが、センサ面内で閾値を固定にし、各ブロックの温度に応じて、各ブロックの画素信号レベルに補正係数をかける方法を用いてもよい。図2の欠陥画素検出閾値補正テーブルのように、実験によって求められた信号値補正係数テーブルを作成する。その補正係数は温度の高い順にu>t>s>r>q>p>oである。図1の記憶器18に、信号値補正係数テーブルをあらかじめ作成しておき、この記憶器18に格納しておく。
[Example 3]
In the two embodiments described above, a method is used in which a threshold value is determined for each block by applying a correction coefficient to the reference threshold according to the temperature of each block. Accordingly, a method of applying a correction coefficient to the pixel signal level of each block may be used. As in the defective pixel detection threshold correction table of FIG. 2, a signal value correction coefficient table obtained by experiment is created. The correction coefficient is u>t>s>r>q>p> o in descending order of temperature. A signal value correction coefficient table is created in advance in the storage device 18 of FIG. 1 and stored in this storage device 18.

図10のステップS10において各ブロックの温度に応じて、ブロック毎に信号値補正係数テーブルを参照し、各ブロックの画素信号値補正係数を算出する。実施例1と同様に領域Aが50℃、領域Bが48℃、領域Cが44℃、領域Dが42℃、領域Eが44℃、領域Fが47℃、領域Gが51℃とする。例えばXブロックのある場所の画素の信号値をβ(x)とすると、補正後の各ブロックのある画素の信号値はAからGの順にoβ(a)、pβ(b)、qβ(c)、rβ(d)、qβ(e)、pβ(f)、oβ(g)となる。これらの補正した信号値と固定閾値とを比較して欠陥画素を検出する。その他の構成は実施例1と同様である。   In step S10 in FIG. 10, the pixel value correction coefficient of each block is calculated by referring to the signal value correction coefficient table for each block according to the temperature of each block. Similarly to Example 1, the region A is 50 ° C., the region B is 48 ° C., the region C is 44 ° C., the region D is 42 ° C., the region E is 44 ° C., the region F is 47 ° C., and the region G is 51 ° C. For example, if the signal value of a pixel at a place where an X block is located is β (x), the signal value of a pixel of each block after correction is Oβ (a), pβ (b), qβ (c) in order from A to G. , Rβ (d), qβ (e), pβ (f), oβ (g). These corrected signal values are compared with a fixed threshold value to detect defective pixels. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

またここで示した3つの実施例では各ブロックにつき1つの温度検出器を用いているが、たとえば上部と中央部の二つに配置して、その二か所の温度から実験的に求められた温度分布の近似関数に当てはめて各ブロックの温度を求めてもよい。また裏面ではなく、画素部の各ブロック、若しくは各行に温度計測素子を埋め込んでもよい。すなわち各ブロックの温度を求めることのできる配置であればよい。また本実施例では温度計測器を用いたが、公知技術である、基準レベルと画素暗出力の差から暗電流を求め、その暗電流から温度を求める技術を用いて温度分布を推測してもよい。   In the three examples shown here, one temperature detector is used for each block. For example, two temperature detectors are arranged in the upper part and the central part, and are obtained experimentally from the two temperatures. You may obtain | require the temperature of each block by applying to the approximate function of temperature distribution. In addition, the temperature measurement element may be embedded in each block or each row of the pixel portion instead of the back surface. That is, any arrangement can be used as long as the temperature of each block can be obtained. In this embodiment, a temperature measuring device is used. However, a temperature distribution can be estimated by using a technique that obtains a dark current from a difference between a reference level and a pixel dark output, and obtains a temperature from the dark current. Good.

本発明の実施例1、実施例2および実施例3によれば、センサの温度上昇の際、発熱源の一部の供給電源をオフした駆動で発熱させることにより、一次元の単調な温度分布になるように回路駆動を制御し、欠陥画素検出を行う。これにより、センサの温度分布を容易に把握することが出来るので、温度ムラによる検出誤差を低減させた精度良い欠陥画素検出を新たな設備を要することなく実現出来る。   According to the first, second, and third embodiments of the present invention, when the temperature of the sensor rises, one-dimensional monotonous temperature distribution is generated by generating heat by driving off a part of the power supply of the heat source. The circuit drive is controlled so that the defective pixel is detected. Thereby, since the temperature distribution of the sensor can be easily grasped, accurate defective pixel detection with reduced detection error due to temperature unevenness can be realized without requiring new equipment.

なお、上記実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術的思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することが出来る。   It should be noted that the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

D1 フォトダイオード(PD)、M1 転送スイッチ、M2 リセットスイッチ、
M3 ソースフォロア(画素アンプ)、M4 行選択スイッチ、
M5 水平転送スイッチ、I 負荷電流源、V 垂直出力線、
Vg 列アンプ電源供給線、PTX 行選択信号、PRES 画素リセット信号、
PSEL 垂直操作信号、PG 出力アンプ制御信号、PP 列アンプ制御信号
D1 photodiode (PD), M1 transfer switch, M2 reset switch,
M3 source follower (pixel amplifier), M4 row selection switch,
M5 horizontal transfer switch, I load current source, V vertical output line,
Vg column amplifier power supply line, PTX row selection signal, PRES pixel reset signal,
PSEL vertical operation signal, PG output amplifier control signal, PP column amplifier control signal

Claims (5)

固体撮像素子の欠陥画素の検出が可能な撮像素子の欠陥画素検出システムにおいて、
複数の画素を有する固体撮像素子と、
上記固体撮像素子を通常撮影時に駆動する駆動回路において、第一の駆動手段と、一部の駆動回路の電源供給を遮断することができ、その状態で駆動することができる第二の駆動手段とを具備する撮像素子駆動部と、
上記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段で検出した温度に応じて欠陥画素検出閾値に補正を加える補正手段と
を具備することを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素検出システム。
In a defective pixel detection system of an image sensor capable of detecting a defective pixel of a solid-state image sensor,
A solid-state imaging device having a plurality of pixels;
In the drive circuit that drives the solid-state imaging device during normal photographing, the first drive means and the second drive means that can cut off the power supply to some of the drive circuits and can drive in that state An image sensor driving unit comprising:
Temperature detecting means for detecting the temperature of the solid-state imaging device;
A defective pixel detection system for a solid-state imaging device, comprising: correction means for correcting a defective pixel detection threshold according to the temperature detected by the temperature detection means.
固体撮像素子の欠陥画素情報の検出が可能な撮像素子の欠陥画素検出システムにおいて、
複数の画素を有する固体撮像素子と、
上記固体撮像素子を通常撮影時に駆動する駆動回路において、第一の駆動手段と、一部の駆動回路の電源供給を遮断することができ、その状態で駆動することができる第二の駆動手段とを具備する撮像素子駆動部と、
上記固体撮像素子の温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段で検出した温度に応じて画素信号値に補正を加える補正手段と
を具備することを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素検出システム。
In a defective pixel detection system of an image sensor capable of detecting defective pixel information of a solid-state image sensor,
A solid-state imaging device having a plurality of pixels;
In the drive circuit that drives the solid-state imaging device during normal photographing, the first drive means and the second drive means that can cut off the power supply to some of the drive circuits and can drive in that state An image sensor driving unit comprising:
Temperature detecting means for detecting the temperature of the solid-state imaging device;
A defective pixel detection system for a solid-state imaging device, comprising: correction means for correcting a pixel signal value in accordance with the temperature detected by the temperature detection means.
上記第二の駆動手段は上記固体撮像素子の出力アンプへの供給電源を遮断して駆動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の欠陥画素検出システム。 3. The defective pixel detection system according to claim 1, wherein the second driving unit is driven by cutting off power supplied to an output amplifier of the solid-state imaging device. 上記第二の駆動手段は上記固体撮像素子の出力アンプと上記固体撮像素子の上辺または下辺いずれか1辺に隣接する列回路への供給電源を遮断して駆動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の欠陥画素検出システム。 2. The second driving unit is configured to drive by cutting off a power supply to an output amplifier of the solid-state imaging device and a column circuit adjacent to either one of the upper side or the lower side of the solid-state imaging device. Or the defective pixel detection system of Claim 2. 遮光画像取得時の蓄積期間において、第二の駆動手段による駆動を継続することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の欠陥画素検出システム。 3. The defective pixel detection system according to claim 1, wherein the driving by the second driving unit is continued during the accumulation period at the time of acquiring the light-shielded image.
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