JP2001086411A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素欠陥の時間変化による検出誤りを防止す
ることを通じてより正確な欠陥検出を行い、また、空間
解像度を劣化させることなく欠陥補正を行うことのでき
る固体撮像装置を提供する。 【解決手段】 撮像光学系の光路中に介挿された光学部
材１３を駆動手段１４によって駆動することにより固体
撮像素子１２に入射する光の結像位置を変位させる。固
体撮像素子１２からの撮像信号ａをＡ／Ｄ変換器１５に
よってディジタル信号ｂとし、映像メモリ１６に格納す
る。画素欠陥検出手段１７は、Ａ／Ｄ変換器１５からの
後のフレームの１画素分のデータと映像メモリ１６から
の前のフレームの１画素分のデータとの比較によって画
素欠陥を検出する。欠陥補正手段１８は、画素欠陥検出
手段１７からの検出位置情報信号ｅに基づいて欠陥画素
についてはその信号レベルを他の正常な受光画素で撮像
した信号と置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の画
素欠陥を検出し、補正処理を行う固体撮像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像装置に用いるＣＣＤ（電荷結合
デバイス）などの固体撮像素子においては、製造プロセ
ス等が原因で受光素子の一部に欠陥を生じてしまうこと
がある。これを固体撮像素子の画素欠陥（キズ）とい
い、画素欠陥の多いものは不採用となるが、画素欠陥の
少ないものは信号処理で欠陥部分を検出し、欠陥補正す
ることにより使用することができる。

【０００３】画素欠陥を検出し補正する方法として、例
えば特開平１０−３２２６０３号公報に開示されている
ような方法が一般的に用いられている。従来の構成例を
図７に示し、この方法について簡単に説明する。図７に
おいて、符号の７１は光学レンズ、７３は固体撮像素
子、ａは固体撮像素子７３からの撮影信号、７５はＡ／
Ｄ変換器、ｂはＡ／Ｄ変換器７５からのディジタル信
号、７７は画素欠陥検出手段、ｅは検出位置情報信号、
７８は欠陥補正手段である。

【０００４】まず、電源投入時もしくはセットアップ時
に図示しない光学絞りを閉じて固体撮像装置をブラック
の状態にし、画素欠陥検出手段７７において、このとき
の信号出力レベルが所定のしきい値より大きくなる画素
（白キズ）を検出し、画素欠陥として位置情報を記憶す
る。さらに特定の被写体を撮像し、出力レベルが所定の
しきい値以下となる画素（黒キズ）を検出し、画素欠陥
として位置情報を記憶する。

【０００５】そして、通常の撮影時において、欠陥補正
手段７８は、画素欠陥検出手段７７からの欠陥画素の検
出位置情報信号ｅに基づき、欠陥画素部分の画像データ
を周辺画素の平均値に置き換えることで補正するもので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体撮
像素子の画素欠陥は温度変動などの外乱によって増減す
るため、上記のように欠陥画素の座標を予め固定的に決
定してしまう従来の方法では長時間の撮影時に正確な画
素欠陥の検出を行えていなかった。

【０００７】また画素補間では、欠陥画素の信号レベル
を周辺画素の信号レベルの平均値に置き換えるため、実
質的にその周辺部分を平滑化したことになり、空間解像
度を劣化させていた。

【０００８】本発明は上記した課題の解決を図るべく創
作したものであって、画素欠陥の時間変化による検出誤
りを防止することを通じてより正確な欠陥検出を行い、
また、空間解像度を劣化させることなく欠陥補正を行う
ことのできる固体撮像装置を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題の解決を図
ろうとする本発明にかかわる固体撮像装置は、次のよう
な構成となっている。すなわち、撮像光学系と固体撮像
素子とを相対変位させることによって同一被写体像を同
じ固体撮像素子の異なる領域で撮像する。または、固体
撮像素子を複数用意し、同一被写体像を異なる固体撮像
素子で撮像する。そして、それら複数の撮像データの比
較に基づいて固体撮像素子の画素欠陥を検出するように
構成してある。さらには、前記固体撮像素子の画素欠陥
部位の出力について、変位前または変形前の同じ被写体
像位置に対応する部位の正常な信号で置き換えて補正す
るように構成してある。

【００１０】このように構成してある本発明によれば、
同一被写体像についての複数の撮像データを常時的に比
較することを通じて画素欠陥を検出するので、温度変動
などの外乱のために画素欠陥が時間経過に伴って増減し
たとしても画素欠陥を正確に検出することができる。ま
た、欠陥画素の信号を補正するのに、従来技術のように
周辺画素の信号の平均値で置き換えるのではなく、座標
的に対応する他の正常な受光画素の信号で置き換えるの
で、空間解像度を劣化させることなく欠陥補正すること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、総括的・概念的に説明する。

【００１２】第１の発明の固体撮像装置は、撮像光学系
と固体撮像素子との相対変位によって同一被写体像を前
記固体撮像素子の異なる領域で撮像し、それら複数の撮
像データの比較に基づいて前記固体撮像素子の画素欠陥
を検出するように構成してある。この構成によると、次
のような作用がある。すなわち、同一被写体像について
の複数の撮像データを常時的に比較することを通じて画
素欠陥を検出するので、温度変動などの外乱のために画
素欠陥が時間経過に伴って増減したとしても画素欠陥を
正確に検出することができる。

【００１３】第２の発明の固体撮像装置は、固体撮像素
子と、撮像光学系の光路中に介挿された光学部材と、前
記固体撮像素子に入射する光の結像位置を変位させるた
めに前記光学部材を変位または変形させる駆動手段と、
前記固体撮像素子から得られる時系列の出力信号を一定
期間保持する記憶手段と、前記固体撮像素子からの出力
信号と前記記憶手段からの出力信号を比較することに基
づいて前記固体撮像素子の画素欠陥を検出する画素欠陥
検出手段とを備えた構成となっている。この構成による
と、次のような作用がある。すなわち、光学部材の変位
前・変形前の状態で固体撮像素子に結像された被写体像
のデータを記憶手段に一時記憶させておき、光学部材の
変位後・変形後の状態で固体撮像素子に結像された被写
体像のデータと前記記憶手段のデータとを比較すること
により、温度変動などの外乱のために画素欠陥が時間経
過に伴って増減したとしても画素欠陥を正確に検出する
ことができる。また、１つの固体撮像素子上で異なる撮
像データを得るに当たって光学部材を変位させるので、
位置精度が厳しく要求される固体撮像素子を変位させる
場合に比べて、異なる撮像データの取得が容易となる。

【００１４】第３の発明の固体撮像装置は、固体撮像素
子と、入射光の結像位置を変位させるために前記固体撮
像素子を変位させる駆動手段と、前記固体撮像素子から
得られる時系列の出力信号を一定期間保持する記憶手段
と、前記固体撮像素子からの出力信号と前記記憶手段か
らの出力信号を比較することに基づいて前記固体撮像素
子の画素欠陥を検出する画素欠陥検出手段とを備えた構
成となっている。この構成によると、次のような作用が
ある。すなわち、固体撮像素子からの出力信号と記憶手
段からの出力信号を比較することに基づいて画素欠陥を
検出するので、上記と同様に温度変動などの外乱のため
に画素欠陥が時間経過に伴って増減したとしても画素欠
陥を正確に検出することができるとともに、１つの固体
撮像素子上で異なる撮像データを得るに当たって固体撮
像素子自体を変位させるので、第２の発明の場合の光学
部材およびその配置スペースについてはこれを省略して
コンパクトに構成することができる。

【００１５】第４の発明の固体撮像装置は、上記の第２
または第３の発明において、前記画素欠陥検出手段から
の位置情報に基づいて、前記固体撮像素子の画素欠陥部
位の出力について、変位前・変形前の同じ被写体像位置
に対応する部位の画素情報を出力する欠陥補正手段を備
えた構成となっている。この構成によると、次のような
作用がある。すなわち、欠陥画素の信号を補正するの
に、従来技術のように周辺画素の信号の平均値で置き換
えるのではなく、座標的に対応する他の正常な受光画素
の信号で置き換えるので、空間解像度を劣化させること
なく欠陥補正することができる。

【００１６】第５の発明の固体撮像装置は、同一被写体
像を異なる固体撮像素子で撮像し、それら複数の撮像デ
ータの比較に基づいて前記固体撮像素子の画素欠陥を検
出するように構成してある。画素欠陥の検出に当たって
必要となる比較すべき複数の撮像データを取得するの
に、上記の第１ないし第４の発明においては同一の固体
撮像素子上で取得するため固体撮像素子を変位させてい
るが、これに対して第５の発明においては複数の固体撮
像素子を用いるようにしている。この構成によると、次
のような作用がある。すなわち、同一被写体像について
の複数の固体撮像素子で得られた複数の撮像データを常
時的に比較するので、温度変動などの外乱のために画素
欠陥が時間経過に伴って増減したとしても画素欠陥を正
確に検出することができるとともに、第２の発明の場合
のような光学部材の変位や第３の発明の場合のような固
体撮像素子の変位の構成ならびにその変位のための駆動
手段は用いなくてもよく、可動部分の省略によって構造
の簡素化と動作の高精度化の促進を行うことができる。
さらには記憶手段も用いなくてもよく、動作を高速化で
きるとともにコスト面を有利にできる。

【００１７】第６の発明の固体撮像装置は、複数の固体
撮像素子と、被写体からの光を分岐して前記複数の固体
撮像素子のそれぞれに入射させる光学分波手段と、前記
各固体撮像素子からの出力信号どうしを比較することに
基づいて前記固体撮像素子の画素欠陥を検出する画素欠
陥検出手段とを備えた構成となっている。この構成は上
記第５の発明をより具体的に記述するものであって、第
５の発明と同様の作用を発揮する。

【００１８】第７の発明の固体撮像装置は、上記第６の
発明において、前記画素欠陥検出手段からの位置情報に
基づいて、前記固体撮像素子の画素欠陥部位の出力につ
いて、他の固体撮像素子の同じ被写体像位置に対応する
部位の画素情報を出力する欠陥補正手段を備えた構成と
なっている。この構成によると、次のような作用があ
る。すなわち、欠陥画素の信号を補正するのに、従来技
術のように周辺画素の信号の平均値で置き換えるのでは
なく、座標的に対応する他の固体撮像素子における正常
な信号で置き換えるので、空間解像度を劣化させること
なく欠陥補正することができる。

【００１９】以下、本発明にかかわる固体撮像装置の具
体的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。図
１において、符号の１２はＣＣＤ（電荷結合デバイス）
などの受光面の画素が二次元に配列されている固体撮像
素子、１１は被写体像を固体撮像素子１２の受光面に結
像させる光学レンズである。固体撮像素子１２からは撮
像信号ａが出力されることになる。符号の１３は撮像光
学系の光路中であって光学レンズ１１と固体撮像素子１
２との間に介挿された光学部材であり、駆動手段１４に
よりこの光学部材１３を光軸に対して直角方向に移動さ
せることにより固体撮像素子１２に入射する光の結像位
置を変化させるように構成されている。

【００２１】上記の光学部材１３としては例えば光学レ
ンズ群があり、駆動手段１４としては例えばその光学レ
ンズ群を上下に駆動させるアクチュエータがあり、光学
レンズ群をアクチュエータによって上下に駆動させると
いった構成が考えられる。また、光学部材１３の別の例
として電界の印加により屈折率が変化する媒質を封入し
たプリズムがあり、駆動手段１４としてそのプリズムに
制御電圧を印加させる回路があり、プリズムに印加する
制御電圧を調整することによりプリズム中の媒質の屈折
率を変化させて結像位置を変化させるといった構成が考
えられる。このとき、駆動手段１４からは、光学部材１
３の変位によって結像位置としてどの方向にどれだけの
量を変位させるかについての現在の画角位置情報信号ｄ
が出力されるように構成されている。

【００２２】符号の１５は固体撮像素子１２からの撮像
信号ａをアナログディジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するた
めのＡ／Ｄ変換器であり、ディジタル信号ｂを出力する
ようになっている。１６は記憶手段としての映像メモリ
であり、Ａ／Ｄ変換器１５から入力するディジタル信号
ｂを映像１フレーム期間分保持するようになっている。

【００２３】符号の１７は画素欠陥検出手段である。こ
の画素欠陥検出手段１７は、次のような機能を備えてい
る。すなわち、Ａ／Ｄ変換器１５からの後のフレームの
ディジタル信号ｂと映像メモリ１６からの前のフレーム
のメモリ出力信号ｃとについて、駆動手段１４からの画
角位置情報信号ｄに基づいて同一画角の映像信号を同期
させて切り出し、それぞれを比較する。このとき、例え
ば図２に示すように、結像位置を変化させた前後の２フ
レームについて、映像信号の連続するフレーム間に存在
する相関関係に着目し、それぞれのフレームで画素信号
の出力レベルが大きく異なる画素の組み合わせを抽出す
る。次に、その組み合わせの２つの画素とそれぞれの周
辺画素の信号レベル差を比較し、レベル差の大きい方を
欠陥画素として検出する。

【００２４】次に、以上のように構成された実施の形態
１の固体撮像装置の動作を説明する。

【００２５】被写体からの光が光学レンズ１１および光
学部材１３を通して固体撮像素子１２の受光面に結像す
る。固体撮像素子１２では結像した被写体像の光学情報
を光電変換により電荷信号に変換し、その電荷信号を順
次に転送し、増幅した上でＡ／Ｄ変換器１５に出力す
る。その電荷信号はアナログの撮像信号ａである。Ａ／
Ｄ変換器１５は、そのアナログの撮像信号ａをディジタ
ル信号ｂに変換し、映像メモリ１６と画素欠陥検出手段
１７とに出力する。映像メモリ１６には時系列的にディ
ジタル信号ｂが記憶される。その記憶動作の周期は映像
の１フレーム相当である。映像メモリ１６からは画素欠
陥検出手段１７に対してメモリ出力信号ｃが送出され
る。

【００２６】一方、駆動手段１４は光学部材１３を上下
に変位させる。その結果、図２に示すように、被写体像
が固体撮像素子１２の撮像範囲（ＣＣＤ撮像範囲）にお
いて結像する位置が上下方向で変位する。図２（ａ）は
固体撮像素子１２の受光面上に結像される被写体像を模
式的に示すものであるが、図２（ｂ）に示すように時間
的に前のフレームではＣＣＤ撮像範囲の下側領域におい
て被写体像が結像し、図２（ｃ）に示すように時間的に
後のフレームではＣＣＤ撮像範囲の上側領域において被
写体像が結像している。一例として、固体撮像素子１２
の撮像範囲の右上箇所に画素欠陥がある場合が図示され
ている。前のフレームではその画角内には画素欠陥は含
まれていないのに対して、後のフレームではその画角内
に画素欠陥が含まれている。画角の大きさは、前のフレ
ームと後のフレームとで同じである。

【００２７】前のフレームのディジタル信号ｂは映像メ
モリ１６に格納されており、走査により１画素分ずつの
データがメモリ出力信号ｃとして画素欠陥検出手段１７
に送出されている。これに同期して、後のフレームのデ
ィジタル信号ｂについても１画素分ずつのデータが画素
欠陥検出手段１７に送出されている。図２（ｄ）は映像
メモリ１６における前のフレームの１フレーム分のデー
タを示し、図２（ｅ）はＡ／Ｄ変換器１５からの後のフ
レームの１フレーム分のデータを示す。画素欠陥検出手
段１７においては、Ａ／Ｄ変換器１５からの後のフレー
ムについてのあるタイミングでのディジタル信号ｂの１
画素分のデータと、映像メモリ１６からの前のフレーム
についての同じタイミングでのメモリ出力信号ｃの１画
素分のデータとが比較される。その比較される両者の１
画素分のデータどうしは、駆動手段１４からの画角位置
情報信号ｄに基づいて、画角領域での座標が互いに位置
対応するように同期をとった状態で選択される。この前
のフレームでの１画素分のデータと後のフレームでの１
画素分のデータとの比較は、両者の差分をとることによ
って行われる。

【００２８】画角領域での同一座標については、通常
は、すなわち画素欠陥がないときには、その差分の絶対
値は所定のしきい値よりも小さくなる。しかし、固体撮
像素子１２において画素欠陥があるときには、その差分
の絶対値が所定のしきい値以上となる。この差分の絶対
値がしきい値以上となるときは、後のフレームについて
のＡ／Ｄ変換器１５からのディジタル信号ｂにおいて該
当する座標についての画角位置情報信号ｄを一時記憶す
るとともに、前のフレームについての映像メモリ１６で
の該当する座標の信号レベルを一時記憶する。なお、前
のフレームと後のフレームとにおいて同一座標で偶然に
ともに画素欠陥が生じることの確率は比較的小さいもの
である。上記のような画角領域での同一座標での前のフ
レームの１画素分のデータと後のフレームの１画素分の
データとの比較の処理を１フレーム分の全体について逐
次連続的に実行する。両者の１画素分のデータの差分の
絶対値がしきい値以上となった画素の組み合わせが抽出
されることになる。図２（ｄ），（ｅ）の例であると、
画角領域の右上の１画素のみについて１画素分のデータ
の差分の絶対値がしきい値以上となっている。

【００２９】画素欠陥検出手段１７においてはさらに、
上記のようにして抽出した組み合わせの２つの画素につ
いていずれが欠陥画素であるかの検出を行う。すなわ
ち、前のフレームでの該当画素とその周辺画素の信号レ
ベル差をとるとともに、同様に後のフレームでの該当画
素とその周辺画素の信号レベル差をとり、両者の信号レ
ベル差を比較して、レベル差の大きい方を欠陥画素とし
て検出する。図２（ｄ）の前のフレームでの該当画素の
場合には、その信号レベル差が小さく、図２（ｅ）の後
のフレームでの該当画素の場合には、その信号レベル差
が大きいので、後者の方が欠陥画素として検出されるこ
とになる。なお、図２では図示していないが、もちろ
ん、前のフレームの方に欠陥画素が検出されることもあ
り得るし、異なる複数の座標において、ある座標では前
のフレームの方に欠陥画素があり、別の座標では後のフ
レームの方に欠陥画素があるということも起こり得る。

【００３０】以上のように本実施の形態１によれば、た
だ単に電源投入時やセットアップ時や特定の被写体を撮
像したときだけではなく、撮像中においても常に同じ被
写体を固体撮像素子１２上の異なる受光画素で撮像し、
常時リアルタイムに両者を比較しているので、温度変動
などの外乱のために画素欠陥が時間経過に伴って増減し
たとしても画素欠陥の検出精度が高いものとなり、長時
間の撮影においても時間変化による検出誤りが発生しに
くいものとなる。

【００３１】なお、上記では駆動手段１４によって光学
部材１３を上下に変位させたが、必ずしもそれにとらわ
れる必要性はなく、光学部材１３を左右に変位させても
よい。また、斜め方向に変位させてもよい。

【００３２】なお、図３に示すように、光学部材を変位
させる代わりに駆動手段１４により固体撮像素子１２を
光軸と直角方向に移動することにより、入射する光の固
体撮像素子１２上での結像位置を変位させても同じ効果
が得られることはいうまでもない。

【００３３】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。実
施の形態１の図１におけるのと同じ符号については実施
の形態２の図４においても同一構成要素を指示してお
り、既述のとおりであるので、ここでは説明を省略す
る。また、実施の形態１において説明した事項であって
本実施の形態２において改めて説明しない事項について
はそのまま本実施の形態２にも該当するものとし、詳し
い説明は省略する。本実施の形態２における構成が実施
の形態１と相違する点は以下のとおりである。すなわ
ち、画素欠陥検出手段１７の後段に欠陥補正手段１８を
設けてある。また、画素欠陥検出手段１７は、欠陥画素
を検出したときにその欠陥画素の位置情報である検出位
置情報信号ｅを欠陥補正手段１８に出力するようになっ
ている。欠陥補正手段１８は、画素欠陥検出手段１７を
通過してきた前のフレームの各タイミングの１画素分の
データを一時記憶するようになっている。また、欠陥補
正手段１８は、ディジタル信号ｂについて現在の１画素
分のデータが画素欠陥にかかわるものではなくて検出位
置情報信号ｅが無効であるときはその１画素分のデータ
をそのまま出力し、また、その１画素分のデータが画素
欠陥にかかわるものであって検出位置情報信号ｅが有効
であるときには、その検出位置情報信号ｅが指示する後
のフレームでの座標については前述の一時記憶した同じ
被写体像位置の前のフレームでの画素信号に置き換えて
正常な信号に補正してから出力するように構成されてい
る。

【００３４】次に、以上のように構成された実施の形態
２の固体撮像装置の動作を説明する。

【００３５】画素欠陥を検出するまでの動作について
は、実施の形態１で述べたものと全く同じであるため、
説明を省略する。なお、図５（ａ），（ｂ）は図２
（ｄ），（ｅ）と同じ状況を示している。画素欠陥検出
手段１７は、画素欠陥を検出したときはその欠陥画素の
位置情報である検出位置情報信号ｅを欠陥補正手段１８
に対して出力する。欠陥補正手段１８は、あらかじめ図
５（ｃ）に示す前のフレームの画像データについて各タ
イミングでの１画素分のデータを一時記憶しているが、
画素欠陥検出手段１７からの検出位置情報信号ｅが有効
であるときには、すなわち後のフレームについてのディ
ジタル信号ｂの現在の１画素分のデータが画素欠陥に該
当しているものであるときには、図５（ｂ）に示す画素
欠陥のデータに代えて図５（ｄ）に示すように、前記の
一時記憶しておいた前のフレームについての、検出位置
情報信号ｅによって指示されるところの欠陥位置の画素
について光学部材移動前の同じ被写体像位置に相当する
部分の画素信号に置き換えて出力する。

【００３６】以上のように本実施の形態２によれば、た
だ単に電源投入時やセットアップ時や特定の被写体を撮
像したときだけではなく、撮像中においても常に同じ被
写体を固体撮像素子１２上の異なる受光画素で撮像し、
欠陥画素に相当する部位の信号を他の正常な受光画素で
撮像した信号で置き換えるので、欠陥画素の信号レベル
を周辺画素の信号レベルの平均値に置き換える従来技術
とは異なり、空間解像度を劣化させることなく欠陥補正
を行うことができる。

【００３７】なお、図３に示した駆動手段１４で固体撮
像素子１２を変位させる実施の形態についても、本実施
の形態２と同様の欠陥補正手段１８を付加した形態で実
施するようにしてもよい。

【００３８】（実施の形態３）図６は本発明の実施の形
態３の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。図
６において、符号の２１は光学レンズ、２２ａ，２２ｂ
は並列して配置された同一仕様のＣＣＤなどの第１およ
び第２の固体撮像素子、２９は光学レンズ２１と両固体
撮像素子２２ａ，２２ｂとの間において介挿された光学
分波器である。この光学分波器２９は、光学レンズ２１
を透過した被写体の光を２つに分岐して、それぞれの被
写体像を第１の固体撮像素子２２ａおよび第２の固体撮
像素子２２ｂの各受光面に結像するように構成されてい
る。２５ａは第１の固体撮像素子２２ａからの撮像信号
ａ１ をＡ／Ｄ変換するための第１のＡ／Ｄ変換器、２
５ｂは固体撮像素子２２ｂからの撮像信号ａ２ をＡ／
Ｄ変換するための第２のＡ／Ｄ変換器、２７は第１およ
び第２のＡ／Ｄ変換器２５ａ，２５ｂからのディジタル
信号ｂ１ ，ｂ２ を比較することに基づいて画素欠陥を
検出する画素欠陥検出手段、２８は画素欠陥検出手段２
７からの検出位置情報信号ｅに基づいて両ディジタル信
号ｂ１ ，ｂ２ を処理して画素欠陥を補正する欠陥補正
手段である。

【００３９】画素欠陥検出手段２７は、次のような機能
を備えている。すなわち、第１のＡ／Ｄ変換器２５ａか
らのディジタル信号ｂ１ と第２のＡ／Ｄ変換器２５ｂ
からのディジタル信号ｂ２ について同一タイミングの
ものどうしの差分をとり、その差分の絶対値が所定のし
きい値よりも小さいときは画素欠陥なしと判定するが、
差分の絶対値が所定のしきい値以上となるときは、それ
ぞれの画素とその周辺画素の信号レベル差を比較し、レ
ベル差の大きい方を欠陥画素として検出する。欠陥補正
手段２８は、実施の形態２における欠陥補正手段１８と
同様のものに構成されている。

【００４０】次に、以上のように構成された実施の形態
３の固体撮像装置の動作を説明する。

【００４１】被写体からの光が光学レンズ２１を通して
光学分波器２９に入射し、光学分波器２９において２つ
に分岐されて第１および第２の固体撮像素子２２ａ，２
２ｂの各受光面に被写体像が結像する。第１の固体撮像
素子２２ａからの撮像信号ａ１ は第１のＡ／Ｄ変換器
２５ａによってディジタル信号ｂ１ に変換され、ま
た、固体撮像素子２２ｂからの撮像信号ａ２ は第２の
Ａ／Ｄ変換器２５ｂによってディジタル信号ｂ２ に変
換され、これらのディジタル信号ｂ１ ，ｂ２ はそれぞ
れ画素欠陥検出手段２７と欠陥補正手段２８に送出され
る。

【００４２】画素欠陥検出手段２７においては、互いに
同期したディジタル信号ｂ１ ，ｂ２を入力する。これ
らは、第１の固体撮像素子２２ａと第２の固体撮像素子
２２ｂにおいて画角すなわち座標が互いに同じ画素にお
いてのものとなっている。そして、両ディジタル信号ｂ
１ ，ｂ２ それぞれの１画素分のデータどうしが比較さ
れる。この比較は、両者の差分をとることによって行わ
れる。

【００４３】仕様が同じである第１の固体撮像素子２２
ａと第２の固体撮像素子２２ｂとについて、通常は同一
座標では偶然に画素欠陥がともに存在している確率は小
さいものである。画素欠陥が生じているとしても、いず
れか一方にのみ生じている確率の方が高い。通常は両方
とも画素欠陥が生じていない場合がほとんどである。し
たがって、両ディジタル信号ｂ１ ，ｂ２ の差分の絶対
値が所定のしきい値以上のときは、いずれか一方の固体
撮像素子において画素欠陥が生じていることになる。そ
の差分の絶対値が所定のしきい値よりも小さいときは画
素欠陥がないとみなしてよい。

【００４４】画素欠陥検出手段２７は、上記のような同
一座標での両ディジタル信号ｂ１，ｂ２ の１画素分の
データの比較の結果、欠陥画素を検出したときはその欠
陥画素の位置情報である検出位置情報信号ｅを欠陥補正
手段２８に対して出力する。欠陥補正手段２８は、原則
として第１のＡ／Ｄ変換器２５ａからのディジタル信号
ｂ１ を通過させるものの、検出位置情報信号ｅが有効
であるときには、すなわち第１の固体撮像素子２２ａに
画素欠陥が生じているときには、第１のＡ／Ｄ変換器２
５ａからのディジタル信号ｂ１ に代えて第２のＡ／Ｄ
変換器２５ｂからのディジタル信号ｂ２ に置き換えて
出力する。つまり、欠陥画素について他の固体撮像素子
の同じ被写体像位置に相当する部位の画素信号を出力す
る。

【００４５】以上のように本実施の形態３によれば、た
だ単に電源投入時やセットアップ時や特定の被写体を撮
像したときだけではなく、撮像中においても常に同じ被
写体を第１の固体撮像素子２２ａと第２の固体撮像素子
２２ｂとの異なる受光画素で撮像し、常時リアルタイム
に両者を比較しているので、温度変動などの外乱のため
に画素欠陥が時間経過に伴って増減したとしても画素欠
陥の検出精度が高いものとなり、長時間の撮影において
も時間変化による検出誤りが発生しにくいものとなる。
また、欠陥画素に相当する部位の被写体像の信号を他の
正常な固体撮像素子で撮像した信号で置き換えるので、
欠陥画素の信号レベルを周辺画素の信号レベルの平均値
に置き換える従来技術とは異なり、空間解像度を劣化さ
せることなく欠陥補正を行うことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画素欠陥
の時間変化による検出誤りを防止することを通じてより
正確な欠陥検出を行うことができ、また、空間解像度を
劣化させることなく欠陥補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の固体撮像装置の構成
を示すブロック図

【図２】 実施の形態１の固体撮像装置の欠陥検出動作
の説明図

【図３】 実施の形態１の変形の実施の形態の固体撮像
装置の構成を示すブロック図

【図４】 本発明の実施の形態２の固体撮像装置の構成
を示すブロック図

【図５】 実施の形態２の固体撮像装置の欠陥補正動作
の説明図

【図６】 本発明の実施の形態３の固体撮像装置の構成
を示すブロック図

【図７】 従来の技術の固体撮像装置の構成を示すブロ
ック図

【符号の説明】

１１…光学レンズ １２…固体撮像素子 １３…光学部材 １４…駆動手段 １５…Ａ／Ｄ変換器 １６…映像メモリ １７…画素欠陥検出手段 １８…欠陥補正手段 ２１…光学レンズ ２２ａ…第１の固体撮像素子 ２２ｂ…第２の固体撮像素子 ２５ａ…第１のＡ／Ｄ変換器 ２５ｂ…第２のＡ／Ｄ変換器 ２７…画素欠陥検出手段 ２８…欠陥補正手段 ２９…光学分波器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像光学系と固体撮像素子との相対変位
   によって同一被写体像を前記固体撮像素子の異なる領域
   で撮像し、それら複数の撮像データの比較に基づいて前
   記固体撮像素子の画素欠陥を検出するように構成してあ
   ることを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 固体撮像素子と、撮像光学系の光路中に
   介挿された光学部材と、前記固体撮像素子に入射する光
   の結像位置を変位させるために前記光学部材を変位また
   は変形させる駆動手段と、前記固体撮像素子から得られ
   る時系列の出力信号を一定期間保持する記憶手段と、前
   記固体撮像素子からの出力信号と前記記憶手段からの出
   力信号を比較することに基づいて前記固体撮像素子の画
   素欠陥を検出する画素欠陥検出手段とを備えていること
   を特徴とする固体撮像装置。
3. 【請求項３】 固体撮像素子と、入射光の結像位置を変
   位させるために前記固体撮像素子を変位させる駆動手段
   と、前記固体撮像素子から得られる時系列の出力信号を
   一定期間保持する記憶手段と、前記固体撮像素子からの
   出力信号と前記記憶手段からの出力信号を比較すること
   に基づいて前記固体撮像素子の画素欠陥を検出する画素
   欠陥検出手段とを備えていることを特徴とする固体撮像
   装置。
4. 【請求項４】 前記画素欠陥検出手段からの位置情報に
   基づいて、前記固体撮像素子の画素欠陥部位の出力につ
   いて、変位前または変形前の同じ被写体像位置に対応す
   る部位の画素情報を出力する欠陥補正手段を備えている
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の固体
   撮像装置。
5. 【請求項５】 同一被写体像を異なる固体撮像素子で撮
   像し、それら複数の撮像データの比較に基づいて前記固
   体撮像素子の画素欠陥を検出するように構成してあるこ
   とを特徴とする固体撮像装置。
6. 【請求項６】 複数の固体撮像素子と、被写体からの光
   を分岐して前記複数の固体撮像素子のそれぞれに入射さ
   せる光学分波手段と、前記各固体撮像素子からの出力信
   号どうしを比較することに基づいて前記固体撮像素子の
   画素欠陥を検出する画素欠陥検出手段とを備えているこ
   とを特徴とする固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記画素欠陥検出手段からの位置情報に
   基づいて、前記固体撮像素子の画素欠陥部位の出力につ
   いて、他の固体撮像素子の同じ被写体像位置に対応する
   部位の画素情報を出力する欠陥補正手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。