CN102098431A - 图像拾取设备和缺陷检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：提供部分，配置为提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于所述固态图像拾取元件中的一个或多个像素；以及检测部分，配置为检测像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
Description
技术领域
本发明涉及图像拾取设备和缺陷检测方法，并且具体涉及这样的图像拾取设备和缺陷检测方法，其使得能够在没有用于挡光的光屏蔽器件(如可变光阑等)的情况下，更容易和以低成本进行图像拾取设备的固态图像拾取元件中的缺陷检测。
背景技术
在固态图像拾取元件中出现的缺陷像素的校正包括静态缺陷校正和动态缺陷校正。
静态缺陷校正校正通过在从工厂装运之前等测试固态图像拾取元件所检测到的缺陷像素。在静态缺陷校正中，所有缺陷像素的地址作为测试的结果存储在非易失性存储器中。因此，基于正常的周围像素内插对应于该地址的像素的像素值是足够的。因此可以容易地校正缺陷像素。
然而，因为需要预先测试固态图像拾取元件，并且提供非易失性存储器，所以芯片成本的增加是不可避免的。此外，当缺陷像素中的缺陷以取决于如温度、电压值等的状态的程度改变时，测试时缺陷的程度和缺陷校正时缺陷的程度可能相互不同，使得可能没有适当地校正缺陷像素。
另一方面，通过例如在流动(streaming)期间执行作为检测目标的像素和周围像素的像素值之间的相对比较，动态缺陷校正检测缺陷像素，并且校正检测到的缺陷像素。在动态缺陷校正中，在任何时间检测缺陷像素。因此，不需要提供用于存储所有缺陷像素的地址的非易失性存储器，并且提供小容量线存储器是足够的。
用于检测这样的缺陷像素的方法根据执行该方法的信号处理电路的算法而不同，并且检测的精度和缺陷像素的校正受信号处理电路的处理能力很大的影响。
例如，近来，固态图像拾取元件已经小型化，并且在像素的数目上增加，并且形成像素的光电二极管(PD)的光接收区域已经稳定地减小。为了补救，存在即使仅稍稍通过使得放大晶体管、重置晶体管、浮置扩散(FD)等由多个像素共享，也增加PD的光接收区域的趋势。因此，例如当在由多个像素共享的FD中出现缺陷时，所有的共享像素看起来是缺陷像素。因此，动态缺陷检测要求更精确的缺陷检测。此外，共享像素的数目越大，用于检测缺陷像素的线存储器的所需要的容量越高。
顺便提及，提出了一种技术，其通过例如在可变光阑关闭一次的状态下(也就是说，在接通电源时固态图像拾取元件被光屏蔽的状态下)，在图像拾取设备中执行图像拾取，并且检测从固态图像拾取元件的各个像素的像素值突出的像素值，检测缺陷像素。
例如，存在一种技术，用于通过在可变光阑关闭的状态执行图像拾取，检测和校正具有不同温度特性的缺陷像素(见日本专利公开No.2009-105582，下文中称为专利文献1)。
发明内容
然而，专利文献1等的上述技术不能应用于在没有可变光阑的便携式电话等中提供的固态图像拾取元件。
已经鉴于这样的情况做出了本发明，并且本发明使得能够在没有用于挡光的光屏蔽器件(如可变光阑等)的情况下，更容易和以低成本进行图像拾取设备的固态图像拾取元件中的缺陷检测。
根据本发明的第一实施例，提供一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：提供部件，用于提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于所述固态图像拾取元件中的一个或多个像素；以及检测部件，用于检测像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
在重置所述浮置扩散的电荷之前，所述提供部件可以提供用于重置形成所述像素的光电二极管中累积的电荷的信号。
在重置所述浮置扩散的电荷之前，所述提供部件可以提供用于重置形成邻近所述像素的邻近像素的光电二极管中累积的电荷的信号。
所述图像拾取设备还可包括存储部件，用于存储指示在所述固态图像拾取元件中的二维阵列上、由所述检测部件检测到的所述像素的位置的地址。
所述图像拾取设备还可以包括校正部件，用于当读取对应于指示在所述固态图像拾取元件中的二维阵列上、由所述检测部件检测到的所述像素的位置的地址的像素时，基于读取的所述像素周围的周围像素的像素值，校正读取的所述像素的像素值。
根据本发明的第一实施例，提供一种在没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备的固态图像拾取元件中的缺陷检测方法，所述缺陷检测方法包括以下步骤：提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于所述固态图像拾取元件中的一个或多个像素；以及检测像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
在本发明的第一实施例中，在固态图像拾取元件中提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于一个或多个像素；并且检测像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
根据本发明的第二实施例，提供一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：提供部件，用于提供用于重置浮置扩散的电荷的信号、以及用于重置光电二极管中累积的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于一个或多个像素，所述光电二极管形成所述固态图像拾取元件中的像素；以及检测部件，用于检测像素，其中在从所述浮置扩散的电荷的重置起的短曝光时间中、重置所述光电二极管中累积的电荷时，所述像素的输出急剧改变。
在本发明的第二实施例中，在固态图像拾取元件中提供用于重置浮置扩散的电荷的信号、以及用于重置形成像素的光电二极管中累积的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于一个或多个像素；并且检测像素，其中在从所述浮置扩散的电荷的重置起的短曝光时间中、重置所述光电二极管中累积的电荷时，所述像素的输出急剧改变。
根据本发明的第一和第二实施例，在没有用于挡光的光屏蔽器件(如可变光阑等)的情况下，可以更容易和以低成本进行图像拾取设备的固态图像拾取元件中的缺陷检测。
附图说明
图1是示出应用本发明的图像拾取设备的实施例的配置示例的框图；
图2是示出图像传感器的电路配置的示例的图；
图3是辅助说明共享像素单元的正常操作的时序图；
图4是辅助说明缺陷检测处理的示例的流程图；
图5是辅助说明图4的缺陷检测处理中共享像素单元的操作的时序图；
图6是辅助说明缺陷检测处理的示例的流程图；以及
图7是辅助说明图6的缺陷检测处理中共享像素单元的操作的时序图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的优选实施例。顺便提及，将以以下顺序进行描述。
1.第一实施例(当浮置扩散具有缺陷时的缺陷检测)
2.第二实施例(当光电二极管具有在短时段中增长的缺陷时的缺陷检测)
<1.第一实施例>
[图像拾取设备的配置示例]
图1是示出应用本发明的图像拾取设备的实施例的配置示例的框图。
图1的图像拾取设备11是在没有用于挡光的光屏蔽器件(如可变光阑等)的情况下提供有图像拾取功能的便携式电话或个人计算机。图像拾取设备11可以是任何设备，只要图像拾取设备11没有光屏蔽器件，但是具有使用固态图像拾取元件的图像拾取功能。假设图像拾取设备11是提供有图像拾取功能的便携式电话，将进行以下的描述。
图1的图像拾取设备11包括镜头部分21、图像传感器22、A/D(模拟到数字)转换器23、操作部分24、控制部分25、时序控制部分26、检测部分27、地址存储部分28、图像处理部分29、显示部分30、编解码器处理部分31、以及记录部分32。
镜头部分21调整对被摄体的聚焦，会聚来自聚焦位置的光，并且将会聚的光提供到图像传感器22。
图像传感器22是通过CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)等形成的固态图像拾取元件。图像传感器22接收使得在图像传感器22上入射的光(入射光)，通过以由时序控制部分26控制的时序执行光的光电转换，将光转换为对应于光的强度的电压信号(模拟信号)，然后将电压信号提供到A/D转换器23。从图像传感器22输出的电压信号由在图像传感器22中二维排列的每个像素(光电转换元件)输出。
A/D转换器23将每个像素的电压信号转换为数字图像信号(下文中也适当地称为像素信号)，该电压信号以预定时序从图像传感器22提供。A/D转换器23以预定时序将数字图像信号顺序提供到检测部分27和图像处理部分29。
操作部分24例如由三向滚轮键(jog dial，注册商标)、键、按钮或触摸面板形成。操作部分24接收由用户输入的操作，并且将对应于操作输入的信号提供到控制部分25。
基于对应于用户的操作输入的信号(该信号从操作部分24输入)，控制部分25控制镜头部分21、图像传感器22、A/D转换器23、时序控制部分26、图像处理部分29、显示部分30、编解码器处理部分31、以及记录部分32。
时序控制部分26基于控制部分25的控制，将用于驱动图像传感器22的驱动信号提供到图像传感器22。时序控制部分26从而控制图像传感器22的驱动的时序。
检测部分27基于每个像素的电压信号的电压电平(该电压信号从A/D转换器23以预定时序提供)，检测具有缺陷(缺陷像素)的像素。检测部分27将指示二维阵列上检测到的缺陷像素的位置的地址，提供到地址存储部分28。
地址存储部分28形成为易失性存储器。地址存储部分28存储缺陷像素的地址，该地址从检测部分27提供。缺陷像素的地址适当地输出到图像处理部分29，该地址存储在地址存储部分28中。
图像处理部分29使从A/D转换器23提供的图像信号经历各种图像处理，如白平衡调整、去马赛克(demosaic)处理、矩阵处理、伽玛校正和YC转换，然后将图像信号提供到显示部分30和编解码器处理部分31。
此外，图像处理部分29具有校正单元29a。校正单元29a读取缺陷像素的地址(该地址存储在地址存储部分28中)，并且当图像信号经历上述图象处理时，对对应于该地址的像素的图像信号(像素值)执行预定的校正处理。
在图像拾取设备11是便携式电话的情况下，显示部分30形成为液晶显示器。显示部分30显示无线电波接收的状态、电池剩余量、要呼叫方的姓名和在电话本中登记的电话号码、传输的历史、电子邮件的内容、网页等，并且基于来自图像处理部分29的图像信号显示被摄体的图像。
编解码器处理部分31使来自图像处理部分29的图像信号经历预定系统的编码处理，然后将作为编码处理的结果获得的图像数据提供到记录部分32。
记录部分32记录来自编解码器处理部分31的图像数据。记录部分32中记录的图像数据适当地输出到图像处理部分29，从而提供到显示部分30，使得显示相应的图像。
[图像传感器的电路配置的示例]
接下来将参照图2描述图像传感器22的电路配置的示例。
图2所示的电路形成为使得电路中存在两个光电二极管(像素)的共享像素单元。
图2中的共享像素单元41包括光电二极管(PD0和PD1)51-1和51-2、传送晶体管(M0和M1)52-1和52-2，浮置扩散(FD)53、重置晶体管(M2)54、放大晶体管(M3)55、以及选择晶体管(M4)56。
光电二极管51-1和51-2的阳极接地。光电二极管51-1和51-2的阴极分别连接到传送晶体管52-1和52-2的源极。传送晶体管52-1和52-2的漏极每个连接到重置晶体管54的漏极和放大晶体管55的栅极。该连接点形成浮置扩散53。
重置晶体管54的源极和放大晶体管55的源极连接到预定电源电压VDD。放大晶体管55的漏极连接到选择晶体管56的源极。选择晶体管56的漏极连接到垂直信号线(VSL)57。此外，图1中描述的A/D转换器23连接在垂直信号线57之后的级中。
传送晶体管52-1和52-2的栅极、重置晶体管54的栅极和选择晶体管56的栅极，每个经由图2中未示出的控制线连接到图1中的时序控制部分26，以便提供有作为驱动信号的脉冲。
光电二极管51-1和51-2执行入射光的光电转换，从而生成对应于光量的电荷，并且累积电荷。
传送晶体管52-1和52-2根据从时序控制部分26(图1)提供的驱动信号TG0和TG1，接通/切断从光电二极管51-1和51-2到浮置扩散53的电荷的传送。例如，当处于H(高)电平的驱动信号TG0提供到传送晶体管52-1时，传送晶体管52-1将光电二极管51-1中累积的电荷传送到浮置扩散53。当处于L(低)电平的驱动信号TG0提供到传送晶体管52-1时，传送晶体管52-1停止电荷的传送。顺便提及，在传送晶体管52-1和52-2停止到浮置扩散53的电荷的传送的同时，通过光电二极管51-1和51-2的光电转换获得的电荷分别累积在光电二极管51-1和51-2中。
浮置扩散53累积从传送晶体管52-1和52-2传送的电荷，并且将电荷转换为电压。
重置晶体管54根据从时序控制部分26提供的驱动信号RST，接通/切断浮置扩散53中累积的电荷的放电。例如，当处于H电平的驱动信号RST提供到重置晶体管54时，重置晶体管54将浮置扩散53箝位到电源电压VDD，从而将浮置扩散53中累积的电荷放电(重置)。当处于L电平的驱动信号RST提供到重置晶体管54时，重置晶体管54将浮置扩散53设置于电浮置状态。
放大晶体管55放大对应于浮置扩散53中累积的电荷的电压。通过放大晶体管55放大的电压(电压信号)经由选择晶体管56输出到垂直信号线57。
选择晶体管56根据从时序控制部分26提供的驱动信号SEL，接通/切断从放大晶体管55到垂直信号线57的电压信号的输出。例如，当处于H电平的驱动信号SEL提供到选择晶体管56时，选择晶体管56输出电压信号到垂直信号线57。当处于L电平的驱动信号SEL提供到选择晶体管56时，选择晶体管56停止电压信号的输出。
因此，根据从时序控制部分26提供的驱动信号TG0和TG1、驱动信号RST和驱动信号SEL，驱动共享像素单元41。
[共享像素单元的正常操作]
接下来将参照图3的时序图，描述当光电二极管(PD0)51-1的像素信号输出到A/D转换器23时共享像素单元41的正常操作。
驱动信号SEL、驱动信号TG0和TG1和驱动信号RST从图3的顶部起以第一到第四的顺序示出。在浮置扩散(FD)53和垂直信号线(VSL)57的电压的电压电平从图3的顶部起分别在第五和第六示出。
首先，当驱动信号SEL在时间T0设为H电平时，到VSL 57的输出接通，使得增加VSL 57的电压电平。
在时间T1到T2的时段中处于脉冲形式的H电平的驱动信号RST重置FD 53中累积的电荷。
在时间T3，A/D转换器23例如从该状态读出VSL 57的电压。因此，完成光电二极管51-1的重置状态的读出。
接下来，当驱动信号TG0在时间T4设为H电平时，光电二极管51-1中累积的电荷传送到FD 53。此时，根据传送的电荷量确定FD 53的电压电平(时间T5)。此外，VSL 57的电压电平经由放大晶体管55和选择晶体管56同时确定。
在时间T6，A/D转换器23例如从该状态读出VSL 57的电压。因此，完成光电二极管51-1的传送状态的读出。
然后，执行所谓的CDS(相关双采样)处理，该处理通过获得如上所述读出的重置状态和传送状态之间的差去除噪声。因此，可以读出从其去除噪声的像素信号。
[共享像素单元中的缺陷检测处理]
接下来将参照图4的流程图和图5的时序图描述图2中共享像素单元41中的缺陷检测处理。
例如，在接通图像拾取设备11的电源时，在改变操作模式为像素添加模式、像素离散减少模式等时，以及在像素信号的输出之前，执行共享像素单元41中的缺陷检测处理。以下将描述在接通图像拾取设备11的电源时执行的缺陷检测处理。
在步骤S11，图像拾取设备11(图1)中的控制部分25基于来自操作部分24的信号，确定是否由用户操作了作为操作部分24的电源按钮，以便给出用于接通图像拾取设备11的电源的指令。
当在步骤S11确定没有给出用于接通电源的指令时，重复步骤S11的处理直到给出用于接通电源的指令。
当在步骤S11确定给出了用于接通电源的指令时，控制部分25启动图中未示出的电源电路。处理进行到步骤S12。
在步骤S12，控制部分25取消图像拾取设备11的每个部分的待机状态。通过取消图像拾取设备11的每个部分的待机状态，并且从电源电路提供电源到图像拾取设备11的每个部分，启动图像拾取设备11的每个部分。
在步骤S13，在图像传感器22的待机状态取消并且从电源电路提供电源到图像传感器22的情况下，通过控制部分25的控制启动图像传感器22。更具体地，控制部分25通过控制时序控制部分26操作图像传感器22中的共享像素单元41，如图5的时序图所示。
如在图3的时序图的情况下，图5的时序图从图5的顶部起以第一、第四、第五和第六的顺序示出驱动信号SEL、驱动信号TG0和TG1和驱动信号RST，并且从图5的顶部起分别在第七和第八示出在FD 53和VSL 57的电压的电压电平。
从图5的顶部起，分别在第二和第三示出邻近共享像素单元41的共享像素单元的驱动信号TG(对应于共享像素单元41中的驱动信号TG0和TG1)和驱动信号RST。顺便提及，邻近共享像素单元41的共享像素单元的驱动信号TG和驱动信号RST，下文中将分别简称为邻近驱动信号TG和邻近驱动信号RST。
在启动图像传感器22之后，控制部分25在从时间T0到时间T1的时段中通过控制时序控制部分26，设置邻近驱动信号TG和邻近驱动信号RST、驱动信号TG0和TG1、以及驱动信号RST为脉冲形式的H电平。
因此，重置在光电二极管51-1和51-2以及FD 53中累积的电荷，并且重置在邻近共享像素单元中的光电二极管中累积的电荷。通常，光电二极管紧在接通电源之后很可能用电荷饱和。因此，可能抑制来自邻近共享像素单元的电荷的漏入(leak in)，也就是说，当邻近共享像素单元的光电二极管用电荷饱和时所谓的高光溢出(blooming)。
接下来，在时间T2，控制部分25通过控制时序控制部分26设置选择信号SEL为H电平。
当控制部分25在从时间T3到时间T4的时段中通过控制时序控制部分26设置驱动信号RST为脉冲形式的H电平时，再次重置FD 53中累积的电荷。
在像素信号的读出时的正常操作中(该正常操作已经参照图3的时序图描述)，驱动信号TG0在从时间T5到时间T6的时段中从该状态设为H电平。然而，在缺陷检测处理中，时序控制部分26从时间T5到时间T6的时段中不设置驱动信号TG0为H电平，如由图5中的虚线的圆圈标记所指示的。也就是说，重置状态在共享像素单元41(光电二极管51-1)中继续。
返回到图4的流程图，检测部分27在步骤S14确定从FD 53的重置经过一定时间之后VSL 57的电压电平的改变是否大于预定阈值。
当在步骤S14确定从FD 53的重置经过一定时间之后VSL 57的电压电平的改变不大于预定阈值，也就是说，当FD 53的电压电平在时间T6之后在图5的时序图中的时间T7没有改变，并且VSL 57的电压电平在时间T6之后在时间T7又没有改变时，如由实线A所示，确定FD 53不具有缺陷。处理跳过步骤S15，并且进行到步骤S16。
另一方面，当在步骤S14确定从FD 53的重置经过一定时间之后VSL 57的电压电平的改变大于预定阈值，也就是说，当FD 53的电压电平在时间T6之后在图5的时序图中的时间T7改变，并且VSL 57的电压电平的改变在时间T6之后在时间T7又大于预定阈值时，确定FD 53具有缺陷。处理进行到步骤S15。
更具体地，当FD 53和VSL 57的电压电平从时间T6到时间T7下降时，如由图5的时序图中的虚线B所指示的，确定存在白缺陷。当FD 53和VSL57的电压电平从时间T6到时间T7上升时，如由长短交替虚线C所指示的，确定存在黑缺陷。当像素具有白缺陷时，像素的输出电平高于原始输出电平，并且像素在图像中表现为白。另一方面，当像素具有黑缺陷时，像素的输出电平低于原始输出电平，并且像素在图像中表现为黑。
当在从时间T6到时间T7的时段期间VSL 57的电压电平的改变因此大于预定阈值时，检测部分27在步骤S15为地址存储部分28提供指示设为缺陷检测的目标的像素(光电二极管51-1)的位置的地址作为缺陷像素的地址，并且使得地址存储部分28存储该地址。
在步骤S16，控制部分25确定是否已经对图像传感器22中的所有像素执行步骤S14和S15的处理。
当在步骤S16确定还没有对所有像素执行步骤S14和S15的处理时，处理进行到步骤S17，其中控制部分25将用于计数地址的地址值，增加到对应于接下来要设为处理的目标的像素的地址的地址值，该地址值保持在图中未示出的存储器中。然后，重复步骤S14到S17的处理。
另一方面，当在步骤S16确定已经对所有像素执行步骤S14和S15的处理时，处理结束。
当要在显示部分30上显示用于允许用户检查被摄体的图像(该图像正在被拾取)的所谓直通图像(through image)时，例如，在如上所述的缺陷检测之后，如参照图3的时序图所述，读出像素信号(像素值)。此时，图像处理部分29的校正单元29a读取地址存储在地址存储部分28中的缺陷像素的地址。当读出对应于该地址的像素(校正目标像素)的像素值时，校正单元29a例如通过从校正目标像素周围的像素获得校正目标像素的像素值的预测值，并且用预测值替换像素值，校正该校正目标像素的像素值。
顺便提及，用于校正该校正目标像素的像素值的方法不限于上述方法，而是可以是另一方法。
根据上面的处理，没有用于挡光的光屏蔽器件(如可变光阑等)的图像拾取设备，不需要将固态图像拾取元件设置在光屏蔽状态，并且不需要具有用于存储缺陷像素的地址的非易失性存储器。因此，可以更容易和以低成本检测如上所述的图像拾取设备的固态图像拾取元件中的浮置扩散处的缺陷。
顺便提及，尽管在图4的流程图中对图像传感器22中的所有像素执行步骤S14和S15的处理，但是可以对共享像素单元中的像素之一执行步骤S14和S15的处理，因为作为缺陷检测的实际目标的FD 53由共享像素单元中的像素所共享。因此，当两个像素共享共享像素单元时，处理所有像素的一半处理量足够了，并且当四个像素共享共享像素单元时，处理所有像素的四分之一的处理量足够了。此外，当共享像素单元中像素的地址相互关联时，共享像素单元中像素之一的地址足够作为地址存储在地址存储部分28中的缺陷像素的地址。
在上面，已经进行了在浮置扩散(FD)具有缺陷的情况下的缺陷检测处理(该处理下文中将称为FD缺陷检测处理)的描述。以下，将进行光电二极管(PD)具有如在短时间中增长的缺陷的情况下的缺陷检测处理(该处理下文中将称为PD短时间缺陷检测处理)的描述。
<2.第二实施例>
执行PD短时间缺陷检测处理的图像拾取设备的配置，基本类似于图1所示的图像拾取设备11的配置，因此将省略其描述。
[共享像素单元中的缺陷检测处理]
以下将参照图6的流程图和图7的时序图描述PD短时间缺陷检测处理。
顺便提及，图6的流程图中步骤S31到S33的处理和步骤S35到S37的处理，类似于图4的流程图中步骤S11到S13的处理和步骤S15到S17的处理，因此将省略其描述。
此外，图7的时序图中时间T0到T4的操作类似于图5的时序图中时间T0到T4的操作，因此将省略其描述。
具体地，在步骤S34，检测部分27确定在重置FD 53之后当传送晶体管52-1导通时VSL 57的电压电平是否急剧改变。
在参照图5的时序图描述的FD缺陷检测处理的操作中，从时间T4之后FD 53中累积的电荷重置的状态起，驱动信号TG0在从时间T5到时间T6的时段中不设置为H电平。然而，在图7的时序图中所示的PD短时间缺陷检测处理的操作中，时序控制部分26在从时间T5到时间T6的时段中将驱动信号TG0设置为H电平。
此时，光电二极管51-1中累积的电荷传送到FD 53。光电二极管51-1中累积的电荷，仅仅是在从重置电荷的时间T1到时间T6的时段(曝光时间)中累积的电荷量。尽管依赖于由光电二极管51-1接收的光量，但是因为从时间T1到时间T6的时段是非常短时间，所以在该时段期间累积的电荷是非常小的电荷量，因此输出几乎接近于黑像素的像素信号的像素信号。
因此，当光电二极管51-1不具有缺陷时，在时间T7的FD 53的电压电平不从时间T6改变，并且在时间T7的VSL 57的电压电平又不从时间T6改变，如由图7的时序图中实线A所指示的。也就是说，当在步骤S34确定，当从FD 53的重置起在短曝光时间中传送晶体管52-1导通时、VSL 57的电压电平不改变时，处理跳过步骤S35，并且进行到步骤S36。
另一方面，当光电二极管51-1具有缺陷时，FD 53的电压电平和VSL 57的电压电平在时间T5急剧下降，如由图7的时序图中的虚线B所指示的。这出现在当短时间中缺陷增长在光电二极管51-1中出现、并且超过正常传送到FD 53的电荷量的电荷量传送到FD 53时。也就是说，当在步骤S34(图7的时序图中的时间T7)确定，当从FD 53的重置起的短曝光时间中传送晶体管52-1导通时、VSL 57的电压电平急剧下降时，处理进行到步骤S35。顺便提及，在图7的示例中出现的缺陷是白缺陷，其使得特别是白点看起来在图像中迅速地扩张。
顺便提及，已经参照图7的时序图描述了在光电二极管51-1中缺陷在短时间中增长的示例。同样在FD 53中缺陷(白缺陷)在短时间中增长的情况下，FD 53的电压电平和VSL 57的电压电平急剧下降。
同样在如上所述的PD短时间缺陷检测处理之后，如在FD缺陷检测处理之后，如参照图3的时序图所述读出像素信号(像素值)。此时，图像处理部分29的校正单元29a读取缺陷像素的地址，该地址存储在地址存储部分28中。当读出对应于该地址的像素(校正目标像素)的像素值时，校正单元29a例如通过从校正目标像素周围的像素获得校正目标像素的像素值的预测值，并且用预测值替换像素值，校正该校正目标像素的像素值。
根据上面的处理，没有用于挡光的光屏蔽器件(如可变光阑等)的图像拾取设备，不需要将固态图像拾取元件设置在光屏蔽状态，并且不需要具有用于存储缺陷像素的地址的非易失性存储器。因此，可以更容易和以低成本检测如上所述的图像拾取设备的固态图像拾取元件中、光电二极管或浮置扩散处短时间中增长的缺陷。
顺便提及，以上，图像拾取设备11(图1)将由检测部分27检测的缺陷像素的地址存储在地址存储部分28中。然而，检测部分27可以直接提供检测到的缺陷像素的地址到图像处理部分29。也就是说，用于执行检测部分27的处理的芯片和用于执行图像处理部分29的处理的芯片可以相互分开提供，或者可以提供用于执行检测部分27的处理和图像处理部分29的处理的一个芯片。此外，当通过另一芯片执行图像处理部分29的处理之后的处理时，该芯片可以进行从图像传感器22输出的所谓RAW数据的阈值确定，从而检测和校正缺陷像素。
此外，以上，图像传感器22中的放大晶体管、重置晶体管、浮置扩散等由两个像素共享。然而，共享像素的数目不限于2，并且放大晶体管、重置晶体管、浮置扩散等不需要被共享。
上述系列处理不但可以通过硬件而且可以通过软件执行。当系列处理要通过软件执行时，构成软件的程序从程序记录介质安装到并入专用硬件的计算机、或例如可以通过在其上安装各种程序来执行各种功能的通用个人计算机上。
要注意的是，通过计算机执行的程序可以是以本说明书中描述的顺序以时间序列执行处理的程序，或者可以是并行或在例如当进行调用时以需要的时序执行处理的程序。
此外，本发明的实施例不限于前述实施例，并且可以进行各种改变而不背离本发明的精神。
本申请包含涉及于2009年12月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-283760中公开的主题，在此通过引用并入其全部内容。
本领域技术人员应当理解，依赖于设计需求和其他因素可以出现各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在权利要求或其等效物的范围内。
Claims (9)
1.一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：
提供部件，用于提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于所述固态图像拾取元件中的一个或多个像素；以及
检测部件，用于检测所述像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
2.如权利要求1所述的图像拾取设备，
其中，在重置所述浮置扩散的电荷之前，所述提供部件提供用于重置形成所述像素的光电二极管中累积的电荷的信号。
3.如权利要求2所述的图像拾取设备，
其中，在重置所述浮置扩散的电荷之前，所述提供部件提供用于重置形成邻近所述像素的邻近像素的光电二极管中累积的电荷的信号。
4.如权利要求1所述的图像拾取设备，还包括：
存储部件，用于存储指示在所述固态图像拾取元件中的二维阵列上、由所述检测部件检测到的所述像素的位置的地址。
5.如权利要求1所述的图像拾取设备，还包括：
校正部件，用于当读取对应于指示在所述固态图像拾取元件中的二维阵列上、由所述检测部件检测到的所述像素的位置的地址的像素时，基于读取的所述像素周围的周围像素的像素值，校正读取的所述像素的像素值。
6.一种在没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备的固态图像拾取元件中的缺陷检测方法，所述缺陷检测方法包括以下步骤：
提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于所述固态图像拾取元件中的一个或多个像素；以及
检测所述像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
7.一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：
提供部件，用于提供用于重置浮置扩散的电荷的信号、以及用于重置光电二极管中累积的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于一个或多个像素，所述光电二极管形成所述固态图像拾取元件中的所述像素；以及
检测部件，用于检测所述像素，其中在从所述浮置扩散的电荷的重置起的短曝光时间中、重置所述光电二极管中累积的电荷时，所述像素的输出急剧改变。
8.一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：
提供部分，配置为提供用于重置浮置扩散的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于所述固态图像拾取元件中的一个或多个像素；以及
检测部分，配置为检测所述像素，其中从所述浮置扩散的电荷的重置起经过一定时间之后，所述像素的输出的改变大于预定阈值。
9.一种没有用于阻挡由固态图像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的图像拾取设备，所述图像拾取设备包括：
提供部分，配置为提供用于重置浮置扩散的电荷的信号、以及用于重置光电二极管中累积的电荷的信号，布置所述浮置扩散以便对应于一个或多个像素，所述光电二极管形成所述固态图像拾取元件中的所述像素；以及
检测部分，配置为检测所述像素，其中在从所述浮置扩散的电荷的重置起的短曝光时间中、重置所述光电二极管中累积的电荷时，所述像素的输出急剧改变。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600085A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 索尼公司 | 固态摄像器件、信号处理器件和电子装置 |
| CN105530508A (zh) * | 2014-10-21 | 2016-04-27 | 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 | 用于像素阵列的片上测试的电路和方法 |
| CN113038012A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-25 | 上海悦易网络信息技术有限公司 | 一种智能终端的外观缺陷检测方法及设备 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP2874388B1 (en) * | 2013-11-15 | 2019-05-15 | Sony Depthsensing Solutions | Method for avoiding pixel saturation |
| KR102247564B1 (ko) * | 2014-11-13 | 2021-05-03 | 삼성전자 주식회사 | 화소 처리 장치, 이를 포함하는 이미지 신호 처리 장치, 및 이를 포함하는 이미지 처리 시스템 |
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| CN109348216A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-15 | 凌云光技术集团有限责任公司 | 一种坏点检测和平场校准的联合处理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030128285A1 (en) * | 2002-01-09 | 2003-07-10 | Hiroshi Itoh | Image pickup apparatus |
| CN1917655A (zh) * | 2005-08-18 | 2007-02-21 | 索尼株式会社 | 图像摄取装置以及缺陷像素校正装置和方法 |
| JP2009105582A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Sony Corp | ノイズ補正回路、撮像装置及びノイズ補正方法 |
| CN101521216A (zh) * | 2008-02-26 | 2009-09-02 | 索尼株式会社 | 固态成像装置和照相机 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8031249B2 (en) * | 2007-01-11 | 2011-10-04 | Micron Technology, Inc. | Missing pixel architecture |
| US20110013053A1 (en) * | 2008-09-29 | 2011-01-20 | Rui Chen | Defective pixel detection and correction |
| US8217328B2 (en) * | 2009-05-05 | 2012-07-10 | Himax Imaging, Inc. | Low noise pixel readout circuit with high conversion gain |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030128285A1 (en) * | 2002-01-09 | 2003-07-10 | Hiroshi Itoh | Image pickup apparatus |
| CN1917655A (zh) * | 2005-08-18 | 2007-02-21 | 索尼株式会社 | 图像摄取装置以及缺陷像素校正装置和方法 |
| JP2009105582A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Sony Corp | ノイズ補正回路、撮像装置及びノイズ補正方法 |
| CN101521216A (zh) * | 2008-02-26 | 2009-09-02 | 索尼株式会社 | 固态成像装置和照相机 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600085A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 索尼公司 | 固态摄像器件、信号处理器件和电子装置 |
| CN110545389A (zh) * | 2013-10-31 | 2019-12-06 | 索尼半导体解决方案公司 | 固态摄像器件、信号处理器件和电子装置 |
| CN110545389B (zh) * | 2013-10-31 | 2022-03-18 | 索尼半导体解决方案公司 | 摄像器件 |
| CN105530508A (zh) * | 2014-10-21 | 2016-04-27 | 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 | 用于像素阵列的片上测试的电路和方法 |
| US10484676B2 (en) | 2014-10-21 | 2019-11-19 | STMicroelectronics (Grenoble 2) SA | Circuit and method for on-chip testing of a pixel array |
| CN113038012A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-25 | 上海悦易网络信息技术有限公司 | 一种智能终端的外观缺陷检测方法及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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