JP2003304548A - 撮像装置 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14645—Colour imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な画像を得ることを課題とする。
【解決手段】 半導体の深さ方向に少なくとも第１、第
２の光電変換部を有する画素を複数配列した撮像領域
と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第１の光電変換
部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像す
ることにより前記第１の光電変換部で得られる信号との
差分処理と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第２の
光電変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像
を撮像し、前記第２の光電変換部で得られる信号との差
分処理とを行う第１の補正手段とを有することを特徴と
する撮像装置を提供する。
２の光電変換部を有する画素を複数配列した撮像領域
と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第１の光電変換
部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像す
ることにより前記第１の光電変換部で得られる信号との
差分処理と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第２の
光電変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像
を撮像し、前記第２の光電変換部で得られる信号との差
分処理とを行う第１の補正手段とを有することを特徴と
する撮像装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体像を撮像す
る撮像装置に関する。
る撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素
子で撮像した静止画像や動画像を電子的、磁気的に各種
メディアに記録及び再生するディジタルカメラ等の撮像
装置がある。
子で撮像した静止画像や動画像を電子的、磁気的に各種
メディアに記録及び再生するディジタルカメラ等の撮像
装置がある。
【０００３】それら撮像装置の低価格化や性能改善のた
め、撮像素子に用いられる半導体基板の光吸収係数が光
の波長によって異なることに着目したＵＳＰ５９６５８
７５に記載されている如き撮像素子（図６参照）があ
る。
め、撮像素子に用いられる半導体基板の光吸収係数が光
の波長によって異なることに着目したＵＳＰ５９６５８
７５に記載されている如き撮像素子（図６参照）があ
る。
【０００４】同特許には、フォトダイオードをトリプル
ウエル構造で形成した、３層フォトダイオード構造の撮
像素子の原理と画素回路が説明されている。同特許によ
れば、フォトダイオードはｐ型シリコン基板表面から順
次拡散され、ｎ型層、ｐ型層、ｎ型層をこの順に深く形
成することで、同一画素にｐｎ接合ダイオードがシリコ
ンの深さ方向に３層形成される。ダイオードに表面側か
ら入射した光は波長の長いものほど深く侵入する。入射
波長と吸収係数はシリコン固有の値を示すので、上記３
層のダイオードから別々に電流を検出することで、異な
る波長帯の光信号を検出できる。
ウエル構造で形成した、３層フォトダイオード構造の撮
像素子の原理と画素回路が説明されている。同特許によ
れば、フォトダイオードはｐ型シリコン基板表面から順
次拡散され、ｎ型層、ｐ型層、ｎ型層をこの順に深く形
成することで、同一画素にｐｎ接合ダイオードがシリコ
ンの深さ方向に３層形成される。ダイオードに表面側か
ら入射した光は波長の長いものほど深く侵入する。入射
波長と吸収係数はシリコン固有の値を示すので、上記３
層のダイオードから別々に電流を検出することで、異な
る波長帯の光信号を検出できる。
【０００５】３層のフォトダイオードは可視光の波長帯
をカバーするようにｐｎ接合の深さが設計される。３つ
の信号を演算処理することで、被写体像をＲ色、Ｇ色、
Ｂ色の３色に色分解した信号を得ることが出来る。
をカバーするようにｐｎ接合の深さが設計される。３つ
の信号を演算処理することで、被写体像をＲ色、Ｇ色、
Ｂ色の３色に色分解した信号を得ることが出来る。
【０００６】このような撮像素子を用いることで、被写
体像の色分解を行うためのカラーフィルタや空間的サン
プリングによるモアレを防止する光学ローパスフィルタ
等を削減する事が出来る。また、被写体像を色分解した
それぞれの色において、感度重心が一致しており色モア
レが出難い利点がある。
体像の色分解を行うためのカラーフィルタや空間的サン
プリングによるモアレを防止する光学ローパスフィルタ
等を削減する事が出来る。また、被写体像を色分解した
それぞれの色において、感度重心が一致しており色モア
レが出難い利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
の深さ方向で色分解を行う撮像素子においては、暗電流
のように、その発生個所が半導体の深さ方向で一定でな
いノイズがあると、同一画素であっても色毎に異なった
ノイズとなり画像を劣化させる。
の深さ方向で色分解を行う撮像素子においては、暗電流
のように、その発生個所が半導体の深さ方向で一定でな
いノイズがあると、同一画素であっても色毎に異なった
ノイズとなり画像を劣化させる。
【０００８】また、上記のような撮像素子においては同
一画素のそれぞれの色に対応した３つのフォトダイオー
ドのうち、上下方向に隣接している２つのフォトダイオ
ードがｐｎ接合を通じて互いに容量結合している。ま
た、光電変換により発生した電荷フォトダイオードに蓄
積されるにつれ、フォトダイオードの容量が変化する。
そのため、ある層フォトダイオードの電位は、他の層の
フォトダイオードに蓄積されている電荷量にも影響を受
けることになる。さらに、最上層のフォトダイオードが
飽和すると、このダイオードで過剰になった電子は、上
から２層目のｐ型層でできたポテンシャル障壁を乗り越
えて、最下層のフォトダイオードのｎ型領域に流入す
る。したがって、半導体の局部的な結晶欠陥に起因する
白キズ等がある場合、欠陥の無い深さの色の信号にも影
響を及ぼし画像を劣化させる。
一画素のそれぞれの色に対応した３つのフォトダイオー
ドのうち、上下方向に隣接している２つのフォトダイオ
ードがｐｎ接合を通じて互いに容量結合している。ま
た、光電変換により発生した電荷フォトダイオードに蓄
積されるにつれ、フォトダイオードの容量が変化する。
そのため、ある層フォトダイオードの電位は、他の層の
フォトダイオードに蓄積されている電荷量にも影響を受
けることになる。さらに、最上層のフォトダイオードが
飽和すると、このダイオードで過剰になった電子は、上
から２層目のｐ型層でできたポテンシャル障壁を乗り越
えて、最下層のフォトダイオードのｎ型領域に流入す
る。したがって、半導体の局部的な結晶欠陥に起因する
白キズ等がある場合、欠陥の無い深さの色の信号にも影
響を及ぼし画像を劣化させる。
【０００９】本発明の目的は、半導体の深さ方向で色分
解行う固体撮像素子の暗電流ノイズや白キズ等による画
質劣化を低減出来る固体撮像装置を提供する事である。
解行う固体撮像素子の暗電流ノイズや白キズ等による画
質劣化を低減出来る固体撮像装置を提供する事である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、半導体の深さ方向に少なくとも第１、第２の光電変
換部を有する画素を複数配列した撮像領域と、前記撮像
領域を遮光した状態で前記第１の光電変換部で得られる
信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像することにより
前記第１の光電変換部で得られる信号との差分処理と、
前記撮像領域を遮光した状態で前記第２の光電変換部で
得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像し、前
記第２の光電変換部で得られる信号との差分処理とを行
う第１の補正手段とを有することを特徴とする撮像装置
を提供する。
に、半導体の深さ方向に少なくとも第１、第２の光電変
換部を有する画素を複数配列した撮像領域と、前記撮像
領域を遮光した状態で前記第１の光電変換部で得られる
信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像することにより
前記第１の光電変換部で得られる信号との差分処理と、
前記撮像領域を遮光した状態で前記第２の光電変換部で
得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像し、前
記第２の光電変換部で得られる信号との差分処理とを行
う第１の補正手段とを有することを特徴とする撮像装置
を提供する。
【００１１】また、半導体の深さ方向に複数の光電変換
部を有する画素を複数配列した撮像領域と、欠陥画素の
補正をする場合に、同一画素内の深さ方向の前記複数の
光電変換部からの信号の各々の補正を行う第２の補正手
段とを有する撮像装置を提供する。
部を有する画素を複数配列した撮像領域と、欠陥画素の
補正をする場合に、同一画素内の深さ方向の前記複数の
光電変換部からの信号の各々の補正を行う第２の補正手
段とを有する撮像装置を提供する。
【００１２】また、半導体の深さ方向に少なくとも第
１、第２の光電変換部を有する画素を複数配列した撮像
領域と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第１の光電
変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮
像することにより前記第１の光電変換部で得られる信号
との差分処理と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第
２の光電変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写
体像を撮像し、前記第２の光電変換部で得られる信号と
の差分処理とを行う第１の補正手段と、前記第１の補正
手段の後段に設けられた、欠陥画素の補正をする場合
に、同一画素内の深さ方向の前記第１及び第２の光電変
換部からの信号の各々の補正を行う第２の補正手段と、
前記撮像領域内の欠陥画素を検出する検出手段とを有
し、前記検出手段は、同一画素内の一つの光電変換部か
らの信号が補正が必要と検出された場合に、前記同一画
素内の他の光電変換部からの信号も補正を行うように、
前記第２の補正手段を制御するとともに、前記第１の補
正手段に入力される前の信号に基づいて欠陥画素を検出
することを特徴とする撮像装置を提供する。
１、第２の光電変換部を有する画素を複数配列した撮像
領域と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第１の光電
変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮
像することにより前記第１の光電変換部で得られる信号
との差分処理と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第
２の光電変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写
体像を撮像し、前記第２の光電変換部で得られる信号と
の差分処理とを行う第１の補正手段と、前記第１の補正
手段の後段に設けられた、欠陥画素の補正をする場合
に、同一画素内の深さ方向の前記第１及び第２の光電変
換部からの信号の各々の補正を行う第２の補正手段と、
前記撮像領域内の欠陥画素を検出する検出手段とを有
し、前記検出手段は、同一画素内の一つの光電変換部か
らの信号が補正が必要と検出された場合に、前記同一画
素内の他の光電変換部からの信号も補正を行うように、
前記第２の補正手段を制御するとともに、前記第１の補
正手段に入力される前の信号に基づいて欠陥画素を検出
することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１に本発
明の第１の実施の形態の撮像装置の構成を示す。
明の第１の実施の形態の撮像装置の構成を示す。
【００１４】図１において１は撮影光学系、２はシャッ
ター、３は撮像素子、４は増幅回路、５はＡ／Ｄ変換
器、６は前信号処理部、７は色分離スイッチ、８は切替
スイッチ、９は画像メモリ、１０は減算器、１１はキズ
データメモリ、１２はキズ補正処理部、１３は後信号処
理部、１４は記録部、１５は表示部である。
ター、３は撮像素子、４は増幅回路、５はＡ／Ｄ変換
器、６は前信号処理部、７は色分離スイッチ、８は切替
スイッチ、９は画像メモリ、１０は減算器、１１はキズ
データメモリ、１２はキズ補正処理部、１３は後信号処
理部、１４は記録部、１５は表示部である。
【００１５】図１を用いて本発明の第１の実施の形態を
説明する。
説明する。
【００１６】撮像素子３は図６のような半導体の深さ方
向に複数の光電変換部であるフォトダイオ−ドを有する
画素を複数配列した撮像領域を持つ撮像素子である。キ
ズデータメモリ１１には、あらかじめ検出された撮像素
子３のキズデータ（欠陥画素の位置）が記憶されてい
る。このキズデータは例えば遮光状態で撮影した画像か
らある閾値を超えた画素の位置を検出することで求め
る。
向に複数の光電変換部であるフォトダイオ−ドを有する
画素を複数配列した撮像領域を持つ撮像素子である。キ
ズデータメモリ１１には、あらかじめ検出された撮像素
子３のキズデータ（欠陥画素の位置）が記憶されてい
る。このキズデータは例えば遮光状態で撮影した画像か
らある閾値を超えた画素の位置を検出することで求め
る。
【００１７】撮影光学系１で結像された被写体像は、適
切な露光量になるように制御駆動されるシャッター２を
介して、撮像素子３で電気信号に変換される。増幅回路
４では、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジに最適になるよう
に増幅、あるいはレベルシフトされる。Ａ／Ｄ変換器５
で、アナログ信号をデジタル化する。前信号処理部５で
は、デジタル化された画像データに対しクランプ等の黒
レベル調整を行う。この時、３個の切替スイッチ８はそ
れぞれ、画像メモリ側に接続される。色分離スイッチ７
は撮像素子３から出力される画像信号をそれぞれの色に
対応した画像メモリに記憶するよう駆動される。つま
り、深さ方向で１番浅い位置のフォトダイオ−ドからの
信号は画像メモリＲに、深さ方向で２番浅い位置のフォ
トダイオ−ドからの信号は画像メモリＧに、深さ方向で
一番深い位置のフォトダイオ−ドからの信号は画像メモ
リＢに、記憶される。これで、色分解された被写体像の
画像データが画像メモリ９に記憶される。
切な露光量になるように制御駆動されるシャッター２を
介して、撮像素子３で電気信号に変換される。増幅回路
４では、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジに最適になるよう
に増幅、あるいはレベルシフトされる。Ａ／Ｄ変換器５
で、アナログ信号をデジタル化する。前信号処理部５で
は、デジタル化された画像データに対しクランプ等の黒
レベル調整を行う。この時、３個の切替スイッチ８はそ
れぞれ、画像メモリ側に接続される。色分離スイッチ７
は撮像素子３から出力される画像信号をそれぞれの色に
対応した画像メモリに記憶するよう駆動される。つま
り、深さ方向で１番浅い位置のフォトダイオ−ドからの
信号は画像メモリＲに、深さ方向で２番浅い位置のフォ
トダイオ−ドからの信号は画像メモリＧに、深さ方向で
一番深い位置のフォトダイオ−ドからの信号は画像メモ
リＢに、記憶される。これで、色分解された被写体像の
画像データが画像メモリ９に記憶される。
【００１８】その後、シャッター２が閉じた状態、すな
わち撮像素子３が遮光された状態で被写体の撮影と同じ
蓄積時間の撮影を行う。この時、３個の切替スイッチ８
は画像メモリ９と反対方向すなわち減算器１０側に接続
される。また、画像メモリ９は遮光された画像データと
同じ位置の被写体像の画像データを減算器１０に出力す
る。このことにより、減算器１０からは撮像素子の暗電
流に起因するムラや微小なキズが補正された被写体像の
画像データが出力される。また、これらの補正は、撮像
素子３で分解されたそれぞれの色毎に独立して行ってい
る。つまり、深さ方向で１番浅い位置のフォトダイオ−
ドからの暗電流信号は画像メモリＲに記憶された信号と
の差分処理、深さ方向で２番浅い位置のフォトダイオ−
ドからの暗電流信号は画像メモリＧに記憶された信号と
の差分処理、深さ方向で一番深い位置のフォトダイオ−
ドからの暗電流信号は画像メモリＢに記憶された信号と
の差分処理が行われる。
わち撮像素子３が遮光された状態で被写体の撮影と同じ
蓄積時間の撮影を行う。この時、３個の切替スイッチ８
は画像メモリ９と反対方向すなわち減算器１０側に接続
される。また、画像メモリ９は遮光された画像データと
同じ位置の被写体像の画像データを減算器１０に出力す
る。このことにより、減算器１０からは撮像素子の暗電
流に起因するムラや微小なキズが補正された被写体像の
画像データが出力される。また、これらの補正は、撮像
素子３で分解されたそれぞれの色毎に独立して行ってい
る。つまり、深さ方向で１番浅い位置のフォトダイオ−
ドからの暗電流信号は画像メモリＲに記憶された信号と
の差分処理、深さ方向で２番浅い位置のフォトダイオ−
ドからの暗電流信号は画像メモリＧに記憶された信号と
の差分処理、深さ方向で一番深い位置のフォトダイオ−
ドからの暗電流信号は画像メモリＢに記憶された信号と
の差分処理が行われる。
【００１９】以上のように、本実施の形態の撮像装置
は、半導体の深さ方向に少なくとも第１、第２、第３の
光電変換部を有する画素を複数配列した撮像領域と、撮
像領域を遮光した状態で前記第１の光電変換部で得られ
る信号と、撮像領域で被写体像を撮像することにより前
記第１の光電変換部で得られる信号との差分処理と、撮
像領域を遮光した状態で前記第２の光電変換部で得られ
る信号と、撮像領域で被写体像を撮像することにより前
記第２の光電変換部で得られる信号との差分処理と、撮
像領域を遮光した状態で前記第３の光電変換部で得られ
る信号と、撮像領域で被写体像を撮像することにより前
記第３の光電変換部で得られる信号との差分処理とを行
う９は画像メモリ及び１０は減算器からなる第１の補正
手段とを有するため、それぞれの色に異なったノイズが
ある場合でも補正できる。
は、半導体の深さ方向に少なくとも第１、第２、第３の
光電変換部を有する画素を複数配列した撮像領域と、撮
像領域を遮光した状態で前記第１の光電変換部で得られ
る信号と、撮像領域で被写体像を撮像することにより前
記第１の光電変換部で得られる信号との差分処理と、撮
像領域を遮光した状態で前記第２の光電変換部で得られ
る信号と、撮像領域で被写体像を撮像することにより前
記第２の光電変換部で得られる信号との差分処理と、撮
像領域を遮光した状態で前記第３の光電変換部で得られ
る信号と、撮像領域で被写体像を撮像することにより前
記第３の光電変換部で得られる信号との差分処理とを行
う９は画像メモリ及び１０は減算器からなる第１の補正
手段とを有するため、それぞれの色に異なったノイズが
ある場合でも補正できる。
【００２０】キズ補正処理部１２では、あらかじめキズ
データメモリ１１に記憶されたキズデータに基づきキズ
補正処理を行う。キズ補正された画像データは後信号処
理部１１で色処理等を行った後、記録部１２、表示部１
３に送られ記録、あるいは表示が行われる。
データメモリ１１に記憶されたキズデータに基づきキズ
補正処理を行う。キズ補正された画像データは後信号処
理部１１で色処理等を行った後、記録部１２、表示部１
３に送られ記録、あるいは表示が行われる。
【００２１】図２、図３、図４を用いてキズ補正処理を
説明する。図２は色分解され画像メモリ９に記憶されて
いる被写体像の画像信号のＲ色のｍ列ｎ行目付近であ
る。この例では、ｍ列ｎ行目の画素のＲ色があらかじめ
キズとして検出されキズデータメモリ１１に記憶されて
いる。キズ補正処理部１２では、キズデータメモリ１１
がキズの位置情報を読み出し、キズ位置の画像データを
周辺画素の同色の画像データで置き換え補間する。図２
の場合、ｍ列ｎ行目の画素のＲ色がキズであるので、た
とえばｍ−１列ｎ行目の画素のＲ色の画像データＲａと
ｍ＋１列ｎ行目の画素のＲ色の画像データＲｃを用い、
その平均値をｍ列ｎ行目の画素のＲ色の画像データとす
る。
説明する。図２は色分解され画像メモリ９に記憶されて
いる被写体像の画像信号のＲ色のｍ列ｎ行目付近であ
る。この例では、ｍ列ｎ行目の画素のＲ色があらかじめ
キズとして検出されキズデータメモリ１１に記憶されて
いる。キズ補正処理部１２では、キズデータメモリ１１
がキズの位置情報を読み出し、キズ位置の画像データを
周辺画素の同色の画像データで置き換え補間する。図２
の場合、ｍ列ｎ行目の画素のＲ色がキズであるので、た
とえばｍ−１列ｎ行目の画素のＲ色の画像データＲａと
ｍ＋１列ｎ行目の画素のＲ色の画像データＲｃを用い、
その平均値をｍ列ｎ行目の画素のＲ色の画像データとす
る。
【００２２】図３はＧ色の、図４Ｂ色の被写体像の画像
信号のｍ列ｎ行目付近である。図３、図４のｍ列ｎ行目
の画素Ｇｂ、Ｂｂは、あらかじめキズとして検出されて
いない。しかし、本発明では、図２のように同一画素の
他の色がキズである場合、同様にすべての色の画像デー
タにキズ補正を行う。したがって、Ｇ色の画像データＧ
ｂはＧａとＧｃの平均値に置き換えられる。同様にＢ色
の画像データＢｂはＢａとＢｃの平均値に置き換えられ
る。このように同一画素のどれか一つの色の画像信号が
あらかじめキズとして検出されている場合、すべて色の
画像信号に対して同様なキズ補正処理を行うことによっ
て、その構造上、欠陥の無い深さの色の信号にも影響を
及ぼすことによる画像劣化を防ぐことが出来る。
信号のｍ列ｎ行目付近である。図３、図４のｍ列ｎ行目
の画素Ｇｂ、Ｂｂは、あらかじめキズとして検出されて
いない。しかし、本発明では、図２のように同一画素の
他の色がキズである場合、同様にすべての色の画像デー
タにキズ補正を行う。したがって、Ｇ色の画像データＧ
ｂはＧａとＧｃの平均値に置き換えられる。同様にＢ色
の画像データＢｂはＢａとＢｃの平均値に置き換えられ
る。このように同一画素のどれか一つの色の画像信号が
あらかじめキズとして検出されている場合、すべて色の
画像信号に対して同様なキズ補正処理を行うことによっ
て、その構造上、欠陥の無い深さの色の信号にも影響を
及ぼすことによる画像劣化を防ぐことが出来る。
【００２３】以上のように、本実施の形態の撮像装置で
は、半導体の深さ方向に複数の光電変換部を有する画素
を複数配列した撮像領域と、欠陥画素の補正をする場合
に、同一画素内の深さ方向の前記複数の光電変換部から
の信号の各々の補正を行うキズデ−タメモリ１１とキズ
補正処理部からなる第２の補正手段とを有するため、確
実にキズ補正が可能となる。
は、半導体の深さ方向に複数の光電変換部を有する画素
を複数配列した撮像領域と、欠陥画素の補正をする場合
に、同一画素内の深さ方向の前記複数の光電変換部から
の信号の各々の補正を行うキズデ−タメモリ１１とキズ
補正処理部からなる第２の補正手段とを有するため、確
実にキズ補正が可能となる。
【００２４】上記で説明した実施の形態では、画像メモ
リ９の前段は、時系列的に信号が送られてくる構成とな
っているが、撮像素子から画像メモリＲ、画像メモリ
Ｇ、画像メモリＢに並列に出力されるように、４は増幅
回路、５はＡ／Ｄ変換器、６は前信号処理部をそれぞれ
並列に設ける構成であってもよい。この場合、撮像素子
からは、同一画素の半導体の深さ方向の３つの光電変換
部からの信号が並列に読み出される構成となる。
リ９の前段は、時系列的に信号が送られてくる構成とな
っているが、撮像素子から画像メモリＲ、画像メモリ
Ｇ、画像メモリＢに並列に出力されるように、４は増幅
回路、５はＡ／Ｄ変換器、６は前信号処理部をそれぞれ
並列に設ける構成であってもよい。この場合、撮像素子
からは、同一画素の半導体の深さ方向の３つの光電変換
部からの信号が並列に読み出される構成となる。
【００２５】（第２の実施の形態）図５に本発明第２の
実施の形態の撮像装置の構成を示す。図５において、図
１と同一の構成要素には、同一の番号を付し説明を省略
する。１６はキズ検出回路、１７はキズデータ混合回路
である。
実施の形態の撮像装置の構成を示す。図５において、図
１と同一の構成要素には、同一の番号を付し説明を省略
する。１６はキズ検出回路、１７はキズデータ混合回路
である。
【００２６】図５を用いて本発明の第２の実施例を説明
する。撮像素子３は従来例で示した３層フォトダイオー
ド構造の撮像素子である。キズ検出回路１６は、シャッ
ター２が閉じた状態、すなわち撮像素子３が遮光された
状態で撮影された、遮光時の画像データから、暗電流に
起因するキズを検出する。その方法は、例えば、検出対
象画素の画像データ値と、周辺の画素の画像データの平
均値との比あるいは差が規定値以上のものをキズと判断
し、キズデータとして出力する。
する。撮像素子３は従来例で示した３層フォトダイオー
ド構造の撮像素子である。キズ検出回路１６は、シャッ
ター２が閉じた状態、すなわち撮像素子３が遮光された
状態で撮影された、遮光時の画像データから、暗電流に
起因するキズを検出する。その方法は、例えば、検出対
象画素の画像データ値と、周辺の画素の画像データの平
均値との比あるいは差が規定値以上のものをキズと判断
し、キズデータとして出力する。
【００２７】それぞれの色毎に検出されたキズデータは
キズデータ混合回路により、同一画素のどれか一つの色
がキズである場合であっても、その画素位置がキズであ
るデータに合成される。
キズデータ混合回路により、同一画素のどれか一つの色
がキズである場合であっても、その画素位置がキズであ
るデータに合成される。
【００２８】撮影光学系１で結像された被写体像は、適
切な露光量になるように制御駆動されるシャッター２を
介して、撮像素子３で電気信号に変換さる。増幅回路４
では、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジに最適になるように
増幅、あるいはレベルシフトされる。Ａ／Ｄ変換器５
で、アナログ信号をデジタル化する。前信号処理部５で
は、デジタル化された画像データに対しクランプ等の黒
レベル調整を行う。この時、３個の切替スイッチ８はそ
れぞれ、画像メモリ９側に接続される。色分離スイッチ
７は撮像素子３から出力される画像信号をそれぞれの色
に対応した画像メモリ９に記憶するよう駆動される。こ
れで、色分解された被写体像の画像データが画像メモリ
９に記憶される。その後、シャッター２が閉じた状態、
すなわち撮像素子３が遮光された状態で被写体の撮影と
同じ蓄積時間の撮影を行う。この時、３個の切替スイッ
チ８は画像メモリ９と反対方向すなわち減算器１０側に
接続される。同時に、遮光された画像データは、それぞ
れの色毎にキズ検出回路１６に入力される。キズ検出回
路１６は前述したキズ検出を行いそれぞれの色毎のキズ
データを出力する。また、画像メモリ９は遮光された画
像データと同じ位置の被写体像の画像データを減算器１
０に出力する。このことにより、減算器１０からは撮像
素子の暗電流に起因するムラや微小なキズが補正された
被写体像の画像データが出力される。また、これらの補
正は、撮像素子３で分解されたそれぞれの色毎に独立し
て行っているため、それぞれの色に異なったノイズがあ
る場合でも補正できる。キズ補正処理部１２では、３個
のキズ検出回路１６から出力されるキズデータをキズデ
ータ混合回路１７で合成した後のキズデータに基づきキ
ズ補正処理を行う。キズ補正された画像データは後信号
処理部１１で色処理等を行った後、記録部１２、表示部
１３に送られ記録、あるいは表示が行われる。すべての
色のキズデータをキズデータ混合回路１７で合成した
後、キズ補正処理部１２で補正を行うので、その構造
上、欠陥の無い深さの色の信号にも影響を及ぼすことに
よる画像劣化を防ぐことが出来る。また、あらかじめ、
キズデータを用意する必要が無く、キズ補正が行える。
切な露光量になるように制御駆動されるシャッター２を
介して、撮像素子３で電気信号に変換さる。増幅回路４
では、Ａ／Ｄ変換器５の入力レンジに最適になるように
増幅、あるいはレベルシフトされる。Ａ／Ｄ変換器５
で、アナログ信号をデジタル化する。前信号処理部５で
は、デジタル化された画像データに対しクランプ等の黒
レベル調整を行う。この時、３個の切替スイッチ８はそ
れぞれ、画像メモリ９側に接続される。色分離スイッチ
７は撮像素子３から出力される画像信号をそれぞれの色
に対応した画像メモリ９に記憶するよう駆動される。こ
れで、色分解された被写体像の画像データが画像メモリ
９に記憶される。その後、シャッター２が閉じた状態、
すなわち撮像素子３が遮光された状態で被写体の撮影と
同じ蓄積時間の撮影を行う。この時、３個の切替スイッ
チ８は画像メモリ９と反対方向すなわち減算器１０側に
接続される。同時に、遮光された画像データは、それぞ
れの色毎にキズ検出回路１６に入力される。キズ検出回
路１６は前述したキズ検出を行いそれぞれの色毎のキズ
データを出力する。また、画像メモリ９は遮光された画
像データと同じ位置の被写体像の画像データを減算器１
０に出力する。このことにより、減算器１０からは撮像
素子の暗電流に起因するムラや微小なキズが補正された
被写体像の画像データが出力される。また、これらの補
正は、撮像素子３で分解されたそれぞれの色毎に独立し
て行っているため、それぞれの色に異なったノイズがあ
る場合でも補正できる。キズ補正処理部１２では、３個
のキズ検出回路１６から出力されるキズデータをキズデ
ータ混合回路１７で合成した後のキズデータに基づきキ
ズ補正処理を行う。キズ補正された画像データは後信号
処理部１１で色処理等を行った後、記録部１２、表示部
１３に送られ記録、あるいは表示が行われる。すべての
色のキズデータをキズデータ混合回路１７で合成した
後、キズ補正処理部１２で補正を行うので、その構造
上、欠陥の無い深さの色の信号にも影響を及ぼすことに
よる画像劣化を防ぐことが出来る。また、あらかじめ、
キズデータを用意する必要が無く、キズ補正が行える。
【００２９】以上のように、本実施の形態の撮像装置
は、半導体の深さ方向に複数の光電変換部を有する画素
を複数配列した撮像領域と、欠陥画素の補正をする場合
に、同一画素内の深さ方向の前記複数の光電変換部から
の信号の各々の補正を行うキズ検出回路１６、キズデー
タ混合回路１７、及びキズ補正処理部１２からなる第２
の補正手段とを有する撮像装置を持つため、確実にキズ
補正が可能となる。
は、半導体の深さ方向に複数の光電変換部を有する画素
を複数配列した撮像領域と、欠陥画素の補正をする場合
に、同一画素内の深さ方向の前記複数の光電変換部から
の信号の各々の補正を行うキズ検出回路１６、キズデー
タ混合回路１７、及びキズ補正処理部１２からなる第２
の補正手段とを有する撮像装置を持つため、確実にキズ
補正が可能となる。
【００３０】上記で説明した実施の形態では、画像メモ
リ９の前段は、時系列的に信号が送られてくる構成とな
っているが、撮像素子から画像メモリＲ、画像メモリ
Ｇ、画像メモリＢに並列に出力されるように、４は増幅
回路、５はＡ／Ｄ変換器、６は前信号処理部をそれぞれ
並列に設ける構成であってもよい。この場合、撮像素子
からは、同一画素の半導体の深さ方向の３つの光電変換
部からの信号が並列に読み出される構成となる。また、
キズデータの検出は被写体画像撮影後としているが、例
えば撮像装置の電源投入後、あるいは被写体の撮影前
等、撮像装置の制御時間に余裕がある時に行っても良
い。
リ９の前段は、時系列的に信号が送られてくる構成とな
っているが、撮像素子から画像メモリＲ、画像メモリ
Ｇ、画像メモリＢに並列に出力されるように、４は増幅
回路、５はＡ／Ｄ変換器、６は前信号処理部をそれぞれ
並列に設ける構成であってもよい。この場合、撮像素子
からは、同一画素の半導体の深さ方向の３つの光電変換
部からの信号が並列に読み出される構成となる。また、
キズデータの検出は被写体画像撮影後としているが、例
えば撮像装置の電源投入後、あるいは被写体の撮影前
等、撮像装置の制御時間に余裕がある時に行っても良
い。
【００３１】なお、上記の実施の形態１、２において
は、半導体の深さ方向で色分離する撮像素子の色分解数
はＲ、Ｇ、Ｂの３色としているが、２色あるいは、それ
以上何色であっても良い。つまり、半導体の深さ方向に
少なくとも第１、第２の光電変換部を持つ構成の撮像素
子である。
は、半導体の深さ方向で色分離する撮像素子の色分解数
はＲ、Ｇ、Ｂの３色としているが、２色あるいは、それ
以上何色であっても良い。つまり、半導体の深さ方向に
少なくとも第１、第２の光電変換部を持つ構成の撮像素
子である。
【００３２】また、上記の実施の形態１、２において
は、暗電流を補正する回路（第１の補正手段）及び欠陥
画素を補正する回路（第２の補正手段）のいずれも有す
る回路を示したが、いずれか一方の回路を持つ構成であ
ってもよい。
は、暗電流を補正する回路（第１の補正手段）及び欠陥
画素を補正する回路（第２の補正手段）のいずれも有す
る回路を示したが、いずれか一方の回路を持つ構成であ
ってもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、良好な画像を得ること
が可能である。
が可能である。
【図１】本発明の第１の実施の形態の撮像装置の構成図
である。
である。
【図２】Ｒ色のキズ補正を説明する図である。
【図３】Ｇ色のキズ補正を説明する図である。
【図４】Ｂ色のキズ補正を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の撮像装置の構成図
である。
である。
【図６】半導体の深さ方向にフォトダイオードを有する
画素を説明する図である。
画素を説明する図である。
１ 撮影光学系
２ シャッター
３ 撮像素子
４ 増幅回路
５ Ａ／Ｄ変換器
６ 前信号処理部
７ 色分離スイッチ
８ 切替スイッチ
９ 画像信号メモリ
１０ 減算器
１１ キズデータメモリ
１２ キズ補正処理部
１３ 後信号処理部
１４ 記録部
１５ 表示部
１６ キズ検出回路
１７ キズデータ混合回路
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｇ
Ａ
Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AA07 AB01 BA10 BA14
CA03 CA18 CA22 CA27 FA06
GB09
5C024 BX01 CX23 CX32 GX03 GY01
GY31 HX14 HX29 HX50 HX58
5C065 AA03 BB18 BB23 CC01 DD01
GG13 GG22 GG30 GG32
5F049 MA02 NA04 NB05 QA07 UA20
WA09
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体の深さ方向に少なくとも第１、第
２の光電変換部を有する画素を複数配列した撮像領域
と、 前記撮像領域を遮光した状態で前記第１の光電変換部で
得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像するこ
とにより前記第１の光電変換部で得られる信号との差分
処理と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第２の光電
変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮
像し、前記第２の光電変換部で得られる信号との差分処
理とを行う第１の補正手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 半導体の深さ方向に複数の光電変換部を
有する画素を複数配列した撮像領域と、 欠陥画素の補正をする場合に、同一画素内の深さ方向の
前記複数の光電変換部からの信号の各々の補正を行う第
２の補正手段と、 を有する撮像装置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記撮像領域内の欠
陥画素の位置を記憶した記憶手段を有し、前記第２の補
正手段は、前記記憶手段に記憶されたデ−タに基づいて
補正を行うことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項４】 請求項２において、前記撮像領域内の欠
陥画素を検出する検出手段を有し、前記検出手段は、同
一画素内の一つの光電変換部からの信号が補正が必要と
検出された場合に、前記同一画素内の他の光電変換部か
らの信号も補正を行うように、前期第２の補正手段を制
御することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項５】 半導体の深さ方向に少なくとも第１、第
２の光電変換部を有する画素を複数配列した撮像領域
と、 前記撮像領域を遮光した状態で前記第１の光電変換部で
得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮像するこ
とにより前記第１の光電変換部で得られる信号との差分
処理と、前記撮像領域を遮光した状態で前記第２の光電
変換部で得られる信号と、前記撮像領域で被写体像を撮
像し、前記第２の光電変換部で得られる信号との差分処
理とを行う第１の補正手段と、 前記第１の補正手段の後段に設けられた、欠陥画素の補
正をする場合に、同一画素内の深さ方向の前記第１及び
第２の光電変換部からの信号の各々の補正を行う第２の
補正手段と、 前記撮像領域内の欠陥画素を検出する検出手段とを有
し、 前記検出手段は、同一画素内の一つの光電変換部からの
信号が補正が必要と検出された場合に、前記同一画素内
の他の光電変換部からの信号も補正を行うように、前記
第２の補正手段を制御するとともに、前記第１の補正手
段に入力される前の信号に基づいて欠陥画素を検出する
ことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002108232A JP4035356B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 撮像装置およびその制御方法 |
| US10/405,249 US7145599B2 (en) | 2002-04-10 | 2003-04-03 | Image pickup apparatus and image pickup method using plural photoelectric conversion sections per pixel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002108232A JP4035356B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 撮像装置およびその制御方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007242388A Division JP4429348B2 (ja) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | 撮像装置および撮像装置の制御方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003304548A true JP2003304548A (ja) | 2003-10-24 |
| JP2003304548A5 JP2003304548A5 (ja) | 2005-09-22 |
| JP4035356B2 JP4035356B2 (ja) | 2008-01-23 |
Family
ID=28786508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002108232A Expired - Fee Related JP4035356B2 (ja) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | 撮像装置およびその制御方法 |
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| US (1) | US7145599B2 (ja) |
| JP (1) | JP4035356B2 (ja) |
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| JP2006005912A (ja) * | 2004-05-17 | 2006-01-05 | Olympus Corp | 撮像装置、ノイズ除去方法およびノイズ除去プログラム |
| JP2007174104A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Fujitsu Ltd | 画像処理回路及び画像処理方法 |
| US7853097B2 (en) | 2002-12-27 | 2010-12-14 | Nikon Corporation | Image processing apparatus and image processing program |
| WO2012023577A1 (en) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | C/O Canon Kabushiki Kaisha | Image-pickup apparatus and method of detecting defective pixel thereof |
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| JP3854887B2 (ja) * | 2002-04-05 | 2006-12-06 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| JP2005045552A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Canon Inc | 撮像装置及び方法 |
| US7796169B2 (en) * | 2004-04-20 | 2010-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus for correcting captured image |
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| JP2007189589A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Sony Corp | 情報処理装置および情報処理方法、学習装置および学習方法、並びにプログラム |
| JP4208015B2 (ja) * | 2006-07-05 | 2009-01-14 | エプソンイメージングデバイス株式会社 | 受光装置、液晶装置、および電子機器 |
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| KR20140010553A (ko) * | 2012-07-13 | 2014-01-27 | 삼성전자주식회사 | 픽셀 어레이, 이를 포함하는 이미지 센서, 및 상기 이미지 센서의 로컬 다크 전류 보상 방법 |
| JP2016058559A (ja) | 2014-09-10 | 2016-04-21 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器 |
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