JP2010130237A - Defect correcting circuit and imaging device with same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子の欠陥画素から出力される画素信号を補正する欠陥補正回路及びそれを備えた撮像装置に関する。 The present invention relates to a defect correction circuit that corrects a pixel signal output from a defective pixel of a solid-state imaging device, and an imaging apparatus including the defect correction circuit.
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなど、撮像素子を用いて画像を撮像して保存できる撮像装置が広く普及している。このような撮像装置に用いる撮像素子としては、半導体で構成されるCCD型の固体撮像素子やCMOS型の固体撮像素子が用いられている。 2. Description of the Related Art In recent years, imaging apparatuses that can capture and store an image using an imaging element, such as a digital still camera and a digital video camera, have been widely used. As an image pickup element used in such an image pickup apparatus, a CCD type solid-state image pickup element or a CMOS type solid-state image pickup element made of a semiconductor is used.
これらの固体撮像素子では、近年高解像度化が進んでおり、そのため固体撮像素子は全画素すべてを読み出すのに、多くの時間を有するようになった。そして、このことは読み出しフレームレートが遅くなることを意味する。 In these solid-state image sensors, the resolution has been increased in recent years, and therefore the solid-state image sensor has taken a long time to read all the pixels. This means that the readout frame rate becomes slow.
そこで、デジタルスチルカメラなどの撮像装置においては、動画やビューファインダ用など用途的に高解像度の必要のない場合には、画素の加算読み出しなどで読み出し時間の短縮を図ってフレームレートを速くするものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、固体撮像素子から垂直方向に隣接する同色の画素を加算して読み出す場合、全画素読み出し時と異なる順番で画素から画素信号を読み出さなければならないことがある。 However, when pixels of the same color adjacent in the vertical direction are added and read from the solid-state imaging device, it may be necessary to read the pixel signals from the pixels in a different order than when reading all the pixels.
例えば、図32に示す垂直方向加算全読み出しの場合に、加算対象の水平ライン(例えば、第1水平ラインと第3水平ライン)の間に欠陥画素が存在する水平ライン(第2水平ライン)があるとする。このとき、図33に示すように、欠陥アドレスをメモリ101から先に読み出して一時的に回路上で保持しておく必要がある。 For example, in the case of the total addition readout in the vertical direction shown in FIG. 32, a horizontal line (second horizontal line) in which a defective pixel exists between the horizontal lines to be added (for example, the first horizontal line and the third horizontal line). Suppose there is. At this time, as shown in FIG. 33, it is necessary to read the defective address first from the memory 101 and temporarily hold it on the circuit.
さらに、2次元配列順では後に読み出される加算対象の画素がある水平ライン(例えば、第1水平ラインと第3水平ラインとの間の加算時では第3水平ライン)側の欠陥アドレスも予めメモリ101から先読みし一時的に回路上で保持しておく必要がある。そして、2次元配列順で先に読み出されるのと同じタイミングで参照していく必要が出てくる。 Further, in the two-dimensional arrangement order, the defective address on the side of the horizontal line (for example, the third horizontal line when adding between the first horizontal line and the third horizontal line) on which the pixel to be added later read is also stored in the memory 101 in advance. It is necessary to pre-read from and temporarily hold it on the circuit. Then, it becomes necessary to refer at the same timing as that read out earlier in the two-dimensional array order.
このように垂直方向に隣接する同色の画素を加算して読み出す場合、一時的に欠陥アドレスを保持するためのバッファが必要となることから回路規模が増大し、メモリ101へのアクセス制御も複雑となる問題がある。 When the pixels of the same color adjacent in the vertical direction are added and read in this way, a buffer for temporarily holding a defective address is required, so that the circuit scale increases and the access control to the memory 101 becomes complicated. There is a problem.
そこで、本発明は、垂直方向に隣接する同色の画素を加算して読み出す場合に一時的に保持するバッファも必要ない欠陥補正回路及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a defect correction circuit that does not need a buffer that temporarily holds when pixels of the same color adjacent in the vertical direction are added and read out, and an imaging apparatus including the defect correction circuit.
かかる目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、固体撮像素子の欠陥画素のアドレスを記憶する記憶部と、前記固体撮像素子から読み出す画素信号に対応した画素のアドレスと欠陥画素のアドレスを比較し、アドレスが一致した画素が出力する画素信号を補正する欠陥画素補正部と、を備え、前記固体撮像素子は、垂直方向の同色k画素で加算出力可能とし、前記記憶部は、前記同色k画素のそれぞれに対応して欠陥画素のアドレスを記憶する記憶素子をk個設けた欠陥補正回路とした。 In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 includes a storage unit that stores an address of a defective pixel of a solid-state image sensor, a pixel address corresponding to a pixel signal read from the solid-state image sensor, and a defective pixel. A defective pixel correction unit that compares addresses and corrects a pixel signal output by a pixel with a matching address, the solid-state imaging device can perform addition output with the same color k pixels in the vertical direction, and the storage unit A defect correction circuit having k storage elements for storing addresses of defective pixels corresponding to the k pixels of the same color is used.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の欠陥補正回路において、前記固体撮像素子は、複数の画素のうち水平方向又は垂直方向で間引いて一部の画素からの画素信号を出力可能とし、前記欠陥画素補正部は、前記固体撮像素子から読み出した画素信号に対応した画素のアドレスと欠陥画素のアドレスを比較し、一致しなかった場合は欠陥画素が前記固体撮像素子の読み出しの際に間引かれたと判別し、その欠陥画素のアドレスに対応する画素から出力される画素信号の補正を行わず、さらに、前記記憶部の記憶領域を一定の区間の基準点によって区切り、その基準点における欠陥画素のアドレスとこれから読み出される画素のアドレスを定期的に比較することにより、前記記憶部に記憶している欠陥アドレスを順次読み出さず、一部読み飛ばすこととした。 According to a second aspect of the present invention, in the defect correction circuit according to the first aspect, the solid-state imaging device thins out a plurality of pixels in a horizontal direction or a vertical direction and outputs pixel signals from some pixels. The defective pixel correction unit compares the address of the pixel corresponding to the pixel signal read from the solid-state image sensor and the address of the defective pixel, and if they do not match, the defective pixel is read from the solid-state image sensor. The pixel signal output from the pixel corresponding to the address of the defective pixel is not corrected, and the storage area of the storage unit is divided by a reference point of a certain section, By periodically comparing the address of the defective pixel at the reference point with the address of the pixel to be read out, the defective addresses stored in the storage unit are not sequentially read out, It was decided to skip.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の欠陥補正回路において、前記欠陥画素補正部は、前記固体撮像素子からの読み出し画素配列を基準として同色の欠陥画素が連続しているかどうかを判別する判別手段と、前記判別手段により連続している欠陥画素が出力する画素信号を、欠陥ではない画素であって前記連続する欠陥画素に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正する補正手段とを有することとした。 According to a third aspect of the present invention, in the defect correction circuit according to the first or second aspect, the defective pixel correction unit includes defective pixels of the same color on the basis of a read pixel array from the solid-state imaging device. A determination unit configured to determine whether the pixel is continuous; and a pixel signal output by a defective pixel continuous by the determination unit is a pixel that is not a defect and is adjacent to the continuous defective pixel. And correction means for correcting using the average value of the signal levels of the same color pixels.
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の欠陥補正回路において、前記補正手段は、前記判別手段により連続していないと判定された欠陥画素が出力する画素信号を、欠陥ではない画素であって前記欠陥画素に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正することとした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the defect correction circuit according to the third aspect, the correction means outputs a pixel signal output from a defective pixel determined not to be continuous by the determination means as a defect. Correction is performed using an average value of signal levels of at least two adjacent pixels of the same color adjacent to the defective pixel.
また、請求項5に記載の発明は、請求項3又は請求項4に記載の欠陥補正回路において、前記判別手段は、前記記憶部に記憶した欠陥画素のアドレスに基づいて、前記固体撮像素子から読み出す画素信号に対応した画素が欠陥画素であるとき前記補正手段へ第1信号を出力し、欠陥画素でないとき前記補正手段へ第2信号を出力する手段と、同色の欠陥画素が連続していないときに前記補正手段へ第1フラグを出力し、同色の欠陥画素が連続しているときに前記補正手段へ第2フラグを出力する手段と、を有し、前記補正手段は、前記第1信号が入力され、かつ前記第1フラグが入力されると、前記固体撮像素子から出力されている画素信号を、当該画素信号に対応した画素に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正し、前記第1信号が入力され、かつ前記第2フラグが入力されると、前記固体撮像素子から読み出した画素信号を、当該画素信号に対応した画素を含む連続する欠陥画素群に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正することとした。 According to a fifth aspect of the present invention, in the defect correction circuit according to the third or fourth aspect, the determination unit is configured to detect the defect from the solid-state imaging device based on an address of the defective pixel stored in the storage unit. When the pixel corresponding to the pixel signal to be read is a defective pixel, the first signal is output to the correcting unit, and when the pixel is not a defective pixel, the defective pixel of the same color is not continuous with the unit outputting the second signal to the correcting unit. And a means for outputting a first flag to the correcting means and outputting a second flag to the correcting means when defective pixels of the same color are continuous, the correcting means comprising the first signal And the first flag is input, the pixel signal output from the solid-state imaging device is converted to a signal level of at least two adjacent same-color pixels adjacent to the pixel corresponding to the pixel signal. flat When the first signal is input and the second flag is input, the pixel signal read out from the solid-state imaging device is corrected using a value, and the defective pixels including pixels corresponding to the pixel signal Correction was made using an average value of signal levels of at least two adjacent same-color pixels of the same color adjacent to the group.
また、請求項6に記載の発明は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の欠陥画素のアドレスを記憶する記憶部を有し、前記固体撮像素子から読み出す画素信号に対応した画素のアドレスと欠陥画素のアドレスを比較し、アドレスが一致した画素が出力する画素信号を補正する欠陥画素補正部とを備え、前記固体撮像素子は、垂直方向の同色k画素で加算出力可能とし、前記記憶部は、前記同色k画素のそれぞれに対応して欠陥画素のアドレスを記憶する記憶素子をk個設けた撮像装置とした。 The invention according to claim 6 has a solid-state imaging device and a storage unit that stores an address of a defective pixel of the solid-state imaging device, and a pixel address and a defect corresponding to a pixel signal read from the solid-state imaging device. A defective pixel correction unit that compares pixel addresses and corrects a pixel signal output by a pixel with a matching address, and the solid-state imaging device can perform addition output with k pixels of the same color in the vertical direction, and the storage unit The imaging apparatus is provided with k storage elements for storing the addresses of defective pixels corresponding to the k pixels of the same color.
本発明によれば、垂直方向に隣接する同色の画素を加算して読み出す場合に一時的に保持するバッファも必要ない欠陥補正回路及びそれを備えた撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a defect correction circuit that does not need a buffer that temporarily holds when pixels of the same color adjacent in the vertical direction are added and read, and an imaging apparatus including the defect correction circuit.
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」とする)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.撮像装置の全体構成
2.固体撮像素子の構成
3.固体撮像素子からの画素信号の読み出し処理
4.欠陥検出処理及び欠陥補正処理
The best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described below. The description will be given in the following order.
1. 1. Overall configuration of imaging apparatus 2. Configuration of solid-state image sensor Reading process of pixel signal from solid-state image sensor 4. Defect detection process and defect correction process
[1.撮像装置の全体構成]
まず、本実施形態おける撮像装置の構成について図面を用いて説明する。図1は本実施形態における撮像装置の構成を示す図である。
[1. Overall configuration of imaging apparatus]
First, the configuration of the imaging apparatus in the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、撮像装置1は、固体撮像素子10、A/D(アナログ/デジタル)変換回路11、信号処理回路12、システムコントローラ13、入力部14、光学ブロック15を具備している。また、この撮像装置1には、光学ブロック15内の機構を駆動するためのドライバ16、固体撮像素子10を駆動するためのタイミングジェネレータ(TG)17などが設けられている。 As shown in FIG. 1, the imaging device 1 includes a solid-state imaging device 10, an A / D (analog / digital) conversion circuit 11, a signal processing circuit 12, a system controller 13, an input unit 14, and an optical block 15. . Further, the imaging apparatus 1 is provided with a driver 16 for driving a mechanism in the optical block 15, a timing generator (TG) 17 for driving the solid-state imaging device 10, and the like.
光学ブロック15は、被写体からの光を固体撮像素子10へ集光するためのレンズ、レンズを移動させてフォーカス合わせやズーミングを行うための駆動機構、メカシャッタ、絞りなどを具備している。ドライバ16は、システムコントローラ13からの制御信号に応じて、光学ブロック15内の機構の駆動を制御する。 The optical block 15 includes a lens for condensing light from the subject onto the solid-state imaging device 10, a drive mechanism for moving the lens to perform focusing and zooming, a mechanical shutter, a diaphragm, and the like. The driver 16 controls driving of the mechanism in the optical block 15 according to a control signal from the system controller 13.
固体撮像素子10は、TG17から出力されるタイミング信号に基づいて駆動され、被写体からの入射光を電気信号に変換する。TG17は、システムコントローラ13の制御の下でタイミング信号を出力する。 The solid-state imaging device 10 is driven based on the timing signal output from the TG 17 and converts incident light from the subject into an electrical signal. The TG 17 outputs a timing signal under the control of the system controller 13.
A/D変換回路11は、固体撮像素子10から出力された画像信号をA/D変換してデジタル画像信号を出力する。画像信号は、固体撮像素子10の各画素から出力される画素信号から構成される。 The A / D conversion circuit 11 performs A / D conversion on the image signal output from the solid-state imaging device 10 and outputs a digital image signal. The image signal is composed of pixel signals output from each pixel of the solid-state imaging device 10.
信号処理回路12は、A/D変換回路11からのデジタル画像信号に対するAF(Auto Focus)、AE(Auto Exposure)、欠陥画素の検出処理及び補正処理、ホワイトバランス調整、マトリクス処理などの各種カメラ信号処理を実行する。 The signal processing circuit 12 performs various camera signals such as AF (Auto Focus), AE (Auto Exposure), defective pixel detection processing and correction processing, white balance adjustment, and matrix processing on the digital image signal from the A / D conversion circuit 11. Execute the process.
システムコントローラ13は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などから構成される。CPUはROMに記憶されたプログラムを実行することにより、この撮像装置1の各部を統括的に制御し、また、その制御のための各種演算を実行する。入力部14は、ユーザの操作入力を受け付ける操作キー、ダイアル、レバーなどを含み、操作入力に応じた制御信号をシステムコントローラ13に出力する。 The system controller 13 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The CPU executes the program stored in the ROM, thereby controlling each part of the image pickup apparatus 1 and executing various calculations for the control. The input unit 14 includes operation keys, dials, levers, and the like that receive user operation inputs, and outputs a control signal corresponding to the operation inputs to the system controller 13.
この撮像装置1では、固体撮像素子10の各受光素子で受光され、光電変換された画素信号が、順次A/D変換回路11に供給されてデジタル信号に変換され、信号処理回路12により欠陥補正処理などが行われて、画像データとして出力される。 In this imaging device 1, pixel signals received and photoelectrically converted by the respective light receiving elements of the solid-state imaging device 10 are sequentially supplied to the A / D conversion circuit 11 and converted into digital signals, and defect correction is performed by the signal processing circuit 12. Processing and the like are performed and output as image data.
信号処理回路12から出力された画像データは、図示しないグラフィックインタフェース回路に供給されて表示用の画像信号に変換され、これにより図示しないモニタにカメラスルー画像が表示される。また、入力部14へのユーザの入力操作などによりシステムコントローラ13に対して画像の記録が指示されると、信号処理回路12からの画像データはCODEC(enCOder,DECoder)に供給され、圧縮符号化処理が施されて記録媒体に記録される。静止画像の記録の際には、信号処理回路12からは1フレーム分の画像データがCODECに供給され、動画像の記録の際には、処理された画像データがCODECに連続的に供給される。 The image data output from the signal processing circuit 12 is supplied to a graphic interface circuit (not shown) and converted into a display image signal, whereby a camera-through image is displayed on a monitor (not shown). When the system controller 13 is instructed to record an image by a user input operation to the input unit 14 or the like, the image data from the signal processing circuit 12 is supplied to a CODEC (enCOder, DEcoder) and compressed and encoded. The processing is performed and recorded on the recording medium. When recording a still image, image data for one frame is supplied from the signal processing circuit 12 to the CODEC, and when recording a moving image, the processed image data is continuously supplied to the CODEC. .
[2.固体撮像素子の構成]
次に、本実施形態おける固体撮像素子10の構成について図面を用いて説明する。図2は固体撮像素子10の構成を示す図、図3は固体撮像素子10の画素配列の説明図である。なお、本実施形態においては、説明の便宜上、画素を数十個としているが、実際には水平方向(H方向)及び垂直方向(V方向)に数百個から数千個の画素が配列される。
[2. Configuration of solid-state image sensor]
Next, the configuration of the solid-state imaging device 10 in the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the solid-state image sensor 10, and FIG. 3 is an explanatory diagram of a pixel arrangement of the solid-state image sensor 10. In this embodiment, for convenience of explanation, the number of pixels is several tens. However, in reality, hundreds to thousands of pixels are arranged in the horizontal direction (H direction) and the vertical direction (V direction). The
図2に示すように、固体撮像素子10は、半導体基板21上に撮像領域22、定電流部23、列信号処理部24、垂直選択手段25、水平選択手段26、水平信号線27、出力処理部28、タイミングジェネレータ(TG)29等を設けたものである。 As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device 10 includes an imaging region 22, a constant current unit 23, a column signal processing unit 24, a vertical selection unit 25, a horizontal selection unit 26, a horizontal signal line 27, and an output process on a semiconductor substrate 21. A unit 28, a timing generator (TG) 29, and the like are provided.
撮像領域22は、受光素子を有する多数の画素22a(図3参照)を備えており、各画素22aにおいて受光量に応じた画素信号が生成される。各画素22aの画素信号は、各画素列毎に垂直信号線(図示せず)を通して列信号処理部24に出力される。定電流部23には各画素22aにバイアス電流を供給するための定電流源(図示せず)が各画素列毎に配置されている。また、垂直選択手段25は、撮像領域22の各画素22aを1行(1水平ライン)ずつ選択し、各画素22aの読み出し動作などを駆動制御するものである。 The imaging region 22 includes a large number of pixels 22a (see FIG. 3) having light receiving elements, and a pixel signal corresponding to the amount of received light is generated in each pixel 22a. The pixel signal of each pixel 22a is output to the column signal processing unit 24 through a vertical signal line (not shown) for each pixel column. In the constant current section 23, a constant current source (not shown) for supplying a bias current to each pixel 22a is arranged for each pixel column. The vertical selection means 25 selects each pixel 22a in the imaging region 22 one row (one horizontal line) and drives and controls the reading operation of each pixel 22a.
列信号処理部24は、垂直信号線を通して得られる画素信号を1行分ずつ(1水平ライン毎に)受け取り、所定の信号処理を行い、その信号を一時保持する。例えば、CDS(画素トランジスタの閾値のばらつきに起因する固定パターンノイズを除去する)処理、AGC(オートゲインコントロール)処理等を適宜行う。 The column signal processing unit 24 receives pixel signals obtained through the vertical signal lines for each row (for each horizontal line), performs predetermined signal processing, and temporarily holds the signals. For example, CDS (removing fixed pattern noise caused by variations in threshold values of pixel transistors) processing, AGC (auto gain control) processing, and the like are appropriately performed.
水平選択手段26は、列信号処理部24の信号を一つずつ選択し、水平信号線27に導く。出力処理部28は、水平信号線27からの信号に所定の処理を行い、外部に出力するものであり、例えばゲインコントロール回路を有している。タイミングジェネレータ29は、基準クロックに基づいて各部の動作に必要な各種のパルス信号等を供給する。 The horizontal selection unit 26 selects the signals of the column signal processing unit 24 one by one and guides them to the horizontal signal line 27. The output processing unit 28 performs predetermined processing on the signal from the horizontal signal line 27 and outputs the signal to the outside, and has a gain control circuit, for example. The timing generator 29 supplies various pulse signals and the like necessary for the operation of each unit based on the reference clock.
撮像領域22に設けられた各画素22aは、受光量に応じた信号電荷を生成するフォトダイオードなどの受光素子を有しており、受光素子上に分光特性の異なる例えばR(赤色)、G(緑色)、B(青色)のカラーフィルタが形成される。ここでは、図3に示すように、R、G、Bのカラーフィルタが1:2:1の比率で配設されてなるベイヤー配列としている。各画素22aには、画素トランジスタ(図示せず)が設けられており、受光素子での受光量に応じた信号電荷を、受光素子上に形成されたカラーフィルタに応じた色成分のアナログの電気信号に変換し、R、G、B各色の画像信号として出力する。なお、図3において、例えば、「1R1」は第1水平ライン(R第1ライン)の1番目のRの画素22aであり、「2Gb2」は第4水平ライン(B第2ライン)の3番目のGの画素22aである。 Each pixel 22a provided in the imaging region 22 has a light receiving element such as a photodiode that generates a signal charge corresponding to the amount of received light, and has different spectral characteristics, for example, R (red), G ( Green) and B (blue) color filters are formed. Here, as shown in FIG. 3, a Bayer array is formed in which R, G, and B color filters are arranged in a ratio of 1: 2: 1. Each pixel 22a is provided with a pixel transistor (not shown), and a signal charge corresponding to the amount of light received by the light receiving element is converted into an analog electric signal of a color component corresponding to a color filter formed on the light receiving element. It converts into a signal and outputs it as an image signal of each color of R, G, B. In FIG. 3, for example, “1R1” is the first R pixel 22a of the first horizontal line (R first line), and “2Gb2” is the third of the fourth horizontal line (B second line). G pixel 22a.
[3.固体撮像素子からの画素信号の読み出し処理]
次に、固体撮像素子10からの画素信号の読み出し処理について図面を参照して説明する。図4〜図11は固体撮像素子10からの画素信号の読み出し処理の説明図である。
[3. Reading process of pixel signal from solid-state image sensor]
Next, pixel signal readout processing from the solid-state imaging device 10 will be described with reference to the drawings. 4 to 11 are explanatory diagrams of the reading process of the pixel signal from the solid-state image sensor 10.
システムコントローラ13は、固体撮像素子10へ制御信号を出力して、固体撮像素子10からの画素信号を読み出す。画素信号を読み出す方式としては、「全画素読み出し」、「水平方向間引き読み出し」、「水平方向加算全読み出し」、「水平方向加算間引き読み出し」、「垂直方向間引き読み出し」、「垂直方向加算全読み出し」、「垂直方向加算間引き読み出し」がある。さらに、「水平垂直方向加算全読み出し」、「水平垂直方向加算間引き読み出し」もある。システムコントローラ13は、撮像装置1の動作に応じた読み出し方式で固体撮像素子10から画素信号を出力させる。 The system controller 13 outputs a control signal to the solid-state image sensor 10 and reads a pixel signal from the solid-state image sensor 10. The pixel signals can be read out using “All pixel readout”, “Horizontal thinning readout”, “Horizontal addition thinning readout”, “Horizontal addition thinning readout”, “Vertical thinning readout”, “Vertical summation readout”. And “vertical addition thinning readout”. Further, there are “horizontal and vertical direction addition full readout” and “horizontal and vertical direction addition thinning readout”. The system controller 13 outputs a pixel signal from the solid-state imaging device 10 by a readout method according to the operation of the imaging device 1.
「全画素読み出し」は、固体撮像素子10の全ての画素22aから画素信号を出力させる読み出し方法であり、システムコントローラ13は、他の読み出し方法と同様に、水平ライン単位で画素22aから順次画素信号を出力させる。この読み出し方法では、図3に示す撮像領域22上の画素22a配列を読み出し画素配列としており、第1水平ラインから最終水平ラインにかけて画素22aから順次画素信号を出力する。 “All-pixel readout” is a readout method for outputting pixel signals from all the pixels 22 a of the solid-state imaging device 10, and the system controller 13 sequentially outputs pixel signals from the pixels 22 a in units of horizontal lines in the same manner as other readout methods. Is output. In this readout method, the pixel 22a array on the imaging region 22 shown in FIG. 3 is used as a readout pixel array, and pixel signals are sequentially output from the pixel 22a from the first horizontal line to the final horizontal line.
「水平方向間引き読み出し」は、図4に示すように、水平ライン毎に、一部の画素22aを間引いて残りの画素22aからのみ画素信号を出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図4に示す撮像領域22上の画素22aの一部を除く配列を読み出し画素配列としており、第1水平ラインから最終水平ラインにかけて画素22aから順次画素信号を出力する。なお、ここでの「間引く」とは読み出さないことを意味する。このことは以下においても同様である。 As shown in FIG. 4, “horizontal thinning readout” is a readout method in which a part of pixels 22a is thinned out and a pixel signal is output only from the remaining pixels 22a for each horizontal line. In this readout method, the array excluding a part of the pixels 22a on the imaging region 22 shown in FIG. 4 is a readout pixel array, and pixel signals are sequentially output from the pixels 22a from the first horizontal line to the final horizontal line. Here, “thinning” means not reading. The same applies to the following.
「水平方向加算全読み出し」は、図5に示すように、水平ライン毎に、画素22aを間引くことなく、全ての画素22aから画素信号を出力させ、同色かつ水平方向に隣接する画素22a同士の画素信号を加算して合成画素信号として出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図5に示す撮像領域22上の画素22a配列(同色かつ水平方向に隣接する複数の画素22aが同時に読み出される)を読み出し画素配列としており、第1水平ラインから最終水平ラインにかけて画素22aから順次画素信号を出力する。 As shown in FIG. 5, “horizontal addition total readout” is performed by outputting pixel signals from all the pixels 22 a without thinning out the pixels 22 a for each horizontal line, and between adjacent pixels 22 a in the same color and in the horizontal direction. This is a readout method in which pixel signals are added and output as a synthesized pixel signal. In this readout method, the pixel 22a array on the imaging region 22 shown in FIG. 5 (a plurality of pixels 22a of the same color and adjacent in the horizontal direction are simultaneously read) is used as the readout pixel array, and from the first horizontal line to the final horizontal line. Pixel signals are sequentially output from the pixel 22a.
「水平方向加算間引き読み出し」は、図6に示すように、水平ライン毎に、画素22aを間引いて一部の画素22aから画素信号を出力させ、かつ同色かつ隣接する画素同士の画素信号を加算して出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図6に示す撮像領域22上の一部を除く画素22a配列(同色かつ水平方向に隣接する複数の画素22aが同時に読み出される)を読み出し画素配列としている。そして、第1水平ラインから最終水平ラインにかけて画素22aから順次画素信号を出力する。 As shown in FIG. 6, “horizontal addition thinning readout” is performed by thinning out the pixels 22 a for each horizontal line to output pixel signals from some of the pixels 22 a and adding pixel signals of adjacent pixels of the same color. This is a reading method for outputting the data. In this readout method, a pixel array 22a excluding a part on the imaging region 22 shown in FIG. 6 (a plurality of pixels 22a of the same color and adjacent in the horizontal direction are read out simultaneously) is used as a readout pixel array. Then, pixel signals are sequentially output from the pixels 22a from the first horizontal line to the final horizontal line.
「垂直方向間引き読み出し」は、図7に示すように、水平ライン単位で画素22aを間引いて一部の水平ラインの画素22aから画素信号のみを出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図7に示す撮像領域22上の一部の水平ラインを除く画素22a配列を読み出し画素配列とし、先頭水平ラインの画素22aから順次画素信号を出力する。 As shown in FIG. 7, “vertical thinning readout” is a readout method in which the pixels 22a are thinned out in units of horizontal lines and only pixel signals are output from the pixels 22a in some horizontal lines. In this readout method, the pixel 22a array excluding a part of the horizontal lines on the imaging region 22 shown in FIG. 7 is used as a readout pixel array, and pixel signals are sequentially output from the pixels 22a on the top horizontal line.
「垂直方向加算全読み出し」は、図8に示すように、画素22aを間引くことなく、全ての画素22aから画素信号を出力させ、同色かつ垂直方向に隣接する画素同士の画素信号を加算して出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図8に示す撮像領域22上の画素22a配列(同色かつ垂直方向に隣接する複数の画素22aが同時に読み出される)を読み出し画素配列としており、第1水平ラインの画素22aから順次画素信号を出力する。 As shown in FIG. 8, “vertical direction addition full readout” outputs pixel signals from all the pixels 22a without thinning out the pixels 22a, and adds pixel signals of pixels of the same color and adjacent in the vertical direction. This is a readout method for outputting. In this readout method, the pixel 22a array on the imaging area 22 shown in FIG. 8 (a plurality of pixels 22a of the same color and adjacent in the vertical direction are simultaneously read) is used as the readout pixel array, and sequentially from the pixels 22a on the first horizontal line. A pixel signal is output.
「垂直方向加算間引き読み出し」は、図9に示すように、水平ライン単位で画素22aを間引いて一部の画素22aから画素信号を出力させ、かつ同色かつ垂直方向に隣接する画素同士の画素信号を加算して出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図9に示す撮像領域22上の一部の水平ラインを除く画素22a配列(同色かつ垂直方向に隣接する複数の画素22aが同時に読み出される)を読み出し画素配列としており、先頭水平ラインの画素22aから順次画素信号を出力する。 As shown in FIG. 9, “vertical addition thinning readout” is performed by thinning out pixels 22 a in units of horizontal lines to output pixel signals from some of the pixels 22 a, and pixel signals between pixels adjacent in the same color and in the vertical direction. Is a readout method of adding and outputting. In this readout method, the pixel array 22a excluding a part of the horizontal lines on the imaging region 22 shown in FIG. 9 (a plurality of pixels 22a of the same color and adjacent in the vertical direction are read out simultaneously) is used as the readout pixel array, and the top horizontal Pixel signals are sequentially output from the pixels 22a of the line.
また、「水平垂直方向加算全読み出し」は、図10に示すように、画素22aを間引くことなく、全ての画素22aから画素信号を出力させ、同色かつ水平方向又は垂直方向に隣接する画素同士の画素信号を加算して出力させる読み出し方法である。例えば、「1Gr1」の画素22aから出力させる画素信号は、「1Gr1」の画素22aと同色でかつ水平方向に隣接する画素(以下、「水平同色隣接画素」とする)である「1Gr2」の画素22aから出力される画素信号に加算される。また、「1Gr1」の画素22aから出力させる画素信号は、「1Gr1」の画素22aと同色でかつ垂直方向に隣接する画素(以下、「垂直同色隣接画素」とする)である「2Gr1」の画素22aから出力させる画素信号に加算される。この読み出し方法では、図10に示す撮像領域22上の画素22a配列(同色かつ水平方向又は垂直方向に隣接する複数の画素22aが同時に読み出される)を読み出し画素配列としている。そして、第1水平ラインの画素22aから順次画素信号を出力する。 In addition, as shown in FIG. 10, the “horizontal / vertical direction addition full readout” outputs pixel signals from all the pixels 22a without thinning out the pixels 22a, so that the pixels of the same color and adjacent in the horizontal direction or the vertical direction can be output. This is a readout method in which pixel signals are added and output. For example, the pixel signal output from the “1Gr1” pixel 22a is a pixel of “1Gr2” that is the same color as the “1Gr1” pixel 22a and is adjacent in the horizontal direction (hereinafter referred to as “horizontal same-color adjacent pixel”). It is added to the pixel signal output from 22a. The pixel signal output from the “1Gr1” pixel 22a is a pixel of “2Gr1” that is the same color as the “1Gr1” pixel 22a and is adjacent in the vertical direction (hereinafter referred to as “vertical same-color adjacent pixel”). It is added to the pixel signal output from 22a. In this reading method, the pixel array 22a on the imaging region 22 shown in FIG. 10 (a plurality of pixels 22a of the same color and adjacent in the horizontal direction or the vertical direction are read simultaneously) is used as the read pixel array. Then, pixel signals are sequentially output from the pixels 22a on the first horizontal line.
また、「水平垂直方向加算間引き読み出し」は、図11に示すように、水平ライン単位及び垂直ライン毎に、画素22aを間引いて一部の画素22aから画素信号のみを出力させる読み出し方法である。この読み出し方法では、図11に示す撮像領域22上の一部の水平ライン及び垂直ラインを除く画素22a配列(同色かつ水平方向又は垂直方向に隣接する複数の画素22aが同時に読み出される)を読み出し画素配列としている。そして、第1水平ラインの画素22aから順次画素信号を出力する。 Further, “horizontal and vertical direction addition thinning readout” is a readout method in which the pixels 22a are thinned out for each horizontal line unit and each vertical line, and only pixel signals are output from some of the pixels 22a, as shown in FIG. In this readout method, a pixel 22a array excluding a part of horizontal lines and vertical lines on the imaging region 22 shown in FIG. 11 (a plurality of pixels 22a of the same color and adjacent in the horizontal direction or the vertical direction are read out simultaneously) is read out. It is an array. Then, pixel signals are sequentially output from the pixels 22a on the first horizontal line.
以上のように、本実施形態における撮像装置1では、固体撮像素子10から画素信号を読み出す方式としては、「全画素読み出し」に加え、「水平方向間引き読み出し」など(以下、「全画素読み出し以外」とも呼ぶ。)の読み出し方式で読み出し可能としている。「全画素読み出し以外」は、固体撮像素子10から1フレーム分の画素信号を出力させる時間を短縮することができ、これによりフレームレートを速くすることができる。 As described above, in the imaging apparatus 1 according to the present embodiment, the pixel signal is read from the solid-state imaging device 10 in addition to “all pixel readout”, “horizontal thinning readout”, and the like (hereinafter “other than all pixel readout”). It is possible to read by the reading method of “. In “other than reading all pixels”, the time for outputting a pixel signal for one frame from the solid-state imaging device 10 can be shortened, and thereby the frame rate can be increased.
本実施形態における撮像装置1では、用途に応じて読み出し方法を切り換えるようにしている。例えば、「全画素読み出し」は本来の記録の対象とする画像を得るときのモードであり、「全画素読み出し以外」は構図や被写体を選択するべく電子ビューファインダにより動画で継続的にモニタリングするときのモードである。 In the imaging apparatus 1 according to the present embodiment, the reading method is switched according to the application. For example, “All-pixel readout” is a mode for obtaining an image to be originally recorded, and “All-pixel readout” is for continuously monitoring with a moving image by an electronic viewfinder to select a composition and a subject. Mode.
[4.欠陥検出処理及び欠陥補正処理]
次に、本実施形態における撮像装置1における欠陥検出処理及び欠陥補正処理について説明する。図12は撮像装置1の信号処理回路12において欠陥検出及び欠陥補正の処理を行う構成を示す図、図13は信号処理回路12内のアドレス検出器の構成図である。
[4. Defect detection processing and defect correction processing]
Next, the defect detection process and the defect correction process in the imaging apparatus 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration for performing defect detection and defect correction processing in the signal processing circuit 12 of the imaging apparatus 1, and FIG. 13 is a configuration diagram of an address detector in the signal processing circuit 12.
図12に示すように、信号処理回路12は、第1欠陥検出部31、第2欠陥検出部32、アドレス生成器33、アドレス検出器34、揮発性メモリ部35、不揮発性メモリ36、補正コンパレータ37、欠陥補正部38を有している。この信号処理回路12は、欠陥検出回路及び欠陥補正回路として機能することになる。なお、補正コンパレータ37と欠陥補正部38とで欠陥画素補正部39が構成される。 As shown in FIG. 12, the signal processing circuit 12 includes a first defect detection unit 31, a second defect detection unit 32, an address generator 33, an address detector 34, a volatile memory unit 35, a non-volatile memory 36, and a correction comparator. 37, a defect correction unit 38 is provided. The signal processing circuit 12 functions as a defect detection circuit and a defect correction circuit. The correction comparator 37 and the defect correction unit 38 constitute a defective pixel correction unit 39.
以下においては、まず欠陥検出処理について具体的に説明した後、欠陥補正処理を具体的に説明する。 In the following, first, the defect detection process is specifically described, and then the defect correction process is specifically described.
[4.1.欠陥検出処理]
まず、欠陥検出処理について図面を参照して具体的に説明する。
[4.1. Defect detection process]
First, the defect detection process will be specifically described with reference to the drawings.
(欠陥検出処理の概要)
COMS型などの固体撮像素子は、半導体の局部的な結晶欠陥や画素表面への微小ゴミの付着などによって、異常な画素信号を出力する欠陥画素が生じる。このような場合、その欠陥画素が画質を劣化させる原因となることが知られている。そこで、従来から、固体撮像素子を用いた撮像装置においては、固体撮像素子の欠陥画素を検出し、欠陥画素から出力される画素信号を補正することによって欠陥画素に起因する画質劣化を改善するようにしている。
(Overview of defect detection process)
In a solid-state imaging device such as a COMS type, defective pixels that output abnormal pixel signals are generated due to local crystal defects of semiconductors or adhesion of minute dust to the pixel surface. In such a case, it is known that the defective pixel causes the image quality to deteriorate. Therefore, conventionally, in an imaging apparatus using a solid-state image sensor, it is possible to improve image quality degradation caused by a defective pixel by detecting a defective pixel of the solid-state image sensor and correcting a pixel signal output from the defective pixel. I have to.
欠陥画素の検出は、一般に、欠陥検出対象画素とその隣接画素との信号レベル差が閾値を越えるか否かで判定される。そして、信号レベル差が閾値を越えると欠陥検出対象画素を欠陥画素と判定する。そして、欠陥画素の位置情報であるアドレス(以下、「欠陥アドレス」とする)がSRAMなどの揮発性の記憶部(以下、「揮発性メモリ」とする)に保持され、さらにEEPROMなどの不揮発性の記憶部(以下、「不揮発性メモリ」とする)に記憶される。また、欠陥画素から出力される画素信号の補正は、起動時にあらかじめ不揮発性メモリに記憶されてあった欠陥アドレスが揮発性メモリに展開されており、読み出している画素のアドレスと揮発性メモリ内の欠陥アドレスとを比較する。そして、それらのアドレスが一致すれば欠陥画素に隣接する同色の複数の画素(以下、「同色隣接画素」という。)の平均値などにより欠陥画素から出力される画素信号を補正する(特開平06−22322号公報参照)。 In general, the detection of a defective pixel is determined by whether or not the signal level difference between the defect detection target pixel and its adjacent pixel exceeds a threshold value. When the signal level difference exceeds the threshold value, the defect detection target pixel is determined as a defective pixel. Then, an address (hereinafter referred to as “defective address”) which is the position information of the defective pixel is held in a volatile storage unit (hereinafter referred to as “volatile memory”) such as SRAM, and further, non-volatile such as EEPROM. Is stored in a storage unit (hereinafter referred to as “nonvolatile memory”). In addition, in the correction of the pixel signal output from the defective pixel, the defective address previously stored in the non-volatile memory at the start-up is expanded in the volatile memory, and the address of the pixel being read and the volatile memory Compare with defective address. If the addresses match, the pixel signal output from the defective pixel is corrected based on the average value of a plurality of pixels of the same color adjacent to the defective pixel (hereinafter referred to as “same color adjacent pixels”) (Japanese Patent Laid-Open No. 06-2006). No. -22322).
また、近年では、固体撮像素子の高解像度化や小型化に伴って画素が微細化し、微小ゴミが複数画素に跨って付着する事も多くなってきており、これが固体撮像素子の歩留まり低下に大きな影響を与えている。そのため、上述した単独の欠陥画素(単独欠陥)だけではなく、複数画素に跨る連続欠陥、すなわち同色隣接画素が連続して欠陥画素である場合についての検出も重要となってきており、種々の欠陥検出方法が提案されている(特開平07−15670号公報参照)。 In recent years, as the resolution and size of a solid-state image sensor increase, the pixels become finer and minute dust adheres across a plurality of pixels. This greatly reduces the yield of the solid-state image sensor. It has an influence. Therefore, not only the above-mentioned single defective pixel (single defect) but also the detection of a continuous defect extending over a plurality of pixels, that is, a case where adjacent pixels of the same color are continuously defective pixels has become important. A detection method has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-15670).
しかしながら、従来の連続欠陥の検出では、周辺画素も欠陥であることを想定し閾値を設定することが必要となり、調整が非常に難しい。 However, in the conventional continuous defect detection, it is necessary to set a threshold value assuming that neighboring pixels are also defective, and adjustment is very difficult.
そこで、本実施形態における撮像装置1では、単独欠陥の検出であっても連続欠陥の検出であっても容易に検出することができるようにしている。 In view of this, the imaging apparatus 1 according to the present embodiment can easily detect a single defect or a continuous defect.
以下に、その欠陥検出処理について具体的に説明する。 The defect detection process will be specifically described below.
本実施形態における撮像装置1のシステムコントローラ13は、欠陥検出処理を開始すると、まず、固体撮像素子10に制御信号を出力して、固体撮像素子10から全画素読み出しで画素信号を読み出す。すなわち、システムコントローラ13は、固体撮像素子10の2次元配列順を読み出し画素配列として、第1水平ラインの先頭画素(「1R1」の画素)から水平ライン順に最終水平ラインの最終画素まで画素22aから画素信号を出力させる。 When the defect detection process is started, the system controller 13 of the imaging apparatus 1 according to the present embodiment first outputs a control signal to the solid-state imaging device 10 and reads out pixel signals from the solid-state imaging device 10 by reading all pixels. That is, the system controller 13 uses the two-dimensional arrangement order of the solid-state imaging device 10 as a readout pixel arrangement, and starts from the pixel 22a from the first pixel on the first horizontal line (pixel “1R1”) to the last pixel on the last horizontal line in the horizontal line order. A pixel signal is output.
固体撮像素子10から読み出された画素信号は、A/D変換回路11でデジタル信号に変換され、第1欠陥検出部31と第2欠陥検出部32に入力される。各欠陥検出部31,32では、入力される画素信号の信号レベルを欠陥検出用の基準閾値と比較し、その比較結果に応じた欠陥補正信号を出力する。例えば、入力される画素信号の信号レベルが基準閾値を超え、欠陥画素であると判定した時は欠陥補正信号としてHighレベルの欠陥補正イネーブル信号(第1信号)を生成して、アドレス検出器34に出力する。一方、入力される画素信号の信号レベルが基準閾値を超えず、欠陥画素ではないと判定した時は欠陥補正信号としてLowレベルの欠陥ディセーブル信号(第2信号)を生成して、アドレス検出器34に出力する。 The pixel signal read from the solid-state imaging device 10 is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 11 and input to the first defect detection unit 31 and the second defect detection unit 32. Each of the defect detection units 31 and 32 compares the signal level of the input pixel signal with a reference threshold value for defect detection, and outputs a defect correction signal corresponding to the comparison result. For example, when the signal level of the input pixel signal exceeds the reference threshold and it is determined that the pixel is a defective pixel, a high-level defect correction enable signal (first signal) is generated as the defect correction signal, and the address detector 34. Output to. On the other hand, when it is determined that the signal level of the input pixel signal does not exceed the reference threshold value and is not a defective pixel, a low level defect disable signal (second signal) is generated as a defect correction signal, and the address detector 34.
アドレス検出器34は、アドレス生成器33で生成されたアドレスと、各欠陥検出部31,32から出力される欠陥補正信号を入力する。アドレス検出器34は、欠陥補正信号がイネーブル信号のときにアドレス生成器33から出力されるアドレスを欠陥画素に対応したアドレスと判定し、このアドレス(以下、「欠陥アドレス」とする)を揮発性メモリ部35に順次記憶する。揮発性メモリ部35は、「垂直方向加算全読み出し」、「垂直方向加算間引き読み出し」などの垂直方向加算読み出し時に加算する垂直方向に隣接する同色の画素数kに応じた個数の記憶素子である揮発性メモリ35−1〜35−kを有している。換言すれば、垂直方向加算読み出し時に加算する垂直方向に隣接する同色のk画素のそれぞれの画素に対応して欠陥画素のアドレスを記憶するための記憶素子が揮発性メモリ35−1〜35−kである。 The address detector 34 receives the address generated by the address generator 33 and the defect correction signal output from each of the defect detectors 31 and 32. The address detector 34 determines that the address output from the address generator 33 when the defect correction signal is an enable signal is an address corresponding to the defective pixel, and uses this address (hereinafter referred to as “defective address”) as volatile. The data is sequentially stored in the memory unit 35. The volatile memory unit 35 is a number of storage elements corresponding to the number k of adjacent pixels of the same color in the vertical direction to be added at the time of vertical addition reading such as “vertical addition total readout” and “vertical addition thinning readout”. Volatile memories 35-1 to 35-k are included. In other words, the volatile memories 35-1 to 35 -k are memory elements for storing the addresses of defective pixels corresponding to the respective pixels of the same color k pixels adjacent in the vertical direction to be added at the time of vertical direction addition reading. It is.
その後、揮発性メモリ部35に記憶した欠陥アドレスを内部にある不揮発性メモリ36に書き込むことで一連の動作を終了する。なお、不揮発性メモリ36は、信号処理回路12の外部に設けることもできる。 Thereafter, the defective address stored in the volatile memory unit 35 is written in the nonvolatile memory 36 inside, thereby completing a series of operations. Note that the nonvolatile memory 36 may be provided outside the signal processing circuit 12.
以下、第1欠陥検出部31、第2欠陥検出部32、アドレス生成器33、アドレス検出器34、揮発性メモリ部35、不揮発性メモリ36、補正コンパレータ37、欠陥補正部38のそれぞれについて具体的に説明する。図14は第1欠陥検出部31の検出動作を説明するための図、図15は第2欠陥検出部32の検出動作を説明するための図、図16は第1欠陥検出部31及び第2欠陥検出部32の検出動作を説明するための図である。なお、以下においては、水平方向の複数の画素22aに跨るようなゴミの付着による黒点欠陥を検出するものとして説明するが、白点欠陥の検出にも適応することが可能である。また、白点欠陥と黒点欠陥が混在しているときにもこれらの欠陥を検出することが可能である。 Hereinafter, each of the first defect detection unit 31, the second defect detection unit 32, the address generator 33, the address detector 34, the volatile memory unit 35, the nonvolatile memory 36, the correction comparator 37, and the defect correction unit 38 will be described in detail. Explained. 14 is a diagram for explaining the detection operation of the first defect detection unit 31, FIG. 15 is a diagram for explaining the detection operation of the second defect detection unit 32, and FIG. 16 is a diagram illustrating the first defect detection unit 31 and the second defect detection unit 31. 6 is a diagram for explaining a detection operation of a defect detection unit 32. FIG. In the following description, it is assumed that a black spot defect due to dust adhering across a plurality of pixels 22a in the horizontal direction is detected. However, the present invention can also be applied to the detection of a white spot defect. Further, even when white spot defects and black spot defects are mixed, these defects can be detected.
(第1欠陥検出部31)
第1欠陥検出部31は、固体撮像素子10における複数の画素22aのうち1個の画素22aを欠陥検出対象として欠陥画素の検出を行う。すなわち、単独の欠陥の検出を狙った欠陥検出部である。第1欠陥検出部31は、欠陥検出対象の画素(以下、「欠陥検出対象画素」とする)からの画素信号とこの欠陥検出対象画素と水平方向に隣接する同色の少なくとも2以上の画素(以下、「水平隣接同色画素」とする)からの画素信号との信号レベル差を検出する。そして、この信号レベル差が基準閾値αを超えるとき、第1欠陥検出部31は、欠陥検出対象画素を欠陥画素と判定する。
(First defect detection unit 31)
The first defect detection unit 31 detects a defective pixel using one pixel 22a among the plurality of pixels 22a in the solid-state imaging device 10 as a defect detection target. That is, it is a defect detection unit aimed at detecting a single defect. The first defect detection unit 31 includes a pixel signal from a defect detection target pixel (hereinafter referred to as “defect detection target pixel”) and at least two or more pixels of the same color adjacent to the defect detection target pixel in the horizontal direction (hereinafter referred to as “defect detection target pixel”). The signal level difference from the pixel signal from “horizontal adjacent same color pixel” is detected. When the signal level difference exceeds the reference threshold value α, the first defect detection unit 31 determines that the defect detection target pixel is a defective pixel.
例えば、図14に示すように、第2水平ラインの画素22aのうち、「1Gb2」と「1B3」の画素22aが欠陥画素であるとする。「1Gb2」の画素22aを欠陥検出対象画素としたとき、第1欠陥検出部31は、この欠陥検出対象画素と同色の隣接する水平隣接同色画素である「1Gb1」及び「1Gb3」の画素22aからそれぞれ出力される画素信号の信号レベルを検出する。 For example, as illustrated in FIG. 14, it is assumed that “1 Gb2” and “1B3” pixels 22 a among the pixels 22 a of the second horizontal line are defective pixels. When the “1 Gb2” pixel 22 a is a defect detection target pixel, the first defect detection unit 31 starts from the “1 Gb1” and “1 Gb3” pixels 22 a that are horizontal adjacent same color pixels of the same color as the defect detection target pixel. The signal level of each output pixel signal is detected.
その後、第1欠陥検出部31は、これらの水平隣接同色画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値を算出し、この平均値と欠陥検出対象画素から出力される画素信号の信号レベルとの差が基準閾値αを超えるか否かを判定する。そして、このレベル差が基準閾値αを超えるときに、第1欠陥検出部31は、欠陥検出対象画素が欠陥画素であると判定する。 Thereafter, the first defect detection unit 31 calculates the average value of the signal levels of the pixel signals output from these horizontally adjacent pixels of the same color, and calculates the average value and the signal level of the pixel signal output from the defect detection target pixel. It is determined whether the difference between the two exceeds a reference threshold value α. When the level difference exceeds the reference threshold value α, the first defect detection unit 31 determines that the defect detection target pixel is a defective pixel.
図14に示す例では、欠陥検出対象画素である「1Gb2」の画素22aが欠陥画素であるときの様子を示している。すなわち、水平隣接同色画素(「1Gb1」及び「1Gb3」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルの平均値と欠陥検出対象画素(「1Gb2」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルとの差が基準閾値αを超えている状態を示している。 The example illustrated in FIG. 14 illustrates a state in which the “1 Gb2” pixel 22a that is a defect detection target pixel is a defective pixel. That is, the average value of the signal level of the pixel signal output from the horizontally adjacent same color pixel (“1Gb1” and “1Gb3” pixel 22a) and the pixel signal output from the defect detection target pixel (“1Gb2” pixel 22a). This shows a state where the difference from the signal level exceeds the reference threshold value α.
なお、ここでの「隣接」とは、物理的に欠陥検出対象画素と隣接することを意味するものではなく、欠陥検出対象画素と同色かつ同一水平ラインの画素であって、欠陥検出対象画素に最も近い画素を意味する。換言すれば、欠陥検出対象画素と異なる色の画素を除いたときに欠陥検出対象画素と物理的に隣接することとなる画素が水平隣接同色画素である。 Here, “adjacent” does not mean physically adjacent to the defect detection target pixel, but is a pixel of the same color and the same horizontal line as the defect detection target pixel, It means the nearest pixel. In other words, a pixel that is physically adjacent to the defect detection target pixel when a pixel having a color different from that of the defect detection target pixel is excluded is a horizontally adjacent same color pixel.
(第2欠陥検出部32)
第2欠陥検出部32は、固体撮像素子10の複数の画素22aのうち同色の水平方向に隣接する2個の画素22a(以下、「欠陥検出対象画素群」とする)を欠陥検出対象として欠陥画素の検出を行う。すなわち、水平同色2連続欠陥の検出を狙った欠陥検出部である。第2欠陥検出部32は、欠陥検出対象画素群の各画素22aからの画素信号の信号レベルとこの欠陥検出対象画素群と水平方向に隣接する同色の2以上の水平隣接同色画素からの画素信号の信号レベルを検出する。そして、欠陥検出対象画素群の複数の画素22aの画素から出力される画素信号の信号レベルと水平隣接同色画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値との差が基準閾値βを超える欠陥検出対象画素群の画素22aを欠陥画素と判定する。
(Second defect detection unit 32)
The second defect detection unit 32 uses the two pixels 22a adjacent in the horizontal direction of the same color among the plurality of pixels 22a of the solid-state imaging device 10 (hereinafter referred to as “defect detection target pixel group”) as a defect detection target. Pixel detection is performed. That is, it is a defect detection unit aimed at detection of two horizontal defects of the same color. The second defect detection unit 32 includes a signal level of a pixel signal from each pixel 22a of the defect detection target pixel group and pixel signals from two or more horizontally adjacent same color pixels of the same color adjacent to the defect detection target pixel group in the horizontal direction. The signal level of is detected. A defect in which the difference between the signal level of the pixel signal output from the plurality of pixels 22a in the defect detection target pixel group and the average value of the signal level of the pixel signal output from the horizontally adjacent same color pixel exceeds the reference threshold β. The pixel 22a in the detection target pixel group is determined as a defective pixel.
例えば、図15に示すように、「1Gb2」及び「1Gb3」の画素22aを欠陥検出対象画素としたとき、第2欠陥検出部32は、この欠陥検出対象画素から出力される画素信号の信号レベルを検出する。また、第2欠陥検出部32は、この欠陥検出対象画素と同色の隣接する水平隣接同色画素である「1Gb1」及び「1Gb4」の画素22aとからそれぞれ出力される画素信号のレベルを検出する。 For example, as illustrated in FIG. 15, when “1 Gb2” and “1 Gb3” pixels 22 a are used as the defect detection target pixels, the second defect detection unit 32 outputs the signal levels of the pixel signals output from the defect detection target pixels. Is detected. In addition, the second defect detection unit 32 detects the level of the pixel signal output from each of the “1Gb1” and “1Gb4” pixels 22a, which are adjacent pixels of the same color adjacent to the same color as the defect detection target pixel.
その後、第2欠陥検出部32は、これらの水平隣接同色画素から出力される画素信号のレベルの平均値を算出し、この平均値と欠陥検出対象画素から出力される画素信号の信号レベルとの差が基準閾値βを超えるか否かを判定する。そして、第2欠陥検出部32は、このレベル差が基準閾値βを超えるときに、欠陥検出対象画素が欠陥画素であると判定する。 Thereafter, the second defect detection unit 32 calculates an average value of the levels of the pixel signals output from these horizontally adjacent pixels of the same color, and calculates the average value and the signal level of the pixel signal output from the defect detection target pixel. It is determined whether or not the difference exceeds a reference threshold value β. Then, when the level difference exceeds the reference threshold value β, the second defect detection unit 32 determines that the defect detection target pixel is a defective pixel.
図15に示す例では、欠陥検出対象画素である「1Gb2」の画素22aが欠陥画素であるときの様子を示している。このとき、水平隣接同色画素(「1Gb1」及び「1Gb3」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルの平均値と欠陥検出対象画素(「1Gb2」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルとの差が基準閾値βを超える。 The example illustrated in FIG. 15 illustrates a state in which the “1 Gb2” pixel 22a that is a defect detection target pixel is a defective pixel. At this time, the average value of the signal level of the pixel signal output from the horizontally adjacent same color pixel (“1Gb1” and “1Gb3” pixel 22a) and the pixel signal output from the defect detection target pixel (“1Gb2” pixel 22a) Of the signal level exceeds the reference threshold value β.
一方、水平隣接同色画素(「1Gb1」及び「1Gb3」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルの平均値と欠陥検出対象画素(「1Gb3」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルとの差は基準閾値βを超えない。従って、欠陥検出対象画素のうち「1Gb2」の画素22aを欠陥画素と判定し、欠陥検出対象画素のうち「1Gb3」の画素22aを欠陥画素でないと判定する。 On the other hand, the average value of the signal level of the pixel signal output from the horizontally adjacent same color pixel (“1Gb1” and “1Gb3” pixel 22a) and the pixel signal output from the defect detection target pixel (“1Gb3” pixel 22a) The difference from the signal level does not exceed the reference threshold β. Accordingly, the “1Gb2” pixel 22a among the defect detection target pixels is determined as a defective pixel, and the “1Gb3” pixel 22a among the defect detection target pixels is determined not to be a defective pixel.
このよう実施形態における撮像装置1では、第1欠陥検出部31のみならず第2欠陥検出部32を設けていることから、第1欠陥検出部31で検出することができない欠陥画素も検出することができるようになる。 As described above, the imaging device 1 according to the embodiment includes not only the first defect detection unit 31 but also the second defect detection unit 32, and therefore detects defective pixels that cannot be detected by the first defect detection unit 31. Will be able to.
例えば、図16に示すように、欠陥検出対象画素である「1Gb2」と「1Gb3」の画素22aが欠陥画素とする。このとき、第1欠陥検出部31において、欠陥検出対象画素を「1Gb2」の画素22aとすると、水平隣接同色画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値と欠陥検出対象画素から出力される画素信号の信号レベルとの差は基準閾値αを超えない。これは、図16に示すように、「1Gb3」の画素22aの画素も欠陥画素であり、2つの水平隣接同色画素(「1Gb1」と「1Gb3」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルの平均値が下がるためである。 For example, as illustrated in FIG. 16, “1 Gb2” and “1 Gb3” pixels 22 a that are defect detection target pixels are defective pixels. At this time, if the defect detection target pixel is the “1 Gb2” pixel 22a in the first defect detection unit 31, the average value of the signal level of the pixel signal output from the horizontally adjacent same color pixel and the defect detection target pixel are output. The difference from the signal level of the pixel signal does not exceed the reference threshold value α. As shown in FIG. 16, the pixel of the “1Gb3” pixel 22a is also a defective pixel, and the signal of the pixel signal output from the two horizontally adjacent pixels of the same color (“1Gb1” and “1Gb3” pixel 22a) This is because the average level is lowered.
一方、第2欠陥検出部32において、欠陥検出対象画素を「1Gb2」及び「1Gb3」の画素22aとすると、「1Gb2」の画素22aは欠陥画素として判定される。これは、水平隣接同色画素(「1Gb1」及び「1Gb4」の画素22a)から出力される画素信号の信号レベルの平均値と「1Gb2」の画素から出力される画素信号の信号レベルとの差が基準閾値βを超えるからである。これは、図16に示すように、水平隣接同色画素である「1Gb4」の画素22aが欠陥画素でなく、水平隣接同色画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値が下がらないためである。 On the other hand, in the second defect detection unit 32, assuming that the defect detection target pixel is the “1 Gb2” and “1 Gb3” pixel 22 a, the “1 Gb2” pixel 22 a is determined as a defective pixel. This is because the difference between the average signal level of the pixel signals output from the horizontally adjacent same color pixels (the “1Gb1” and “1Gb4” pixels 22a) and the signal level of the pixel signal output from the “1Gb2” pixels is the same. This is because the reference threshold value β is exceeded. This is because, as shown in FIG. 16, the “1 Gb4” pixel 22a, which is a horizontally adjacent same color pixel, is not a defective pixel, and the average value of the signal level of the pixel signal output from the horizontally adjacent same color pixel does not decrease. .
このように第2欠陥検出部32では、第1欠陥検出部31で検出することができない欠陥画素を検出することができるようになる。なお、本実施形態においては、固体撮像素子10の複数の画素22aのうち水平方向に隣接する同色の2個の画素22aを欠陥検出対象画素群としたが、水平方向に隣接するn個(nは2以上の整数)の画素22aを欠陥検出対象画素群としたものであればよい。また、上記第2欠陥検出部32以外に、3個の画素22aを欠陥検出対象画素群として欠陥検出を行う第3欠陥検出部、4個の画素22aを欠陥検出対象画素群として欠陥検出を行う第4欠陥検出部などを設けるようにしてもよい。 As described above, the second defect detection unit 32 can detect defective pixels that cannot be detected by the first defect detection unit 31. In the present embodiment, two pixels 22a of the same color adjacent in the horizontal direction among the plurality of pixels 22a of the solid-state imaging device 10 are set as the defect detection target pixel group, but n pixels (n Is an integer of 2 or more) as long as the pixel 22a is a defect detection target pixel group. In addition to the second defect detection unit 32, a third defect detection unit that performs defect detection using the three pixels 22a as a defect detection target pixel group, and performs defect detection using the four pixels 22a as a defect detection target pixel group. A fourth defect detection unit or the like may be provided.
また、第1欠陥検出部31の処理も第2欠陥検出部32の処理も、x個(xは自然数)の欠陥検出対象画素(群)の画素信号の信号レベルと水平隣接同色画素からの画素信号の信号レベルの平均値との差が基準閾値を超えるか否かにより欠陥画素を判定する点は同じである。従って、従来のように周辺画素も欠陥であることを想定し閾値を設定する必要がなく処理が複雑ならずに済む。 In addition, both the processing of the first defect detection unit 31 and the processing of the second defect detection unit 32 are the pixels from the signal level of the pixel signal of the x (x is a natural number) defect detection target pixel (group) and the horizontally adjacent same color pixel. It is the same in that a defective pixel is determined based on whether or not the difference from the average value of the signal level of the signal exceeds the reference threshold value. Therefore, it is not necessary to set a threshold value assuming that the peripheral pixels are defective as in the conventional case, and the processing is not complicated.
(アドレス生成器33)
アドレス生成器33は、固体撮像素子10から読み出している画素信号を出力した画素22aのアドレス(固体撮像素子10における画素22aの位置情報)を生成する。本実施形態では、画素22aの水平方向の位置及び垂直方向の位置の情報を画素22aのアドレスとする。例えば、図3に示す撮像領域22において、「2B1」の画素22aは、水平方向の左から2番目の位置で、かつ垂直方向の上から4番目の位置であり、アドレス「x2v4」とする。
(Address generator 33)
The address generator 33 generates an address (position information of the pixel 22 a in the solid-state image sensor 10) of the pixel 22 a that outputs the pixel signal read from the solid-state image sensor 10. In the present embodiment, information on the horizontal position and the vertical position of the pixel 22a is used as the address of the pixel 22a. For example, in the imaging region 22 shown in FIG. 3, the pixel 22a of “2B1” is the second position from the left in the horizontal direction and the fourth position from the top in the vertical direction, and is set to the address “x2v4”.
このアドレス生成器33は、固体撮像素子10から信号処理回路12へ出力されている画素信号を出力した画素のアドレスを生成して、アドレス検出器34へ出力する。これにより、欠陥検出部31,32から検出結果が出力されている画素22aのアドレスがアドレス検出器34へ出力されることになる。 The address generator 33 generates an address of a pixel that has output the pixel signal output from the solid-state imaging device 10 to the signal processing circuit 12 and outputs the generated address to the address detector 34. As a result, the address of the pixel 22 a to which the detection result is output from the defect detection units 31 and 32 is output to the address detector 34.
(アドレス検出器34)
アドレス検出器34は、セレクト回路34aとアドレス取り込み回路33bとを有している。
(Address detector 34)
The address detector 34 has a select circuit 34a and an address fetch circuit 33b.
セレクト回路34aは、第1欠陥検出部31による検出結果の情報と第2欠陥検出部32による検出結果の情報とを入力し、アドレス検出器34に設定されているパラメータに応じた出力をアドレス取り込み回路33bに対して行う。このパラメータはシステムコントローラ13から変更することができ、また、撮像装置1に設けられた入力部14への入力により変更することができる。 The selection circuit 34a inputs the detection result information from the first defect detection unit 31 and the detection result information from the second defect detection unit 32, and takes in an output corresponding to the parameter set in the address detector 34. This is performed for the circuit 33b. This parameter can be changed from the system controller 13 and can be changed by an input to the input unit 14 provided in the imaging apparatus 1.
例えば、パラメータが第1パラメータに設定されているとき、セレクト回路34aは、第1欠陥検出部31による検出結果の情報に応じた信号をアドレス取り込み回路33bへ出力する。具体的には、第1欠陥検出部31による検出結果の情報が欠陥画素を示す情報であるとき、セレクト回路34aは、Highレベルの制御信号を出力し、第1欠陥検出部31による検出結果の情報が欠陥画素を示す情報でないとき、Lowレベルの制御信号を出力する。 For example, when the parameter is set to the first parameter, the select circuit 34a outputs a signal corresponding to the information of the detection result by the first defect detection unit 31 to the address capturing circuit 33b. Specifically, when the information of the detection result by the first defect detection unit 31 is information indicating a defective pixel, the select circuit 34a outputs a high-level control signal, and the detection result of the first defect detection unit 31 When the information is not information indicating a defective pixel, a low level control signal is output.
また、パラメータが第2パラメータに設定されているとき、セレクト回路34aは、第2欠陥検出部32による検出結果の情報に応じた信号をアドレス取り込み回路33bへ出力する。具体的には、第2欠陥検出部32による検出結果の情報が欠陥画素を示す情報であるとき、セレクト回路34aは、Highレベルの制御信号を出力し、第2欠陥検出部32による検出結果の情報が欠陥画素を示す情報でないとき、Lowレベルの制御信号を出力する。 When the parameter is set to the second parameter, the select circuit 34a outputs a signal corresponding to the information of the detection result by the second defect detector 32 to the address fetch circuit 33b. Specifically, when the information of the detection result by the second defect detection unit 32 is information indicating a defective pixel, the select circuit 34a outputs a high-level control signal, and the detection result of the second defect detection unit 32 When the information is not information indicating a defective pixel, a low level control signal is output.
さらに、パラメータが第3パラメータに設定されているとき、セレクト回路34aは、第1欠陥検出部31による検出結果の情報と第2欠陥検出部32による検出結果の情報とに応じた信号をアドレス取り込み回路33bへ出力する。具体的には、第1欠陥検出部31による検出結果の情報と第2欠陥検出部32による検出結果の情報とが共に欠陥画素を示す情報であるときには、セレクト回路34aは、Highレベルの制御信号を出力する。また、第1欠陥検出部31による検出結果の情報と第2欠陥検出部32による検出結果の情報とが異なるとき、セレクト回路34aは、いずれかの欠陥検出部31,32による検出結果の情報が欠陥画素を示す情報であるときには、Highレベルの制御信号を出力する。 Further, when the parameter is set to the third parameter, the select circuit 34a takes in the signal corresponding to the detection result information from the first defect detection unit 31 and the detection result information from the second defect detection unit 32. Output to the circuit 33b. Specifically, when both the information on the detection result by the first defect detection unit 31 and the information on the detection result by the second defect detection unit 32 are information indicating a defective pixel, the select circuit 34a controls the high level control signal. Is output. When the information on the detection result by the first defect detection unit 31 and the information on the detection result by the second defect detection unit 32 are different, the selection circuit 34a displays information on the detection result by one of the defect detection units 31 and 32. When the information indicates a defective pixel, a high level control signal is output.
また、パラメータが第4パラメータに設定されているとき、第1欠陥検出部31の優先度を高くし、パラメータが第5パラメータに設定されているとき、第2欠陥検出部32の優先度を高くする。セレクト回路34aは、欠陥検出部31,32による検出結果の情報が異なるとき、優先する欠陥検出部の検出結果に重きを置いた信号を出力する。すなわち、各欠陥検出部31,32で基準閾値との差分をセレクト回路34aへ出力させる。セレクト回路34aでは、優先度が高い欠陥検出部が出力する差分に重み付けを大きく、優先度が低い欠陥検出部が出力する差分に重み付けを小さく、その加算値がプラスであれば欠陥画素であると判定してHighレベルの制御信号を出力する。また、加算値がマイナスであれば欠陥画素ではないと判定してLowレベルの制御信号を出力する。 When the parameter is set to the fourth parameter, the priority of the first defect detection unit 31 is increased, and when the parameter is set to the fifth parameter, the priority of the second defect detection unit 32 is increased. To do. The select circuit 34a outputs a signal that places importance on the detection result of the priority defect detection unit when the detection result information of the defect detection units 31 and 32 is different. That is, the defect detection units 31 and 32 output the difference from the reference threshold to the select circuit 34a. In the selection circuit 34a, the difference output from the defect detection unit with high priority is weighted heavily, the difference output from the defect detection unit with low priority is weighted down, and if the added value is positive, the pixel is a defective pixel. Determination is made and a high level control signal is output. If the added value is negative, it is determined that the pixel is not a defective pixel, and a low level control signal is output.
このように、第1欠陥検出部31及び第2欠陥検出部32のうちいずれか一方を選択的に動作させることができる。また、第1欠陥検出部31及び第2欠陥検出部32のうち少なくともいずれか一方で欠陥画素と判定した画素を欠陥画素として検出することもできる。従って、撮像装置1の動作モードなどに応じた所望の欠陥検出処理が可能となる。 As described above, either one of the first defect detection unit 31 and the second defect detection unit 32 can be selectively operated. In addition, at least one of the first defect detection unit 31 and the second defect detection unit 32 can detect a pixel determined as a defective pixel as a defective pixel. Therefore, a desired defect detection process according to the operation mode of the imaging device 1 can be performed.
アドレス取り込み回路33bは、アドレス生成器33からアドレスを入力し、セレクト回路34aから制御信号を入力する。セレクト回路34aから出力される制御信号がHighレベルの信号であるとき、アドレス生成器33から入力しているアドレスを揮発性メモリ部35に出力して、揮発性メモリ部35に欠陥画素のアドレスを欠陥アドレスとして記憶させる。 The address fetch circuit 33b receives an address from the address generator 33 and a control signal from the select circuit 34a. When the control signal output from the select circuit 34a is a high level signal, the address input from the address generator 33 is output to the volatile memory unit 35, and the address of the defective pixel is stored in the volatile memory unit 35. Store as a defective address.
(揮発性メモリ部35)
次に、揮発性メモリ部35について説明する。この揮発性メモリ部35は上述したように複数の揮発性メモリ35−1〜35−kから構成されている。このように記憶素子である揮発性メモリが複数設けられるのは、固体撮像素子10から画素信号を読み出す方式が、「垂直方向加算全読み出し」や「垂直方向加算間引き読み出し」のときに揮発性メモリ部35からの読み出し速度を向上させるためである。なお、ここでは、「垂直方向加算全読み出し」や「垂直方向加算間引き読み出し」として読み出し画素配列で水平方向に隣接する同色の2画素を加算するものであるため、k=2とするが、同色で隣接する3画素を加算する場合には、k=3となる。また、同色で隣接する4画素を加算する場合には、k=4となる。
(Volatile memory unit 35)
Next, the volatile memory unit 35 will be described. As described above, the volatile memory unit 35 includes a plurality of volatile memories 35-1 to 35-k. A plurality of volatile memories as storage elements are provided in this way when the method of reading pixel signals from the solid-state imaging device 10 is “vertical direction addition full readout” or “vertical direction addition thinning readout”. This is to improve the reading speed from the unit 35. Here, since “vertical direction addition full readout” and “vertical direction addition thinning readout” are performed by adding two pixels of the same color adjacent in the horizontal direction in the readout pixel array, k = 2, but the same color When adding three adjacent pixels, k = 3. Further, when four adjacent pixels of the same color are added, k = 4.
まず、このように揮発性メモリ部35を複数の揮発性メモリ35−1〜35−kで構成する理由について説明する。 First, the reason why the volatile memory unit 35 is configured by a plurality of volatile memories 35-1 to 35-k will be described.
従来の撮像装置では、固体撮像素子10の画素22aの欠陥検出は全画素読み出しで行っている。従って、揮発性メモリ部35への記憶方法も、第1水平ラインの先頭画素から最終水平ラインの最終画素にかけて順次欠陥アドレスを保持していくことになる。 In the conventional imaging apparatus, the defect detection of the pixel 22a of the solid-state imaging device 10 is performed by reading all pixels. Accordingly, the storage method in the volatile memory unit 35 also sequentially holds the defect address from the first pixel of the first horizontal line to the final pixel of the last horizontal line.
このように撮像領域22の先頭画素から最終画素にかけて順番に欠陥アドレスが保持されることになるため、一部の画素22aが間引かれて読み出されたり、画素22aの読み出し順序が入れ替わったりすると参照する欠陥アドレスの順番も入れ換える必要がある。 As described above, since defective addresses are held in order from the first pixel to the last pixel in the imaging region 22, when some pixels 22a are thinned out and read out, or the reading order of the pixels 22a is changed. It is necessary to change the order of the defective addresses to be referred to.
しかし、欠陥画素の個数は固体撮像素子10毎に異なる。また水平ライン毎でも個数が異なるため必要な欠陥アドレスが揮発性メモリ部35のどこに入っているかを瞬時に探すのが困難である。 However, the number of defective pixels differs for each solid-state image sensor 10. In addition, since the number is different for each horizontal line, it is difficult to instantly find where in the volatile memory unit 35 a necessary defect address is located.
例えば、CMOS型の固体撮像素子10から垂直方向に隣接する同色の画素を加算して読み出す場合(図8,図9,図10参照)、全画素読み出し時と異なる順番で画素22aから画素信号を読み出さなければならないことがある。 For example, when pixels of the same color adjacent in the vertical direction are added and read from the CMOS solid-state imaging device 10 (see FIGS. 8, 9, and 10), the pixel signals are output from the pixels 22a in an order different from that for reading all the pixels. May need to be read.
例えば、図17に示す垂直方向加算全読み出しの場合に、加算対象の水平ライン(例えば、第1水平ラインと第3水平ライン)の間に欠陥画素が存在する水平ライン(第2水平ライン)があるとする。このとき、図18に示すように、欠陥アドレスを揮発性メモリ部35から先に読み出して一時的に回路上で保持しておく必要がある。 For example, in the case of the total addition readout in the vertical direction shown in FIG. 17, a horizontal line (second horizontal line) where a defective pixel exists between the horizontal lines to be added (for example, the first horizontal line and the third horizontal line). Suppose there is. At this time, as shown in FIG. 18, it is necessary to read the defective address first from the volatile memory unit 35 and temporarily hold it on the circuit.
さらに、2次元配列順では後に読み出される加算対象の画素22aがある水平ライン(例えば、第1水平ラインと第3水平ラインとの間の加算時では第3水平ライン)側の欠陥アドレスも予め揮発性メモリ部35から先読みし一時的に回路上で保持しておく必要がある。そして、2次元配列順で先に読み出されるのと同じタイミングで参照していく必要が出てくる。 Further, in the two-dimensional arrangement order, the defect address on the side of the horizontal line (for example, the third horizontal line when adding between the first horizontal line and the third horizontal line) where the pixel 22a to be added later read is also volatilized in advance. It is necessary to read ahead from the memory 35 and temporarily hold it on the circuit. Then, it becomes necessary to refer at the same timing as that read out earlier in the two-dimensional array order.
このように垂直方向に隣接する同色の画素を加算して読み出す場合、一時的に欠陥アドレスを保持するためのバッファが必要となることから回路規模が増大し、揮発性メモリ部35へのアクセス制御も複雑となる問題がある。 In this way, when pixels of the same color adjacent in the vertical direction are added and read out, a buffer for temporarily holding a defective address is required, so that the circuit scale increases and access control to the volatile memory unit 35 is performed. There are also complicated problems.
そこで、本実施形態における揮発性メモリ部35は、固体撮像素子10からの多彩な読み出しを可能とすべく、垂直方向で加算される画素22aの欠陥アドレスを水平ライン毎に予め別々の記憶素子に記憶できるように、複数の揮発性メモリ35−1〜35−kを設けている。 In view of this, the volatile memory unit 35 in the present embodiment stores the defective addresses of the pixels 22a added in the vertical direction in separate storage elements in advance for each horizontal line in order to enable various readouts from the solid-state imaging device 10. A plurality of volatile memories 35-1 to 35-k are provided so that they can be stored.
すなわち、加算する水平ラインの数kとした場合に、撮像領域22を予めk個の領域に分割しておき、分割した同じ領域の欠陥アドレスを同じ揮発性メモリに順次保持するようにしている。ここではk=2の例を示しているが、加算する水平ラインの数はk=3でもk=4でもよい。 That is, when the number of horizontal lines to be added is k, the imaging area 22 is divided into k areas in advance, and the defect addresses of the divided same areas are sequentially held in the same volatile memory. Although an example of k = 2 is shown here, the number of horizontal lines to be added may be k = 3 or k = 4.
これにより垂直方向で加算される画素22aの欠陥アドレスは分割した各々の揮発性メモリ35−1,35−2内で順次保持された状態(図19,図20参照)となるので、これらの揮発性メモリ35−1,35−2から順次読み出すことが可能となる。従って、「垂直方向加算読み出し」のとき、揮発性メモリ35−1と揮発性メモリ35−2から水平ライン単位で交互に欠陥アドレスを読み出す。このように構成することにより、欠陥補正時に一時的に保持するバッファも必要なく揮発性メモリ部35へのアクセス制御も容易となる。 As a result, the defect addresses of the pixels 22a added in the vertical direction are sequentially held in the divided volatile memories 35-1 and 35-2 (see FIGS. 19 and 20). It is possible to sequentially read from the volatile memories 35-1, 35-2. Therefore, at the time of “vertical addition reading”, defective addresses are alternately read from the volatile memory 35-1 and the volatile memory 35-2 in units of horizontal lines. With this configuration, a buffer that is temporarily held at the time of defect correction is not required, and access control to the volatile memory unit 35 is facilitated.
[4.2.欠陥補正処理]
次に、欠陥補正処理について図面を参照して具体的に説明する。
[4.2. Defect correction process]
Next, the defect correction processing will be specifically described with reference to the drawings.
(欠陥補正処理の概要)
従来の固体撮像素子では、近年高解像度化が進んでおり、そのため固体撮像素子は全画素すべてを読み出すのに、多くの時間を有するようになった。そして、このことは読み出しフレームレートが遅くなることを意味する。
(Overview of defect correction processing)
In the conventional solid-state imaging device, the resolution has been increased in recent years. Therefore, the solid-state imaging device has taken much time to read out all the pixels. This means that the read frame rate becomes slow.
そこで、デジタルスチルカメラなどの撮像装置においては、動画やビューファインダ用など用途的に高解像度の必要のない場合には、画素の間引き読み出しや加算読み出しなどで読み出し時間の短縮を図ってフレームレートを速くするものが多くなってきた。 Therefore, in an imaging device such as a digital still camera, when high resolution is not necessary for applications such as moving pictures and viewfinders, the frame rate is set by shortening the readout time by thinning out pixels or adding readout. There is a lot to do faster.
しかし、画素を間引いたり、加算したりして読み出す場合、全画素を読み出す場合に適用するアルゴリズムと同じアルゴリズムによって処理を実行したのでは適切な補正処理が行われなくなってしまう問題がある。 However, when reading by thinning out or adding pixels, there is a problem that an appropriate correction process cannot be performed if the process is executed by the same algorithm as that applied when reading all the pixels.
そこで、特開2003−51990号公報には、読み出しモードに対応して補正方法を切り替える技術が提案されている。また、特開2007−53634号公報には、全画素読み出しで検出して補正時に画素配列に対応する技術が提案されている。 In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-51990 proposes a technique for switching the correction method in accordance with the reading mode. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-53634 proposes a technique for detecting by all-pixel reading and corresponding to the pixel arrangement at the time of correction.
しかしながら、従来においては読み出しモードに対応して補正方法を設け、さらにこれらの切り替えを適切に行わなければならず、処理が複雑になっていた。 However, conventionally, a correction method must be provided corresponding to the reading mode, and further switching between them must be performed appropriately, which complicates the processing.
そこで、本実施形態においては、CMOS型などの固体撮像素子の読み出し方法を区別することなく、読み出し画素の配列で同色画素の欠陥が連続しているかどうかを局所的に判別し、適切な欠陥画素補正処理を行うことができるようにしている。 Therefore, in the present embodiment, without distinguishing the readout method of a solid-state imaging device such as a CMOS type, it is locally determined whether or not defects of the same color pixel are continuous in the readout pixel array, and an appropriate defective pixel is obtained. Correction processing can be performed.
以下に、その欠陥補正処理について具体的に説明する。 The defect correction process will be specifically described below.
本実施形態における撮像装置1のシステムコントローラ13は、欠陥補正処理を開始すると、内部にある不揮発性メモリ36に書き込まれている欠陥アドレスを読み出し、揮発性メモリ部35に再び書き込む処理を行う。 When starting the defect correction process, the system controller 13 of the imaging apparatus 1 according to the present embodiment reads the defect address written in the nonvolatile memory 36 inside and performs the process of rewriting it in the volatile memory unit 35.
システムコントローラ13は、欠陥検出処理を開始すると、まず、固体撮像素子10に制御信号を出力して、固体撮像素子10から画素信号を順次読み出す。アドレス生成器33は読み出されている画素信号を出力した画素22aのアドレスを順次出力しており、補正コンパレータ37は、アドレス生成器33が出力するアドレスと揮発性メモリ部35で読み出した欠陥アドレスとを比較する。 When the defect detection processing is started, the system controller 13 first outputs a control signal to the solid-state image sensor 10 and sequentially reads pixel signals from the solid-state image sensor 10. The address generator 33 sequentially outputs the address of the pixel 22a that has output the pixel signal being read, and the correction comparator 37 outputs the address output by the address generator 33 and the defective address read by the volatile memory unit 35. And compare.
アドレス生成器33が出力するアドレスと揮発性メモリ部35から読み出された欠陥アドレスとが一致したとき、補正コンパレータ37はそのアドレスの画素を欠陥と認識して欠陥補正イネーブル信号を発生し、その後次の欠陥アドレスを読み出しへと遷移する。 When the address output from the address generator 33 matches the defective address read from the volatile memory unit 35, the correction comparator 37 recognizes the pixel at that address as a defect and generates a defect correction enable signal. Transition to reading the next defective address.
欠陥補正イネーブル信号は、欠陥補正部38へ入力される。欠陥補正部38は欠陥補正イネーブル信号が入力されたとき、固体撮像素子10から出力されている画素に対して欠陥補正処理を行う。この欠陥補正処理は、読み出し画素配列を基準として水平同色欠陥画素がm個連続しているかどうかを判別し、欠陥ではない水平同色隣接2画素の信号レベルの平均値を用いて補正するものである。 The defect correction enable signal is input to the defect correction unit 38. When the defect correction enable signal is input, the defect correction unit 38 performs defect correction processing on the pixels output from the solid-state imaging device 10. In this defect correction processing, it is determined whether or not there are m consecutive pixels having the same horizontal color with reference to the readout pixel array, and correction is performed using the average value of the signal levels of two adjacent pixels of the same horizontal color that are not defective. .
一方、アドレス生成器33が出力するアドレスと揮発性メモリ部35で読み出した欠陥アドレスとが一致しない場合、固体撮像素子10から読み出されている画素22aのアドレスと揮発性メモリ部35のアドレス保持している欠陥のアドレスとの大小比較を行う。 On the other hand, when the address output from the address generator 33 does not match the defective address read by the volatile memory unit 35, the address of the pixel 22a read from the solid-state imaging device 10 and the address holding of the volatile memory unit 35 are retained. The size of the defect address is compared.
固体撮像素子10から読み出されている画素22aのアドレスの方が大きい場合は
上の対象欠陥アドレスは捨てられ、次の欠陥アドレスを記憶メモリから読み出す。
When the address of the pixel 22a read out from the solid-state image sensor 10 is larger, the upper target defective address is discarded and the next defective address is read out from the storage memory.
(欠陥補正部38)
欠陥補正部38は、図21に示すように、判別手段40と、補正手段41とを備えている。そして、この欠陥補正部38は、読み出し画素配列を基準としてm個連続する欠陥画素(mは自然数)と水平方向に隣接する同色の2画素(以下「水平同色隣接2画素」とする)から出力される画素信号の信号レベルの平均値を用いて欠陥画素の画素信号を補正する。
(Defect Correction Unit 38)
As shown in FIG. 21, the defect correction unit 38 includes a determination unit 40 and a correction unit 41. The defect correcting unit 38 outputs m defective pixels (m is a natural number) that are adjacent to the read pixel array in the horizontal direction and two pixels of the same color that are adjacent in the horizontal direction (hereinafter referred to as “horizontal same color adjacent two pixels”). The pixel signal of the defective pixel is corrected using the average value of the signal level of the pixel signal to be processed.
判別手段40は、遅延回路50〜52,54、論理積(AND)回路53を有しており、読み出し画素配列を基準として水平同色欠陥画素が連続しているかどうかを判別しフラグ信号{K,J}をセレクタ69に出力する。なお、遅延回路50〜52,54は、入力される画素信号を2クロック分遅延させる回路である。 The discriminating means 40 has delay circuits 50 to 52, 54 and a logical product (AND) circuit 53, discriminates whether or not the horizontal same color defective pixels are continuous with reference to the readout pixel array, and flag signals {K, J} is output to the selector 69. The delay circuits 50 to 52, 54 are circuits that delay the input pixel signal by two clocks.
フラグ信号{K,J}は、補正手段41内の遅延回路62から出力されている画素信号(図21のB位置の信号)が欠陥画素から出力されたものであるときに、この画素信号をどのような補正信号で置き換えるかをセレクタ69に指示する信号である。 The flag signal {K, J} is obtained when the pixel signal (the signal at position B in FIG. 21) output from the delay circuit 62 in the correcting means 41 is output from a defective pixel. This is a signal that instructs the selector 69 what correction signal to replace.
補正手段41内の遅延回路62から出力されている画素信号が欠陥画素から出力されているときには、2つ後に入力される画素信号(図21のA位置の信号)が欠陥画素から出力されているか否かを判定する。すなわち、判別手段40内の遅延回路52から出力されている欠陥補正信号(図21のI位置の信号)がHighレベルのときに、遅延回路51から出力されている欠陥補正信号(図21のH位置の信号)がLowレベルであるかHighレベルであるかを判定する。なお、以下においては、Highレベルを「H」とし、Lowレベルを「L」とする。 When the pixel signal output from the delay circuit 62 in the correction means 41 is output from the defective pixel, is the pixel signal (the signal at position A in FIG. 21) that is input two times later output from the defective pixel? Determine whether or not. That is, when the defect correction signal (the signal at the I position in FIG. 21) output from the delay circuit 52 in the determination unit 40 is at a high level, the defect correction signal (H in FIG. 21) output from the delay circuit 51. It is determined whether the position signal is at a low level or a high level. In the following description, the high level is “H” and the low level is “L”.
遅延回路52から出力されている欠陥補正信がHighレベルのときに、遅延回路51から出力されている欠陥補正信号が「L」のときには、2つ後に入力される画素信号が欠陥画素から出力されていないと判定してAND回路53から「L」の信号を出力する。一方、遅延回路51から出力されている欠陥補正信号が「H」のときには、2つ後に入力される画素信号が欠陥画素から出力されていると判定してAND回路53から「H」の信号を出力する。AND回路53から出力される信号がフラグ信号{K,J}のうちの「J」の信号であり、AND回路53の出力を遅延回路54で遅延させた信号がフラグ信号{K,J}のうちの「K」の信号である。フラグ信号{K,J}は、{L,L},{L,H},{H,L},{1,1}の4種類からなり、{L,L}が単独欠陥補正を指示する第1フラグ信号、{L,H},{H,L},{H,H}が連続欠陥補正を指示する第2フラグである。「単独欠陥補正」とは、水平方向に隣接する同色の画素が欠陥画素ではない欠陥画素を補正することを意味し、「連続欠陥補正」とは、水平方向に隣接する同色の複数の欠陥画素を補正することを意味する。 When the defect correction signal output from the delay circuit 52 is at a high level and the defect correction signal output from the delay circuit 51 is “L”, the pixel signal input two times later is output from the defective pixel. It is determined that the signal is not “L”, and an “L” signal is output from the AND circuit 53. On the other hand, when the defect correction signal output from the delay circuit 51 is “H”, it is determined that the pixel signal input two times later is output from the defective pixel, and an “H” signal is output from the AND circuit 53. Output. The signal output from the AND circuit 53 is the signal “J” of the flag signals {K, J}, and the signal obtained by delaying the output of the AND circuit 53 by the delay circuit 54 is the flag signal {K, J}. It is our “K” signal. The flag signal {K, J} consists of four types {L, L}, {L, H}, {H, L}, {1, 1}, and {L, L} indicates single defect correction. The first flag signal {L, H}, {H, L}, {H, H} is a second flag for instructing continuous defect correction. “Single defect correction” means correcting a defective pixel in which the same color pixel adjacent in the horizontal direction is not a defective pixel, and “continuous defect correction” means a plurality of defective pixels of the same color adjacent in the horizontal direction. Means to correct.
また、判別手段40の遅延回路52は、補正手段41内の遅延回路62から出力されている画素信号(図21のB位置の信号)と同時に、判別手段40に入力される欠陥補正信号(図21のI位置の信号)をセレクタ70に入力する。補正手段41のセレクタ70は、入力されている欠陥補正信号が欠陥補正イネーブル信号(第1信号)であるときに、セレクタ69から入力される信号を出力する。また、セレクタ70は、入力されている欠陥補正信号が欠陥補正ディセーブル信号(第2信号)であるときに、遅延回路62から入力される信号を出力する。 In addition, the delay circuit 52 of the determination unit 40, simultaneously with the pixel signal (the signal at position B in FIG. 21) output from the delay circuit 62 in the correction unit 41, the defect correction signal (see FIG. 21) input to the determination unit 40. 21) is input to the selector 70. The selector 70 of the correcting means 41 outputs a signal input from the selector 69 when the input defect correction signal is a defect correction enable signal (first signal). The selector 70 outputs a signal input from the delay circuit 62 when the input defect correction signal is a defect correction disable signal (second signal).
補正手段41は、遅延回路60〜64、加算器65,66、1/2増幅器67,68、セレクタ69,70を有し、A/D変換回路11から出力された画素信号を入力する。そして、判別手段40から入力されたフラグ信号{K,J}に基づいて欠陥ではない水平同色隣接2画素からの画素信号の信号レベルの平均値を用いて欠陥画素から出力される画素信号を補正する。なお、遅延回路60〜64は、入力される画素信号を2クロック分遅延させる回路である。 The correction unit 41 includes delay circuits 60 to 64, adders 65 and 66, 1/2 amplifiers 67 and 68, and selectors 69 and 70, and receives the pixel signal output from the A / D conversion circuit 11. Then, based on the flag signal {K, J} input from the discriminating means 40, the pixel signal output from the defective pixel is corrected using the average value of the signal levels of the pixel signals from the two adjacent pixels of the same color that are not defective. To do. The delay circuits 60 to 64 are circuits that delay the input pixel signal by two clocks.
セレクタ69に入力される信号は、以下の3つである。
(a)遅延回路61の出力と遅延回路63の出力とを加算器65で加算し、1/2増幅器67で信号レベルを1/2にした信号(図21のC位置の信号:以下「第1補正信号」とする)
(b)遅延回路60の出力と遅延回路63の出力とを加算器66で加算し、1/2増幅器68で信号レベルを1/2にした信号(図21のD位置の信号:以下「第2補正信号」とする)
(c)遅延回路60の出力と遅延回路63の出力とを加算器66で加算し、1/2増幅器68で信号レベルを1/2にした信号をさらに遅延回路64で遅延させた信号(図21のE位置の信号:以下「第3補正信号」とする)
The following three signals are input to the selector 69.
(A) A signal obtained by adding the output of the delay circuit 61 and the output of the delay circuit 63 by the adder 65 and halving the signal level by the ½ amplifier 67 (the signal at the position C in FIG. 1 correction signal ”)
(B) A signal obtained by adding the output of the delay circuit 60 and the output of the delay circuit 63 by the adder 66 and halving the signal level by the ½ amplifier 68 (the signal at position D in FIG. 2) "
(C) A signal obtained by adding the output of the delay circuit 60 and the output of the delay circuit 63 by the adder 66 and further delaying the signal whose signal level is halved by the ½ amplifier 68 by the delay circuit 64 (see FIG. (21 position E signal: hereinafter referred to as “third correction signal”)
セレクタ69は、判別手段40から入力されるフラグ信号{K,J}に基づき、入力される第1補正信号〜第3補正信号の中からいずれかを選択する。具体的には、フラグ信号が{0,0}のとき第1補正信号を選択して出力し、フラグ信号{K,J}が{0,1}及び{1,1}のとき第2補正信号を選択して出力し、フラグ信号{K,J}が{1,0}のとき第3補正信号を選択して出力する。 The selector 69 selects any one of the first to third correction signals input based on the flag signal {K, J} input from the determination unit 40. Specifically, when the flag signal is {0, 0}, the first correction signal is selected and output, and when the flag signal {K, J} is {0, 1} and {1, 1}, the second correction signal is output. A signal is selected and output. When the flag signal {K, J} is {1, 0}, the third correction signal is selected and output.
セレクタ70は、判別手段40の遅延回路52から出力される信号に基づいて、2つの入力信号のいずれかを選択的に出力する。すなわち、セレクタ70は、遅延回路52から
欠陥補正信号として欠陥補正イネーブル信号(第1信号)が出力されたときにはセレクタ69から入力される信号を出力する。一方、遅延回路52から欠陥補正信号として欠陥補正ディセーブル信号(第2信号)が出力されたときには遅延回路62から入力される信号を出力する。
The selector 70 selectively outputs one of the two input signals based on the signal output from the delay circuit 52 of the determination unit 40. That is, the selector 70 outputs a signal input from the selector 69 when the defect correction enable signal (first signal) is output as a defect correction signal from the delay circuit 52. On the other hand, when a defect correction disable signal (second signal) is output from the delay circuit 52 as a defect correction signal, a signal input from the delay circuit 62 is output.
以上のように補正手段41が構成されているので、m個連続する欠陥画素(mは自然数)があるときに、水平同色隣接2画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値を用いて欠陥画素の画素信号を補正することができる。すなわち、画素信号を出力した欠陥画素に対し読み出し画素配列で水平方向に隣接する同色の画素(水平隣接同色画素)が欠陥画素でないときには、当該欠陥画素から出力される画素信号を、水平隣接同色画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値の信号レベルの補正信号に置き換える。また、読み出し画素配列で2個連続する同色の欠陥画素(以下、「隣接同色欠陥画素群」)があるときには、当該隣接同色欠陥画素群の各欠陥画素から出力される画素信号を、当該隣接同色欠陥画素群に対し水平に隣接する同色の画素(水平隣接同色画素)から出力される画素信号の信号レベルの平均値の信号レベルの補正信号で補正する。 Since the correcting means 41 is configured as described above, when there are m consecutive defective pixels (m is a natural number), the average value of the signal levels of the pixel signals output from the two adjacent pixels of the same color is used. The pixel signal of the defective pixel can be corrected. That is, when the same color pixel (horizontal adjacent same color pixel) that is adjacent in the horizontal direction in the readout pixel array with respect to the defective pixel that has output the pixel signal is not a defective pixel, the pixel signal output from the defective pixel is the horizontal adjacent same color pixel. Is replaced with a correction signal having a signal level that is an average value of the signal levels of the pixel signals output from. In addition, when there are two consecutive defective pixels of the same color (hereinafter referred to as “adjacent same-color defective pixel group”) in the readout pixel array, the pixel signal output from each defective pixel of the adjacent same-color defective pixel group is used as the adjacent same color. Correction is performed with a correction signal having a signal level that is an average value of signal levels of pixel signals output from pixels of the same color horizontally adjacent to the defective pixel group (horizontal adjacent same color pixels).
以下、補正手段41の動作を図面を参照して説明する。図22〜図28は補正手段41の動作を説明するための図である。以下においては、固体撮像素子10に図22に示すように欠陥があるものとして説明する。 Hereinafter, the operation of the correction means 41 will be described with reference to the drawings. 22 to 28 are diagrams for explaining the operation of the correction means 41. In the following description, it is assumed that the solid-state imaging device 10 has a defect as shown in FIG.
(全画素読み出し時の欠陥補正)
まず、システムコントローラ13が固体撮像素子10から全画素読み出しを行ったときの欠陥補正処理について、図23を参照して説明する。図23(a)は図21に示すAの位置の状態を示す図、図23(b)は図21に示すBの位置の状態を示す図、図23(c)は図21に示すGの位置の状態を示す図である。
(Defect correction when reading all pixels)
First, a defect correction process when the system controller 13 reads all pixels from the solid-state imaging device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 23 (a) is a diagram showing the state of the position A shown in FIG. 21, FIG. 23 (b) is a diagram showing the state of the position B shown in FIG. 21, and FIG. 23 (c) is a diagram of G shown in FIG. It is a figure which shows the state of a position.
図23(a)に示す例では、固体撮像素子10から第1水平ラインの「1R1」、・・・、「1Gr10」、・・・の画素22aから出力される画素信号が順次欠陥補正部38へ入力される。また、固体撮像素子10から出力される画素信号に応じた信号が補正コンパレータ37から順次欠陥補正部38へ入力される。 In the example shown in FIG. 23A, pixel signals output from the solid-state imaging device 10 from the pixels 22a of “1R1”,..., “1Gr10”,. Is input. Further, a signal corresponding to the pixel signal output from the solid-state imaging device 10 is sequentially input from the correction comparator 37 to the defect correction unit 38.
欠陥補正部38は、図23(c)に示すように、「1Gr4」、「1Gr5」の欠陥画素から出力された画素信号を、「1Gr3」、「1Gr6」の画素22aから出力される画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。また、「1R7」の欠陥画素から出力された画素信号を、「1R6」、「1R8」の画素22aから出力される画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、単独欠陥補正を行う。さらに、「1R9」の欠陥画素から出力された画素信号を、「1R8」、「1R10」の画素22aから出力される画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、単独欠陥補正を行う。このように、全画素読み出し時において、単独欠陥補正及び連続欠陥補正を行うことができる。 As shown in FIG. 23C, the defect correction unit 38 outputs pixel signals output from “1Gr4” and “1Gr5” defective pixels to pixel signals output from the “1Gr3” and “1Gr6” pixels 22 a. The defect signal is replaced with a correction signal having an average value of the signal level, and continuous defect correction is performed. Also, the pixel signal output from the defective pixel “1R7” is replaced with a correction signal of the average value of the signal level of the pixel signal output from the pixel 22a of “1R6” and “1R8”, and single defect correction is performed. Further, the pixel signal output from the defective pixel of “1R9” is replaced with a correction signal of the average value of the signal level of the pixel signal output from the pixel 22a of “1R8” and “1R10”, and single defect correction is performed. In this manner, single defect correction and continuous defect correction can be performed at the time of reading all pixels.
(水平方向間引き読み出し時の欠陥補正)
次に、システムコントローラ13が固体撮像素子10から水平方向間引き読み出しを行ったときの欠陥補正処理について、図24を参照して説明する。図24(a)は図21に示すAの位置の状態を示す図、図24(b)は図21に示すBの位置の状態を示す図、図24(c)は図21に示すGの位置の状態を示す図である。
(Defect correction during horizontal thinning readout)
Next, defect correction processing when the system controller 13 performs horizontal thinning readout from the solid-state imaging device 10 will be described with reference to FIG. 24A is a diagram showing the state of the position A shown in FIG. 21, FIG. 24B is a diagram showing the state of the position B shown in FIG. 21, and FIG. 24C is a diagram showing the state of G shown in FIG. It is a figure which shows the state of a position.
図24(a)に示す例では、固体撮像素子10から第1水平ラインの「1R1」、・・・、「1Gr10」、・・・の画素22aから出力される画素信号が出力され、順次欠陥補正部38へ入力される。また、固体撮像素子10から出力される画素信号に応じた信号が補正コンパレータ37から順次欠陥補正部38へ入力される。 In the example shown in FIG. 24A, pixel signals output from the pixels 22a of “1R1”,..., “1Gr10”,. Input to the correction unit 38. Further, a signal corresponding to the pixel signal output from the solid-state imaging device 10 is sequentially input from the correction comparator 37 to the defect correction unit 38.
欠陥補正部38は、図24(c)に示すように、「1R7」、「1R9」の欠陥画素から出力された画素信号を、「1R5」、「1R11」の画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。また、「1Gr5」の欠陥画素から出力された画素信号を、「1Gr3」、「1Gr7」の画素から出力される画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、単独欠陥補正を行う。 As shown in FIG. 24C, the defect correction unit 38 converts the pixel signals output from the defective pixels “1R7” and “1R9” to the pixel signals output from the pixels “1R5” and “1R11”. Replace with the correction signal of the average value of the signal level and perform continuous defect correction. In addition, the pixel signal output from the defective pixel of “1Gr5” is replaced with a correction signal of the average value of the signal level of the pixel signal output from the pixels of “1Gr3” and “1Gr7”, and single defect correction is performed.
このように、正常な「1R8」の画素22aが間引かれて、「1R7」の画素22aと「1R9」の画素22aとが読み出し画素配列において同色で隣接することになる。このような場合であっても、連続欠陥補正を行うことができ、欠陥補正の精度を向上させることができる。例えば、単独欠陥補正だけを行った場合、図25に示すように、「1R3」及び「1R5」が欠陥画素のときには欠陥画素が出力した画素信号で補正することになることから、欠陥補正を正常に行うことができない。一方、本実施形態における欠陥補正部38では、正常な画素が出力した画素信号で補正が可能となり、欠陥補正の精度を向上させることができる。 Thus, the normal “1R8” pixel 22a is thinned out, and the “1R7” pixel 22a and the “1R9” pixel 22a are adjacent to each other in the readout pixel array with the same color. Even in such a case, continuous defect correction can be performed, and the accuracy of defect correction can be improved. For example, when only single defect correction is performed, as shown in FIG. 25, when “1R3” and “1R5” are defective pixels, correction is performed using the pixel signal output by the defective pixel. Can not do. On the other hand, the defect correction unit 38 according to the present embodiment can perform correction using a pixel signal output from a normal pixel, and can improve the accuracy of defect correction.
(水平方向加算読み出し時の欠陥補正)
次に、システムコントローラ13が固体撮像素子10から水平方向加算読み出しを行ったときの欠陥補正処理について、図26及び図27を参照して説明する。図26(a),図27(a)は図21に示すAの位置の状態を示す図、図26(b),図27(b)は図21に示すBの位置の状態を示す図、図26(c),図27(c)は図21に示すGの位置の状態を示す図である。
(Defect correction during horizontal readout)
Next, defect correction processing when the system controller 13 performs horizontal direction addition reading from the solid-state imaging device 10 will be described with reference to FIGS. 26 and 27. FIG. 26 (a) and 27 (a) are diagrams showing the state of the position A shown in FIG. 21, FIGS. 26 (b) and 27 (b) are diagrams showing the state of the position B shown in FIG. 26 (c) and 27 (c) are diagrams showing the state of the position G shown in FIG.
図26(a)に示す例では、固体撮像素子10から第1水平ラインの「1R(1+2)」、「1Gr(1+2)」、・・・、「1Gr(11+12)」、・・・の画素22aから出力される画素信号が出力され、順次欠陥補正部38へ入力される。また、固体撮像素子10から出力される画素信号に応じた信号が補正コンパレータ37から順次欠陥補正部38へ入力される。なお、図26(a)において、例えば、「1Gr(1+2)」は「1Gr1」の画素と「1Gr2」の画素から出力され、加算された合成画素信号を意味し、「1R(1+2)」は、「1R1」の画素と「1R2」の画素から出力され、加算された合成画素信号を意味する。 In the example shown in FIG. 26A, pixels of “1R (1 + 2)”, “1Gr (1 + 2)”,..., “1Gr (11 + 12)”,. The pixel signal output from 22 a is output and sequentially input to the defect correction unit 38. Further, a signal corresponding to the pixel signal output from the solid-state imaging device 10 is sequentially input from the correction comparator 37 to the defect correction unit 38. In FIG. 26A, for example, “1Gr (1 + 2)” means a combined pixel signal output from the “1Gr1” pixel and the “1Gr2” pixel, and “1R (1 + 2)” , “1R1” and “1R2” are output from the pixel and added to each other to mean a combined pixel signal.
欠陥補正部38は、図26(c)に示すように、「1Gr(3+4)」及び「1Gr(5+6)」の合成画素信号を、「1Gr(1+2)」、「1Gr(7+8)」の合成画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。また、欠陥補正部38は、「1R(7+8)」及び「1R(9+10)」の合成画素信号を、「1R(5+6)」、「1Gr(11+12)」の合成画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。 As shown in FIG. 26C, the defect correction unit 38 synthesizes the synthesized pixel signals of “1Gr (3 + 4)” and “1Gr (5 + 6)” into “1Gr (1 + 2)” and “1Gr (7 + 8)”. Substituting a correction signal for the average value of the signal level of the pixel signal, and performing continuous defect correction. Further, the defect correcting unit 38 converts the combined pixel signals of “1R (7 + 8)” and “1R (9 + 10)” into the average value of the signal levels of the combined pixel signals of “1R (5 + 6)” and “1Gr (11 + 12)”. In this case, continuous defect correction is performed.
第1水平ラインでは、全画素読み出しではGr系の欠陥画素は連続している。しかも、分割して各々別の画素と加算されるため、加算後も欠陥は連続している。よって、読み出し配列では同色で隣接する事となり、同色連続欠陥と認識され、連続欠陥補正方法で置換することができる。 In the first horizontal line, Gr defective pixels are continuous in all pixel readout. In addition, since the pixels are divided and added to different pixels, the defects continue after the addition. Therefore, in the readout arrangement, they are adjacent in the same color, and are recognized as the same color continuous defect, and can be replaced by the continuous defect correction method.
また、第2水平ラインを水平方向加算読み出しするときには、次のように行われる。すなわち、図27(a)に示すように、固体撮像素子10から第1水平ライン(B第1ライン)の「1Gb(1+2)」、「1B(1+2)」、・・・、「1B(11+12)」、・・・の画素22aから出力される画素信号が出力され、順次欠陥補正部38へ入力される。また、固体撮像素子10から出力される画素信号に応じた信号が補正コンパレータ37から順次欠陥補正部38へ入力される。なお、図27(a)において、例えば、「1Gb(1+2)」は「1Gb1」の画素と「1Gb2」の画素から出力され、加算された画素信号を意味し、「1B(1+2)」は、「1B1」の画素と「1B2」の画素から出力され、加算された画素信号を意味する。 When the second horizontal line is read in the horizontal direction, the following operation is performed. That is, as shown in FIG. 27A, “1Gb (1 + 2)”, “1B (1 + 2)”,..., “1B (11 + 12) from the solid-state imaging device 10 to the first horizontal line (B first line). ) ”,... Are output from the pixel 22a and sequentially input to the defect correction unit 38. Further, a signal corresponding to the pixel signal output from the solid-state imaging device 10 is sequentially input from the correction comparator 37 to the defect correction unit 38. In FIG. 27A, for example, “1 Gb (1 + 2)” means a pixel signal output from the “1 Gb 1” pixel and the “1 Gb 2” pixel and added, and “1B (1 + 2)” is It means a pixel signal output from the “1B1” pixel and the “1B2” pixel and added.
欠陥補正部38は、図27(c)に示すように、「1B(5+6)」の画素信号を、「1B(3+4)」、「1B(7+8)」の画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。「1Gb(9+10)」の合成画素信号を、「1B(7+8)」、「1B(11+12)」の合成画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。 As shown in FIG. 27C, the defect correction unit 38 converts the pixel signal of “1B (5 + 6)” to the average value of the signal levels of the pixel signals of “1B (3 + 4)” and “1B (7 + 8)”. Replace with the correction signal to perform continuous defect correction. The composite pixel signal of “1 Gb (9 + 10)” is replaced with a correction signal of an average value of the signal levels of the composite pixel signals of “1B (7 + 8)” and “1B (11 + 12)”, and continuous defect correction is performed.
図22に示すように、第2水平ラインでは、全画素読み出し時の読み出し画素配列ではB系の欠陥画素は連続している。しかも、分割して各々別の画素と加算されるため、加算後も欠陥は連続している。よって、水平方向加算読み出し時の読み出し画素配列では同色で隣接することとなり、同色連続欠陥と認識され、連続欠陥補正方法で置換することができる。また、Gb系は全画素読み出し時も水平方向加算読み出し時も読み出し画素配列で欠陥画素は連続しておらず、単独欠陥補正方法で置換を行うことができる。 As shown in FIG. 22, in the second horizontal line, the B-type defective pixels are continuous in the read pixel array at the time of reading all pixels. In addition, since the pixels are divided and added to different pixels, the defects continue after the addition. Therefore, in the readout pixel array at the time of horizontal addition readout, they are adjacent with the same color, and are recognized as the same color continuous defect, and can be replaced by the continuous defect correction method. In the Gb system, defective pixels are not continuous in the read pixel array during all pixel readout and horizontal direction addition readout, and replacement can be performed by a single defect correction method.
(水平方向加算読み出し時の欠陥補正)
次に、システムコントローラ13が固体撮像素子10から垂直方向加算読み出しを行ったときの欠陥補正処理について、図28を参照して説明する。図28(a)は図21に示すAの位置の状態を示す図、図28(b)は図21に示すBの位置の状態を示す図、図28(c)は図21に示すGの位置の状態を示す図である。
(Defect correction during horizontal readout)
Next, defect correction processing when the system controller 13 performs vertical direction addition reading from the solid-state imaging device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 28 (a) is a diagram showing the state of the position A shown in FIG. 21, FIG. 28 (b) is a diagram showing the state of the position B shown in FIG. 21, and FIG. 28 (c) is a diagram of G shown in FIG. It is a figure which shows the state of a position.
図28(a)に示す例では、固体撮像素子10から第2及び第4水平ラインの画素を加算して得られた「(1+2)Gb1」、「(1+2)B1」、・・・、「(1+2)B11」、・・・の合成画素信号が出力され、順次欠陥補正部38へ入力される。また、固体撮像素子10から出力される合成画素信号に応じた信号が補正コンパレータ37から順次欠陥補正部38へ入力される。なお、図28(a)において、例えば、「(1+2)Gb1」は「1Gb1」の画素と「2Gb1」の画素から出力され、加算された画素信号を意味し、「(1+2)B1」は、「1B1」の画素と「2B1」の画素から出力され、加算された合成画素信号を意味する。 In the example shown in FIG. 28A, “(1 + 2) Gb1”, “(1 + 2) B1”,..., “,” Obtained by adding the pixels of the second and fourth horizontal lines from the solid-state imaging device 10. (1 + 2) B11 ”,... Are output and sequentially input to the defect correction unit 38. Further, a signal corresponding to the combined pixel signal output from the solid-state imaging device 10 is sequentially input from the correction comparator 37 to the defect correction unit 38. In FIG. 28A, for example, “(1 + 2) Gb1” is a pixel signal output from the “1Gb1” pixel and the “2Gb1” pixel and added, and “(1 + 2) B1” is It means a combined pixel signal output from the “1B1” pixel and the “2B1” pixel and added.
欠陥補正部38は、図28(c)に示すように、「(1+2)B5」及び「(1+2)B6」の合成画素信号を、「(1+2)B4」、「(1+2)B7」の合成画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。また、欠陥補正部38は、「(1+2)Gb9」及び「(1+2)Gb10」の合成画素信号を、「(1+2)Gb8」、「(1+2)Gb10」の合成画素信号の信号レベルの平均値の補正信号に置き換え、連続欠陥補正を行う。 As shown in FIG. 28C, the defect correcting unit 38 synthesizes the synthesized pixel signals “(1 + 2) B5” and “(1 + 2) B6” into “(1 + 2) B4” and “(1 + 2) B7”. Substituting a correction signal for the average value of the signal level of the pixel signal, and performing continuous defect correction. In addition, the defect correcting unit 38 converts the combined pixel signals “(1 + 2) Gb9” and “(1 + 2) Gb10” into the average value of the signal levels of the combined pixel signals “(1 + 2) Gb8” and “(1 + 2) Gb10”. In this case, continuous defect correction is performed.
このように、B系は「B5」の画素22aと「B6」の画素22aとは同じ水平ライン上で連続しているので連続欠陥であり、連続欠陥補正方法で置換えを行っている。一方、Gb系は全画素では各々単独欠陥であるが垂直方向の画素加算を行うことで補正時は読み出し画素配列で欠陥が連続するので連続欠陥補正方法で置換を行うことで欠陥補正を精度よく行っている。 In this way, in the B system, the “B5” pixel 22a and the “B6” pixel 22a are continuous on the same horizontal line, and thus are continuous defects, and are replaced by the continuous defect correction method. On the other hand, the Gb system is a single defect in all pixels, but by performing pixel addition in the vertical direction, the defect continues in the read pixel array at the time of correction. Is going.
また、上述では、間引き方法や加算方法を限定して説明したが、基本的に垂直、水平方向各々独立に全画素読み出し、加算全読み出し、間引き読み出し、加算間引き読み出しを組み合わせた多彩な読み出し方法にも適応することができ仕様に応じて適宜変更可能である。 In the above description, the decimation method and the addition method are limited. However, the reading method is basically a combination of all pixel readout, addition full readout, decimation readout, and addition decimation readout independently in the vertical and horizontal directions. Can also be adapted and can be changed as appropriate according to the specifications.
(揮発性メモリ部35から読み出し方法について)
上述のように間引き処理が行われると、揮発性メモリ部35には不要な欠陥アドレスが存在することになり、水平ライン単位で欠陥アドレスの読み飛ばしを行う必要がある。
(How to read from the volatile memory unit 35)
When the thinning process is performed as described above, an unnecessary defective address exists in the volatile memory unit 35, and it is necessary to skip the defective address in units of horizontal lines.
水平ライン単位での欠陥アドレスの読み飛ばしは、水平ブランキング期間中に行い、次の水平ラインの画素信号の出力期間(以下、「有効期間」とする)以降で使用する欠陥アドレスまで不要な欠陥アドレスを順次読み飛ばし、使用するデータまで到達したら、有効期間の開始を待機する。なお、ここで「水平ブランキング期間」とは、読み出し画素配列で1水平ラインの画素信号の出力が終了して、読み出し画素配列で次の水平ラインの画素信号の出力が開始されるまでの期間である。 Defect address reading in units of horizontal lines is skipped during the horizontal blanking period, and unnecessary defects up to the defective address used after the pixel signal output period of the next horizontal line (hereinafter referred to as “effective period”) are used. The address is skipped sequentially, and when it reaches the data to be used, it waits for the start of the valid period. Here, the “horizontal blanking period” is a period from the end of the output of the pixel signal of one horizontal line in the readout pixel array to the start of the output of the pixel signal of the next horizontal line in the readout pixel array. It is.
この読み飛ばしは、水平ブランキング期間中に1データずつ行うため、従来においては、水平ブランキングのサイクル数は欠陥アドレスを保持する揮発性メモリ部35のword数(欠陥アドレスの格納数)より大きくなければならなかった。もし、水平ブランキングのサイクル数が揮発性メモリ部35のword数より大きくない場合、水平ブランキング期間内に読み飛ばしが終了せず、途中で読み出しが停止、破綻してしまい、途中で補正ができなくなる可能性があるからである。 Since this skipping is performed one data at a time during the horizontal blanking period, the number of cycles of horizontal blanking is conventionally larger than the number of words (number of stored defective addresses) of the volatile memory unit 35 holding the defective address. I had to. If the number of horizontal blanking cycles is not larger than the number of words in the volatile memory unit 35, skipping is not completed within the horizontal blanking period, and reading stops and breaks in the middle, and correction is made in the middle. This is because it may not be possible.
そこで、本実施形態における撮像装置1では、欠陥アドレスを保持する揮発性メモリ部35の内部を任意の区間の基準点で区切ることで、一部を順次読み出しではなく、基準点から基準点へ、データの読み飛ばしを行うようにしている。 Therefore, in the imaging device 1 according to the present embodiment, by dividing the inside of the volatile memory unit 35 that holds the defect address by a reference point of an arbitrary section, a part is not sequentially read out, but from the reference point to the reference point. The data is skipped.
まず、補正機能がONに設定された時に各基準点における欠陥アドレスを読み出しておく。その読み出しておいた各基準点における欠陥アドレスを保持しておき、処理中の画素アドレスと比較し、読み飛ばしが可能であるか判断する。読み飛ばしが可能である場合は、可能な基準点の位置まで読み出しアドレス(メモリアドレス)を飛ばし、そこから順次読み出しを再開する。 First, when the correction function is set to ON, the defect address at each reference point is read out. The read defect address at each reference point is held, and compared with the pixel address being processed, it is determined whether reading can be skipped. When reading can be skipped, the reading address (memory address) is skipped to the position of the possible reference point, and reading is sequentially resumed from there.
この読み飛ばしを行うことによって、水平ブランキングのサイクル数と、欠陥アドレスを保持するための記憶メモリのword数との関係に従来のような制限がなくなる。従って、保持することができる欠陥アドレス数の増加が見込まれ、より多くの画素欠陥を補正することが可能になる。 By skipping the reading, there is no conventional limitation on the relationship between the number of horizontal blanking cycles and the number of words in the storage memory for holding the defective address. Therefore, an increase in the number of defective addresses that can be held is expected, and more pixel defects can be corrected.
また、不要な欠陥画素位置アドレス信号を全て読み出す必要がなくなるため、読み出しに必要となる電力の削減を行うことができる(最大で“基準点数/基準点数+1”)。 Further, since it is not necessary to read out all unnecessary defective pixel position address signals, it is possible to reduce the power required for reading (maximum “reference point number / reference point number + 1”).
ここで、揮発性メモリ部35における上記基準点を128word目においたときの処理の例について図29及び図30を参照して説明する。図29は揮発性メモリ部35の欠陥アドレスの記憶状態のイメージ図、図30は揮発性メモリ部35からの読み出し処理を説明するための図である。以下の説明においては、揮発性メモリ部35は256個の欠陥アドレスを記憶することができるものとし、アドレスが0〜255であるとする。 Here, an example of processing when the reference point in the volatile memory unit 35 is set at the 128th word will be described with reference to FIGS. 29 and 30. FIG. FIG. 29 is a conceptual diagram of a storage state of a defective address in the volatile memory unit 35, and FIG. 30 is a diagram for explaining a reading process from the volatile memory unit 35. In the following description, it is assumed that the volatile memory unit 35 can store 256 defective addresses, and the addresses are 0 to 255.
図30に示すように、補正機能がONに設定された時、信号処理回路12は、基準点である128word目における欠陥アドレスを揮発性メモリ部35から予め読み出し、図示しない記憶部に保持しておく。また、欠陥アドレスが記憶されている揮発性メモリ部35の読み出しアドレスであるRADRを"0”にセットする(ステップS10)。 As shown in FIG. 30, when the correction function is set to ON, the signal processing circuit 12 reads in advance the defect address at the 128th word, which is the reference point, from the volatile memory unit 35 and holds it in a storage unit (not shown). deep. Further, RADR, which is the read address of the volatile memory unit 35 in which the defective address is stored, is set to “0” (step S10).
次に、信号処理回路12は、SGアドレスが128word目の欠陥アドレスよりも大きいか否かを判定する(ステップS11)。ここでSGアドレスとは、アドレス生成器33から出力されるアドレスであって、処理中の画素信号を出力した画素のアドレスである。 Next, the signal processing circuit 12 determines whether or not the SG address is larger than the 128th defective address (step S11). Here, the SG address is an address output from the address generator 33 and is an address of a pixel that outputs a pixel signal being processed.
ステップS11の処理において、SGアドレスが128word目の欠陥アドレスよりも大きくないと判定すると(ステップS11:No)、信号処理回路12は、RADRを+1だけインクリメントする(ステップS12)。一方、SGアドレスが128word目の欠陥アドレスよりも大きいと判定すると(ステップS11:Yes)、信号処理回路12は、RADRが128よりも大きいか否かを判定する(ステップS13)。 If it is determined in step S11 that the SG address is not larger than the 128 word defective address (step S11: No), the signal processing circuit 12 increments RADR by +1 (step S12). On the other hand, if it is determined that the SG address is larger than the 128-word defective address (step S11: Yes), the signal processing circuit 12 determines whether RADR is larger than 128 (step S13).
ステップS13の処理において、RADRが128よりも大きいと判定すると(ステップS13:Yes)、信号処理回路12は、処理をステップS12へ移行する。一方、RADRが128よりも大きくはないと判定すると(ステップS13:No)、信号処理回路12は、RADRを129にセットする(ステップS14)。 If it is determined in step S13 that RADR is greater than 128 (step S13: Yes), the signal processing circuit 12 proceeds to step S12. On the other hand, if it is determined that RADR is not greater than 128 (step S13: No), the signal processing circuit 12 sets RADR to 129 (step S14).
ステップS12、S14の処理が終了すると、信号処理回路12は、揮発性メモリ部35から読み出す欠陥アドレスがないか否か(RDATA==All1)、さらには、RADRが255以上であるか否かを判定する(ステップS15)。 When the processes in steps S12 and S14 are completed, the signal processing circuit 12 determines whether there is no defective address to be read from the volatile memory unit 35 (RDATA == All1), and further whether RADR is 255 or more. Determination is made (step S15).
ステップS15の処理において、揮発性メモリ部35から読み出す欠陥アドレスがあると判定したとき、或は、RADRが255以上でないと判定したとき(ステップS15:No)、信号処理回路12は、処理をステップS11に戻す。一方、揮発性メモリ部35から読み出す欠陥アドレスがないと判定したとき、或はRADRが255以上であると判定したとき(ステップS15:Yes)、信号処理回路12は処理を終了する。 When it is determined in step S15 that there is a defective address to be read from the volatile memory unit 35, or when it is determined that RADR is not 255 or more (step S15: No), the signal processing circuit 12 performs the process. Return to S11. On the other hand, when it is determined that there is no defective address read from the volatile memory unit 35, or when it is determined that RADR is 255 or more (step S15: Yes), the signal processing circuit 12 ends the processing.
なお、図29では基準点を128word目のみに設定したが、図31に示すように、64word目、128word目、192word目に設定することもでき、さらに細かく設定することもできる。 In FIG. 29, the reference point is set only at the 128th word, but as shown in FIG. 31, it can be set at the 64th, 128th, and 192words, and can be set more finely.
以上のように本実施形態における欠陥画素補正部39では、固体撮像素子10から読み出した画素信号に対応した画素のアドレスと欠陥画素のアドレス(欠陥アドレス)を比較する。このとき、一致しなかった場合は欠陥画素が固体撮像素子10の読み出しの際に間引かれたと判別し、その欠陥アドレスに対応する画素から出力される画素信号の補正を行わないようにしている。さらに、揮発性メモリ部35の記憶領域を一定の区間の基準点によって区切り、その基準点における欠陥アドレスとこれから読み出される画素アドレスを定期的に比較することにより、揮発性メモリ部35に記憶している欠陥アドレスを順次読み出さず、一部読み飛ばすようにしている。 As described above, the defective pixel correction unit 39 in the present embodiment compares the address of the pixel corresponding to the pixel signal read from the solid-state imaging device 10 with the address of the defective pixel (defective address). At this time, if they do not match, it is determined that the defective pixel has been thinned out when the solid-state imaging device 10 is read, and the pixel signal output from the pixel corresponding to the defective address is not corrected. . Further, the storage area of the volatile memory unit 35 is divided by a reference point of a certain section, and the defect address at the reference point and the pixel address read from the reference point are periodically compared to store in the volatile memory unit 35. Some defective addresses are not read sequentially, but are partially skipped.
従って、水平ブランキングのサイクル数と、欠陥アドレスを保持するための揮発性メモリ部35のword数との関係に従来のような制限がなくなる。従って、保持することができる欠陥アドレス数の増加が見込まれ、より多くの画素欠陥を補正することが可能になる。また、不要な欠陥画素位置アドレス信号を全て読み出す必要がなくなるため、読み出しに必要となる電力の削減を行うことができる。 Therefore, there is no restriction as in the conventional case in the relationship between the number of horizontal blanking cycles and the number of words in the volatile memory unit 35 for holding a defective address. Therefore, an increase in the number of defective addresses that can be held is expected, and more pixel defects can be corrected. Further, since it is not necessary to read out all unnecessary defective pixel position address signals, it is possible to reduce the power required for reading.
また、揮発性メモリ部35は、揮発性メモリ35−1,35−2から構成され、上述したように、各揮発性メモリ35−1,35−2には、水平ライン単位で交互に欠陥アドレスが記憶される。従って、例えば、垂直方向加算読み出しの場合には、揮発性メモリ35−1と揮発性メモリ35−2とから水平ライン単位で交互に欠陥アドレスを読み出すことができる。このように構成することにより、欠陥補正時に一時的に保持するバッファも必要なく揮発性メモリ部35へのアクセス制御も容易となる。 The volatile memory unit 35 includes volatile memories 35-1 and 35-2. As described above, each volatile memory 35-1 and 35-2 has a defective address alternately in units of horizontal lines. Is memorized. Therefore, for example, in the case of vertical addition reading, the defective address can be read alternately from the volatile memory 35-1 and the volatile memory 35-2 in units of horizontal lines. With this configuration, a buffer that is temporarily held at the time of defect correction is not required, and access control to the volatile memory unit 35 is facilitated.
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, these are merely examples, and the present invention can be implemented in other forms that are variously modified and improved based on the knowledge of those skilled in the art. It is possible to implement.
例えば、上記実施形態においては、固体撮像素子としてCMOS型の固体撮像素子をその一例に挙げて説明したがこれに限られず、CCD型の固体撮像素子であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, a CMOS solid-state image sensor is described as an example of the solid-state image sensor. However, the present invention is not limited thereto, and a CCD solid-state image sensor may be used.
1 撮像装置
10 固体撮像素子
11 A/D変換回路
12 信号処理回路
13 システムコントローラ
14 入力部
15 光学ブロック
16 ドライバ
31 第1欠陥検出部
32 第2欠陥検出部
33 アドレス生成器
34 アドレス検出器
35 揮発性メモリ部
35−1〜35−k 揮発性メモリ
36 不揮発性メモリ
37 補正コンパレータ
38 欠陥補正回路
39 欠陥画素補正部
40 判別手段
41 補正手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 10 Solid-state image sensor 11 A / D conversion circuit 12 Signal processing circuit 13 System controller 14 Input part 15 Optical block 16 Driver 31 First defect detection part 32 Second defect detection part 33 Address generator 34 Address detector 35 Volatilization Volatile memory 36 volatile memory 36 nonvolatile memory 37 correction comparator 38 defect correction circuit 39 defective pixel correction unit 40 discrimination means 41 correction means
Claims (6)
前記固体撮像素子は、垂直方向の同色k画素で加算出力可能とし、
前記記憶部は、前記同色k画素のそれぞれに対応して欠陥画素のアドレスを記憶する記憶素子をk個設けた欠陥補正回路。 Compares the storage unit that stores the address of the defective pixel of the solid-state image sensor with the address of the pixel corresponding to the pixel signal read from the solid-state image sensor and the address of the defective pixel, and corrects the pixel signal output by the pixel with the matching address A defective pixel correction unit,
The solid-state imaging device is capable of adding and outputting with k pixels of the same color in the vertical direction,
The storage unit is a defect correction circuit provided with k storage elements that store addresses of defective pixels corresponding to the k pixels of the same color.
前記欠陥画素補正部は、
前記固体撮像素子から読み出した画素信号に対応した画素のアドレスと欠陥画素のアドレスを比較し、一致しなかった場合は欠陥画素が前記固体撮像素子の読み出しの際に間引かれたと判別し、その欠陥画素のアドレスに対応する画素から出力される画素信号の補正を行わず、さらに、前記記憶部の記憶領域を一定の区間の基準点によって区切り、その基準点における欠陥画素のアドレスとこれから読み出される画素のアドレスを定期的に比較することにより、前記記憶部に記憶している欠陥アドレスを順次読み出さず、一部読み飛ばす請求項1に記載の欠陥補正回路。 The solid-state imaging device can output pixel signals from some pixels by thinning out a plurality of pixels in a horizontal direction or a vertical direction,
The defective pixel correction unit includes:
Compare the address of the pixel corresponding to the pixel signal read from the solid-state image sensor and the address of the defective pixel, and if they do not match, determine that the defective pixel has been thinned out when reading the solid-state image sensor, The pixel signal output from the pixel corresponding to the address of the defective pixel is not corrected, and further, the storage area of the storage unit is divided by a reference point of a certain section, and the address of the defective pixel at the reference point is read from this The defect correction circuit according to claim 1, wherein by periodically comparing pixel addresses, the defect addresses stored in the storage unit are not read sequentially but partially read.
前記固体撮像素子からの読み出し画素配列を基準として同色の欠陥画素が連続しているかどうかを判別する判別手段と、
前記判別手段により連続している欠陥画素が出力する画素信号を、欠陥ではない画素であって前記連続する欠陥画素に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正する補正手段と、を有する請求項1又は請求項2に記載の欠陥補正回路。 The defective pixel correction unit includes:
Discriminating means for discriminating whether or not defective pixels of the same color are continuous with reference to an array of read pixels from the solid-state imaging device
The pixel signal output from the defective pixel that is continuous by the determination unit is corrected using an average value of signal levels of at least two adjacent same-color pixels that are non-defective pixels and are adjacent to the continuous defective pixel. The defect correction circuit according to claim 1, further comprising: a correction unit that performs correction.
前記判別手段により連続していないと判定された欠陥画素が出力する画素信号を、欠陥ではない画素であって前記欠陥画素に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正する請求項3に記載の欠陥補正回路。 The correction means includes
A pixel signal output from a defective pixel determined not to be continuous by the determination unit is used as an average value of signal levels of at least two adjacent same-color pixels that are not defective and are adjacent to the defective pixel. The defect correction circuit according to claim 3, wherein the defect correction circuit corrects the error.
前記記憶部に記憶した欠陥画素のアドレスに基づいて、前記固体撮像素子から読み出す画素信号に対応した画素が欠陥画素であるとき前記補正手段へ第1信号を出力し、欠陥画素でないとき前記補正手段へ第2信号を出力する手段と、
同色の欠陥画素が連続していないときに前記補正手段へ第1フラグを出力し、同色の欠陥画素が連続しているときに前記補正手段へ第2フラグを出力する手段と、を有し、
前記補正手段は、
前記第1信号が入力され、かつ前記第1フラグが入力されると、前記固体撮像素子から出力されている画素信号を、当該画素信号に対応した画素に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正し、
前記第1信号が入力され、かつ前記第2フラグが入力されると、前記固体撮像素子から読み出した画素信号を、当該画素信号に対応した画素を含む連続する欠陥画素群に隣接する同色の少なくとも2つの隣接同色画素の信号レベルの平均値を用いて補正する請求項3又は請求項4に記載の欠陥補正回路。 The discrimination means includes
Based on the address of the defective pixel stored in the storage unit, when the pixel corresponding to the pixel signal read from the solid-state imaging device is a defective pixel, the first signal is output to the correcting unit, and when the pixel is not a defective pixel, the correcting unit Means for outputting a second signal to
Means for outputting a first flag to the correction means when defective pixels of the same color are not continuous, and outputting a second flag to the correction means when defective pixels of the same color are continuous;
The correction means includes
When the first signal is input and the first flag is input, the pixel signal output from the solid-state imaging device is converted into at least two adjacent same-color pixels of the same color adjacent to the pixel corresponding to the pixel signal. Correct using the average value of the signal level of
When the first signal is input and the second flag is input, the pixel signal read from the solid-state imaging device is at least of the same color adjacent to a continuous defective pixel group including pixels corresponding to the pixel signal. The defect correction circuit according to claim 3, wherein correction is performed using an average value of signal levels of two adjacent same color pixels.
前記固体撮像素子は、垂直方向の同色k画素で加算出力可能とし、
前記記憶部は、前記同色k画素のそれぞれに対応して欠陥画素のアドレスを記憶する記憶素子をk個設けた撮像装置。 A solid-state imaging device and a storage unit that stores the address of the defective pixel of the solid-state imaging device, and the address of the defective pixel is compared with the address of the pixel corresponding to the pixel signal read from the solid-state imaging device. A defective pixel correction unit that corrects a pixel signal output from the pixel,
The solid-state imaging device is capable of adding and outputting with k pixels of the same color in the vertical direction,
The storage unit is an imaging apparatus provided with k storage elements that store addresses of defective pixels corresponding to the k pixels of the same color.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008301625A JP2010130237A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Defect correcting circuit and imaging device with same |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008301625A JP2010130237A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Defect correcting circuit and imaging device with same |
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JP2010130237A true JP2010130237A (en) | 2010-06-10 |
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ID=42330320
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010130237A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110545389A (en) * | 2013-10-31 | 2019-12-06 | 索尼半导体解决方案公司 | Solid-state imaging device, signal processing device, and electronic apparatus |
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2008
- 2008-11-26 JP JP2008301625A patent/JP2010130237A/en active Pending
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CN110545389A (en) * | 2013-10-31 | 2019-12-06 | 索尼半导体解决方案公司 | Solid-state imaging device, signal processing device, and electronic apparatus |
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