JP2005123873A

JP2005123873A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2005123873A
Application number: JP2003356442A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Udagawa; 善郎宇田川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】製品出荷後に撮像素子の画素欠陥を検出し記憶させる際に、その時の条件等によって有効な画素欠陥情報が消失することを防ぐことが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】出荷後に新たに画素欠陥を検出した場合には、追記する時点より過去に追記された画素欠陥情報を消去することなく、新たに検出された画素欠陥情報を追記する。また、画素欠陥情報を記憶する記憶領域が満杯、或いは追記しようとする画素欠陥情報のすべてを記憶しきれない場合には、欠陥レベルの大きいものから順位付けして或いは検出時期の新しいものから順位付けして上位のものから記憶させる。従って、新たに画素欠陥が発生しても欠陥レベルの大きいものから、或いは検出時期の新しいものから補正されるため、効率的に欠陥画素を補正することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置、特に画素欠陥の補正技術に関するものである。

従来、固体撮像装置においては画素欠陥について次のような対応がなされている。即ち、画素数が少ない場合には画素欠陥のない素子を用いることによって画像上にキズが発生するのを防いでいる。また、画素数が増えてきた場合には画素欠陥をなくすことは非常に難しく、可能であっても歩留まり低下に伴うコストの上昇を招いている。そのため、製品出荷直前に画素欠陥の位置等を検査して製品固体毎に記憶させ、補正回路によってキズを目立たなくする処理を行った後に出荷している。

ところが、近年、製品出荷後の画素欠陥が問題になってきている。画素欠陥は宇宙線によって増加することが人工衛星に搭載された固体撮像装置での画素欠陥発生解析によって判明している。そのため、航空機等による地球上の運搬によっても発生する可能性があり、製品購入者が海外旅行等を行うことによって次第に画素欠陥が増加してしまう危険性がある。

そこで、このような課題を解決する方法として、例えば、特開平０５−２３６３５８号公報には、自動的に画素欠陥情報を検出して記憶させる方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開平０５−２３６３５８号公報

特許文献１の方法では、新たに画素欠陥を検出した場合には、既記憶の画素欠陥情報に上書きしたり、既記憶情報を消去した後に記憶させたり、或いは記憶領域の中の空いている領域にのみ追記している。

画素欠陥の度合いは検出時の温度や蓄積時間によっても変化するため、検出動作を実行する時の蓄積時間が短すぎたり、自動的に検出する場合でも環境温度が低い場合には、適正に画素欠陥が検出されないことがあった。そのため、上述のように既記憶の画素欠陥情報に上書きしたり、既記憶情報を消去した後に記憶させると、もとの画素欠陥情報が消去してしまい、ほとんど何も検出されなかった無意味な情報を上書きすることがあった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、もとの有効な画素欠陥情報を失うことがなく、環境温度等によらず画素欠陥を補正することが可能な撮像装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、固体撮像素子の画素欠陥を検出する手段と、検出された画素欠陥情報を記憶する手段と、前記画素欠陥情報に基づいて欠陥画素の画像信号を補正する手段とを有する撮像装置において、前記検出手段により検出された画素欠陥情報を前記記憶手段に追記する場合に、追記する時点より過去に追記された情報を消去することなく、新たに検出された画素欠陥情報を追記する手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、過去に記録された画素欠陥情報を消去することなく画素欠陥情報を追記することにより、環境温度等によらず画素欠陥を補正することができる。また、記憶領域が満杯、或いは追記しようとする画素欠陥情報のすべてを記憶しきれない場合には、欠陥レベルの大きい順或いは検出時期の新しい順に順位付けを行い、順位の大きいものから追記することにより、効率的に欠陥画素を補正することができる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。なお、図１は本発明をデジタルスチルカメラに実施した場合のシステム構成を示す。また、本発明はデジタルスチルカメラに限ることなく、ビデオカメラ等にも使用することができる。

図１において、１０１は複数の画素を有するＣＣＤ撮像素子、１０２は撮像素子１０１の画像信号をデジタル化するＣＤＳ−Ａ／Ｄコンバータ、１０３は画像を一時保存するメモリ、１０４はＪＰＥＧ圧縮を行う圧縮回路、１０５は撮影データの信号処理を行うＤＳＰ回路である。

また、１０６はメモリ等を制御するメモリコントローラ、１０７はＤ／Ａコンバータ、１０８はカラー液晶表示部、１０９はシャッタースイッチ、１１０は装置全体を制御するシステムコントローラ、１１１は最終画像を記憶するカードメモリ、１１２はファームウエアデータを記憶しておくＦＲＯＭ、１１３は画素欠陥を検出する時に操作するスイッチである。

被写体を撮影する場合には、被写体像が図示しない光学系によってＣＣＤ撮像素子１０１面上に結像される。ＣＣＤ撮像素子１０１によって光電変換された電気信号はＣＣＤ出力信号としてＣＤＳ−Ａ／Ｄコンバータ１０２に入力され、デジタル信号としてメモリコントローラ１０６を介して１画面分のデータがメモリ１０３に蓄えられる。

メモリ１０３内の撮影データはメモリコントローラ１０６を経由してＤＳＰ回路１０５に送られ、ＤＳＰ回路１５で信号処理され、更に、ＪＰＥＧ圧縮回路１０４で圧縮処理された後、図示しないＩ／Ｆを経由してカードメモリ１１１に記録される。システムコントローラ１１０はＣＣＤドライバー（図示せず）を駆動する信号の発生或いはメモリコントローラ１０６の制御等を行う。

また、不図示の画像表示スイッチをオンにすれば、Ａ／Ｄ変換されたデータはメモリ１０３に取り込まれることなくそのままＤＳＰ回路１０５に入力され、ＤＳＰ回路１０５で信号処理された後、Ｄ／Ａコンバータ１０７でアナログ化されてカラー液晶表示部１０８に出力される。カラー液晶表示部１０８は撮影した画像の表示に用いられる。

システムコントローラ１１０には画素欠陥スイッチ１１３が接続され、画素欠陥検出を行う時にユーザーがこの画素欠陥スイッチ１１３をオンすると、システムコントローラ１１０の制御によって画素欠陥検出を行う。この時、システムコントローラ１１０は、例えば、自動的にシャッターを押す等の制御を行い、その時のＣＣＤ撮像素子１０１の出力をＡ／Ｄコンバータ１０２から取り込み、各画素の信号レベルを検出する。そして、後述するように得られた信号レベルに基づいて画素欠陥を検出する。

同様に、システムコントローラ１１０にはＦＲＯＭ（不揮発性の書き換え可能メモリ）１１２が接続され、その中には検出された欠陥画素情報等が保持されている。

また、システムコントローラ１１０はメモリ１０３に画像データが取り込まれた直後、ＦＲＯＭ１１２に書かれた画素欠陥情報に基づいて該当する番地の上下左右の同色周囲画素データの補間データで欠陥画素データを書き換え、信号処理することで欠陥画素の補正を行う。

図２は工場出荷時における画素欠陥情報を示す図である。図２の例では画素欠陥情報として８箇所の情報を記憶できるようになっており、工場出荷時には５箇所の情報が記憶されている。画素欠陥情報はＣＣＤ撮像素子１０１の画素欠陥位置を示す座標Ｘと座標Ｙ、及び画素欠陥レベル（この場合単位：ｍV）から成り立っており、番号順位は欠陥レベルの大きい順になっている。欠陥レベルとしては、上述のようにＣＣＤ撮像素子１０１の信号レベルが用いられ、画素欠陥の程度が大きいほど信号レベルは大きくなる。

図３は工場出荷後に１回目の画素欠陥検出を行った時の結果を示す。１回目の画素欠陥検出動作では、新たに４，５，６番目の画素欠陥が検出されているが、１，２，３及び７，８番目の画素欠陥については既に記憶されているためそのままとし、新たに４，５，６番目の画素欠陥が記憶されている（＊印で示す）。また順位については、７，８番目よりも欠陥レベルが大きいため上位として記憶されている。この場合、もともと記憶されていた情報は消去されておらず、新たな画素欠陥情報が追記されているので、欠陥情報を失うことがなく、いかなる環境温度でも画素欠陥を補正することが可能である。

図４は更に２回目の画素欠陥検出を行った時の結果を示す。この検出動作では図３に示す欠陥画素に加えて、座標Ｘ：９００、座標Ｙ：７００、欠陥レベル：３の画素欠陥が検出されている。

また、すでに検出された座標位置ではあるが、座標Ｘ：２５０、座標Ｙ：１５０、欠陥レベル：７の、欠陥レベルが上昇した画素欠陥が検出されている。この場合には、新たに検出された欠陥レベルを欠陥レベルとする。そのため、図４に示すように（＊＊印で示す）、８番目の情報が入れ替わると共に４番目の情報の欠陥レベルが追記されている。

本実施形態では、より欠陥レベルの大きい欠陥画素情報を記憶させることができ、記憶領域が一杯になってしまっても、効果的に画素欠陥を記憶、補正することが可能である。即ち、図３、図４の例では、欠陥レベルの大きい順に画素欠陥情報を記憶させている。そのため、記憶領域が満杯であるか、或いは追記しようとする情報の全てを記憶しきれない場合には、欠陥レベルの大きい順に画素欠陥情報を記憶させることによって、欠陥レベルの大きい欠陥画素を優先して補正するようにしている。

図５は欠陥画素情報として検出時期を要素として記憶させる場合の例を示す。図５の例では工場出荷時期を２００１年１月とし、その工場出荷時に２番目の画素欠陥情報が記憶され、その時期も記憶されている。その後、約1年間経過後の２００２年１月に画素欠陥検出動作が実行され、１番目の画素欠陥が新たに検出されている（＊印）。この場合、１番目の画素欠陥の方が新しいため、上位に追記されている。なお、この例でも同様に画素欠陥情報は８個の情報を記憶できるようになっている。

本実施形態では、検出時期が新しい順に画素欠陥情報を記憶させており、記憶領域が満杯、或いは追記しようとする画素欠陥情報のすべてを記憶しきれない場合には、検出時期が新しい順に画素欠陥情報が記憶されるため、検出時期が新しい欠陥画素を優先して補正するようにしている。これは、検出時期が新しいほど画素欠陥の信頼度が高いという理由に基づいている。

なお、以上の実施形態では、欠陥レベルと検出時期を別に記憶する例を説明したが、もちろん両方とも記憶させても良い。その場合には、欠陥レベルの大きい順に記憶させるのか、或いは検出時期の新しい順に記憶させるのかを決めておけばよいし、或いは、ユーザーがいずれか１つを選択するようにすることも可能である。

また、画素欠陥検出を画素欠陥スイッチ１１３の操作によって実行すると説明したが、自動的にファームウエアによって実行することも可能である。その場合には、例えば、定期的に欠陥画素の検出を行う、或いは環境温度が一定温度以上変化した時に欠陥画素の検出を行う等の方法がある。更に、ＦＲＯＭ１１２に記憶する画素欠陥情報の個数を８個としたが、それ以上の個数を記憶できるようにしても良いことは勿論である。

本発明の撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。工場出荷時の画素欠陥情報を示す図である。工場出荷後の１回目の欠陥画素検出時の画素欠陥情報を示す図である。工場出荷後の２回目の欠陥画素検出時の画素欠陥情報を示す図である。本発明の他の実施形態の画素欠陥情報を示す図である。

符号の説明

１０１ＣＣＤ撮像素子
１０２ＣＤＳ−Ａ／Ｄコンバータ
１０３メモリ
１０４ＪＰＥＧ圧縮回路
１０５ＤＳＰ回路
１０６メモリコントローラ
１０７Ｄ／Ａコンバータ
１０８カラー液晶表示部
１０９シャッタースイッチ
１１０システムコントローラ
１１１カードメモリ
１１２ＦＲＯＭ
１１３画素欠陥スイッチ

Claims

固体撮像素子の画素欠陥を検出する手段と、検出された画素欠陥情報を記憶する手段と、前記画素欠陥情報に基づいて欠陥画素の画像信号を補正する手段とを有する撮像装置において、前記検出手段により検出された画素欠陥情報を前記記憶手段に追記する場合に、追記する時点より過去に追記された情報を消去することなく、新たに検出された画素欠陥情報を追記する手段を有することを特徴とする固体撮像装置。
前記追記手段は、前記記憶手段の記憶領域が満杯か、或いは追記しようとする情報の全てを記憶しきれない場合には、前記記憶手段に記憶されている既画素欠陥情報と追記しようとする画素欠陥情報に含まれている属性情報を比較して順位付けを行い、その上位から順に追記することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
前記画素欠陥情報は欠陥画素の位置情報とそれ以外の少なくとも１つの属性情報を含んでおり、既画素欠陥情報の位置と同じ位置に画素欠陥が検出された場合には、前記属性情報を比較して順位の大きい方を選択することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
前記属性情報は、画素欠陥の程度を示す欠陥レベルであることを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
前記属性情報は、画素欠陥の検出時期であることを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。