JP2019186817A - Solid state image sensor, imaging apparatus, and control method of solid state image sensor - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像素子、撮像装置および固体撮像素子の制御方法に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, an imaging apparatus, and a control method for a solid-state imaging device.
撮像装置では、CCDやCMOSなどの固体撮像素子が用いられている。これらの固体撮像素子は、半導体基板上に存在する局所的な結晶欠陥などにより欠陥画素が発生することがある。このような欠陥画素は、正しい画素信号を生成することができないため、欠陥画素を検出し、出力信号を補正する必要がある。 In the imaging apparatus, a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS is used. In these solid-state imaging devices, defective pixels may occur due to local crystal defects existing on the semiconductor substrate. Since such a defective pixel cannot generate a correct pixel signal, it is necessary to detect the defective pixel and correct the output signal.
欠陥画素の出力信号を補正する方法の一例として、固体撮像素子に含まれる欠陥画素を製造工程で検出し、欠陥画素の位置データなどの欠陥情報を撮像装置の不揮発性メモリに記録し、欠陥情報に基づき欠陥画素を補正する方法が知られている。この方法は、欠陥情報を製造工程で精度よく取得することができ、欠陥画素の補正はあらかじめ登録された欠陥情報に基づいて行うため、欠陥画素の誤検知が少なく、精度が高い。一方で、撮像装置の出荷後に生じた後発の欠陥画素や、撮影毎にその出力レベルが変動する点滅欠陥画素など、製造工程で検出することができなかった欠陥画素については補正することができない。 As an example of a method for correcting an output signal of a defective pixel, a defective pixel included in a solid-state imaging device is detected in a manufacturing process, and defect information such as position data of the defective pixel is recorded in a nonvolatile memory of the imaging device. A method for correcting defective pixels based on the above is known. In this method, defect information can be obtained with high accuracy in the manufacturing process, and correction of defective pixels is performed based on defect information registered in advance, so that there are few false detections of defective pixels and high accuracy. On the other hand, it is not possible to correct defective pixels that could not be detected in the manufacturing process, such as late defective pixels that occurred after the shipment of the imaging device, and blinking defective pixels whose output level fluctuates with each shooting.
一方、撮像装置による撮影の都度、周辺の画素の信号とのレベル差などから欠陥画素であると判定する、リアルタイム欠陥画素検出方法が知られている。例えば、特許文献1では、着目画素と、着目画素の周辺の複数の画素から出力された信号の平均値の差分値を所定値と比較し、欠陥画素を検出する欠陥画素補正装置が開示されている。リアルタイム欠陥画素検出は、撮像装置の不揮発性メモリ等にあらかじめ記録されていない後発の欠陥画素や、点滅欠陥画素を補正し、画質劣化を抑えるために有効である。
On the other hand, a real-time defective pixel detection method is known in which a defective pixel is determined based on a level difference from a signal of a surrounding pixel every time an image is taken by an imaging device. For example,
特許文献1では、演算回路は、検出対象画素の周辺画素の輝度信号の平均値を求め、さらに、検出対象画素の輝度信号との差分値を求めた後、求めた差分値を所定の閾値と比較することで欠陥判定を行っている。このように複雑な演算を伴う欠陥検出を行うには、大規模な演算回路が必要となる。
In
また、リアルタイム欠陥画素検出方法は、補正対象とすべき欠陥画素と被写体エッジとの判別の精度向上が重大な課題であることが知られている。平均値を求めるために使用する周辺画素の領域が狭いと、花火や文字等の細線や、細かい模様などを含む被写体に対し、欠陥画素と被写体エッジとの判定を誤ることがある。使用する周辺画素の領域を拡大し、上下画素や左右画素との比較などの方向判定を加えれば、欠陥画素と被写体エッジとの判定精度を向上させることが可能であるが、比較に使用する画素数を増やすことで、欠陥検出のための演算がさらに増大し、複雑化する。したがって、リアルタイム欠陥画素検出方法では、演算に使用する画素領域を拡大させることが困難である。 In addition, it is known that in the real-time defective pixel detection method, it is a serious problem to improve the accuracy of discrimination between defective pixels to be corrected and subject edges. If the area of the peripheral pixels used for obtaining the average value is narrow, the determination of the defective pixel and the subject edge may be erroneous for a subject including fine lines such as fireworks and characters, and fine patterns. It is possible to improve the determination accuracy of defective pixels and subject edges by enlarging the area of surrounding pixels to be used and adding direction determination such as comparison with upper and lower pixels and left and right pixels, but the pixels used for comparison By increasing the number, operations for defect detection are further increased and complicated. Therefore, in the real-time defective pixel detection method, it is difficult to enlarge the pixel area used for the calculation.
本発明の目的は、欠陥画素の検出に必要な演算を削減することができるようにすることである。 An object of the present invention is to be able to reduce operations necessary for detecting defective pixels.
本発明の固体撮像素子は、光電変換に基づく信号を出力する画素と、第1の期間では、前記光電変換に基づく信号と、レベルが時間とともに変化する第1の参照信号とを比較し、第2の期間では、前記光電変換に基づく信号と、固定信号とを比較する比較器と、前記第1の期間では、前記比較器の比較結果に応じた第1のカウント値のカウントを行うカウンタと、前記カウンタの第1のカウント値を保持する第1のメモリと、前記第2の期間では、前記比較器の比較結果を示す値を保持する第2のメモリとを有する。 The solid-state imaging device of the present invention compares a pixel that outputs a signal based on photoelectric conversion, a signal based on the photoelectric conversion in a first period, and a first reference signal whose level changes with time. A comparator that compares the signal based on the photoelectric conversion with a fixed signal in a period of 2, and a counter that counts a first count value according to a comparison result of the comparator in the first period; A first memory that holds a first count value of the counter, and a second memory that holds a value indicating a comparison result of the comparator in the second period.
本発明によれば、欠陥画素の検出に必要な演算を削減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the computation required for detecting defective pixels.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による撮像装置11の構成例を示すブロック図である。撮影レンズ1は、固体撮像素子2上に光を結像する。固体撮像素子2は、入射光を画像信号に変換し、画像信号を出力する。信号処理回路3は、固体撮像素子2から出力される画像信号に対して、信号増幅、基準レベル調整等の各種の補正、データの並べ替えなどを行う。タイミング発生回路5は、固体撮像素子2に対して、駆動タイミング信号を出力する。全体制御・演算回路4は、タイミング発生回路5および信号処理回路3等の撮像装置11の全体の統括的な駆動・制御、および、所定の画像処理を行う。全体制御・演算回路4は、検出手段および補正手段として、欠陥画素検出および欠陥補正等を行う。メモリ回路6は、全体制御・演算回路4が演算処理を行う際に、画像信号等を一時的に記録保持する揮発性メモリを含む。記録回路7は、全体制御・演算回路4が出力する画像信号等を記録保持するメモリカード等の記録媒体である。表示回路8は、撮影された画像、ライブビュー画像、各種設定画面等を表示する。操作回路9は、全体制御・演算回路4に対して、操作部材の信号をユーザの命令として出力する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図2は、固体撮像素子2の構成例を示すブロック図である。画素部10は、2次元行列状に配置された複数の画素100を有する。複数の画素100の各々は、所定の波長域の光を透過させるカラーフィルタを有する。カラーフィルタの透過波長は、限定されない。例えば、カラーフィルタは、赤(R)、緑(G)、青(B)の光を透過するカラーフィルタである。画素部10が、ベイヤ状に配列された複数の画素100を有する。画素部10は、赤のカラーフィルタが設けれた画素100と、緑のカラーフィルタが設けれた画素100と、青のカラーフィルタが設けれた画素100とを有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the solid-
垂直走査回路20は、画素部10に対して、各画素100を制御するための制御信号を供給する。列回路部30は、複数の列回路300を有する。複数の列回路300は、複数の画素100の列に対応して設けられる。参照信号生成回路40は、参照信号を生成し、参照信号を列回路300に供給する。クロック生成回路50は、列回路300に対して、クロック信号を供給する。水平走査回路60は、列回路300に対して、画素信号を出力させるための走査信号を供給する。演算回路70は、列回路部30から出力された画素信号に対して、演算処理を行い、演算処理された画素信号を出力する。
The
図3は、画素100、列回路300、および演算回路70の構成例を示す等価回路図である。まず、画素100の構成について説明する。フォトダイオード101は、光電変換部であり、入射光を電荷に変換する。転送スイッチ102は、フォトダイオード101により変換された電荷を、フローティングディフュージョン部103に転送する。転送スイッチ102は、転送パルスPTXによって制御される。フローティングディフュージョン部(以下FDと記す)103は、電荷を蓄積する。増幅MOSトランジスタ104は、ソースフォロワとして機能し、FD103の電圧を増幅する。リセットスイッチ105は、FD103をリセットする。リセットスイッチ105は、リセットパルスPRESによって制御され、電源電圧VDDによりFD103をリセットする。選択スイッチ106は、増幅MOSトランジスタ104の出力ノードを出力線107に接続する。選択スイッチ106は、選択パルスPSELによって制御される。出力線107は、複数の画素100の列毎に設けられる。各列の画素100は、それぞれ、各列の出力線107に接続される。以上が、画素100の構成である。なお、固体撮像素子2の基板上の画素100が形成される領域に、局所的な結晶欠陥などが生じた場合、画素100は、正常な画素信号を出力しない欠陥画素となることがある。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration example of the
複数の出力線107は、それぞれ、複数の列回路300に接続される。各列の出力線107は、それぞれ、画素100から出力されたアナログ信号を列回路300へ出力する。複数の出力線107の各々には、負荷としての定電流源108が接続される。
The plurality of
次に、列回路300の構成について説明する。アンプ302は、増幅部であり、画素100から出力された信号を増幅する。アンプ302の増幅度は、容量301および303の比により決定される。アンプ302は、出力線107のアナログ信号を増幅する。リセットスイッチ304は、リセットパルスPC0Rによって制御され、容量301および303をリセットする。容量306は、アンプ302の出力信号を保持する。サンプリングスイッチ305は、アンプ302の出力ノードを容量306に接続する。サンプリングスイッチ305は、サンプリングパルスPSHによって駆動される。
Next, the configuration of the
容量306は、入力信号Vpixelを出力する。参照信号生成回路40は、図4の参照信号Vrampを生成して出力する。アナログデジタル変換器(AD変換器)は、コンパレータ307とカウンタ310によって構成される。コンパレータ307は、比較器であり、入力信号Vpixelと参照信号Vrampとを比較し、比較結果を出力する。例えば、コンパレータ307は、参照信号Vrampの電圧が入力信号Vpixelの電圧より高い場合にはハイレベルを出力し、参照信号Vrampの電圧が入力信号Vpixelの電圧より低い場合にはローレベルを出力する。入力信号Vpixelは、容量306に保持されているアナログ信号である。参照信号Vrampは、参照信号生成回路40により生成される信号である。参照信号Vrampは、図4に示すように、電圧レベルが時間とともに線形に変化するランプ信号V1の期間と、固定信号(固定電圧)Vjの期間とを有する。固定信号Vjは、入力信号Vpixelのレベルを判定するための判定閾値である。固定信号Vjは、欠陥画素の判定に適した任意の信号値(電圧値)に設定することができる。参照信号生成回路40は、設定モード、感度、露光時間等の撮影条件、被写体の輝度に応じて、固定電圧Vjを切り替えてもよい。
The
カウンタ310は、コンパレータ307に対応して設けられ、ランプ信号V1の生成開始により、カウント動作を開始する。カウンタ310は、クロック生成回路50により生成された一定周期のクロック信号CLKに同期してカウント動作を行い、コンパレータ307の出力信号COMPがハイレベルからローレベルに反転した時点でカウント動作を停止する。AD変換器は、アナログの入力信号Vpixelをデジタル信号に変換し、デジタル信号をラインメモリ311または312に出力する。カウンタ310の停止後のカウント値は、AD変換器により変換されたデジタル信号に対応する。
The
ラインメモリ311および312は、カウンタ310のカウント値を、AD変換器によって変換されたデジタル信号として保持する。ラインメモリ311および312のビット数は、画像信号に所望される分解能に応じて設定され、例えばそれぞれ14ビットである。ラインメモリ311は、FD103がリセットスイッチ105によりリセットされた状態の画素100の出力レベルに相当する、カウンタ310による14ビットのカウント値Nを保持する。ラインメモリ312は、フォトダイオード101からFD103へ電荷転送が行われた状態の画素100の出力レベルに相当する、カウンタ310による14ビットのカウント値Sを保持する。ラインメモリ313は、ラインメモリ311および312よりビット数の少ない、例えば1ビットのメモリであり、コンパレータ307によるレベル判定の結果を示す判定値Jを保持する。水平走査回路60は、水平走査信号PHにより、ラインメモリ311および312に保持されたカウント値と、ラインメモリ313に保持された判定値Jとを読み出す。以上が、列回路300の構成である。
The
次に、演算回路70の構成を説明する。減算回路702は、差分回路であり、ラインメモリ312から読み出されたカウント値Sとラインメモリ311から読み出されたカウント値Nとの差分S−Nを出力する。ビット付加回路703は、差分S−Nに対して、ラインメモリ313から読み出された判定値Jを付加し、判定値Jが付加された差分S−Nを信号処理回路3へ出力する。以上が、演算回路70の構成である。
Next, the configuration of the
図4は、固体撮像素子2の駆動方法を示すタイミングチャートである。以下、図4を参照して、1行分の画素信号の読み出し動作を説明する。読み出し動作を行う前の不図示のタイミングで、固体撮像素子2は、ラインメモリ311、312、313の値を0にリセットする。
FIG. 4 is a timing chart showing a method for driving the solid-
時刻T401では、垂直走査回路20は、選択パルスPSELをハイレベルにする。すると、選択スイッチ106がオンになり、増幅MOSトランジスタ104の出力ノードが出力線107に接続される。
At time T401, the
時刻T402では、垂直走査回路20は、リセットパルスPRESをローレベルにする。すると、リセットスイッチ105がオフになり、FD103のリセットが解除される。
At time T402, the
時刻T403では、リセットパルスPC0Rがローレベルになる。すると、リセットスイッチ304がオフになり、アンプ302および容量301、303のリセットが解除される。
At time T403, the reset pulse PC0R becomes low level. Then, the
時刻T404では、サンプリングパルスPSHがハイレベルになる。すると、サンプリングスイッチ305がオンになる。増幅MOSトランジスタ104は、FD103のリセット解除に基づく信号を出力線107に出力する。アンプ302は、出力線107のリセット解除に基づく信号を増幅した信号Vnを容量306に出力する。
At time T404, the sampling pulse PSH becomes high level. Then, the
時刻T405では、サンプリングパルスPSHがローレベルになる。すると、サンプリングスイッチ305がオフになり、容量306は、信号Vnを保持し、信号Vnを入力信号Vpixelとして出力する。
At time T405, the sampling pulse PSH becomes low level. Then, the
時刻T406〜T408の期間では、参照信号生成回路40は、参照信号Vrampとしてランプ信号V1を生成する。コンパレータ307は、信号Vnとランプ信号V1とを比較する。コンパレータ307は、ランプ信号V1が信号Vnより高い期間ではハイレベルの比較結果信号COMPを出力し、ランプ信号V1が信号Vnより低い期間ではローレベルの比較結果信号COMPを出力する。
In the period from time T406 to T408, the reference
時刻T406では、クロック生成回路50は、カウンタ310に対して、クロック信号CLKの供給を開始し、カウンタ310は、カウント値のカウント動作を開始する。時刻T407では、ランプ信号V1の電圧が信号Vnの電圧より低くなり、比較結果信号COMPがハイレベルからローレベルに反転し、カウンタ310は、カウント値のカウント動作を停止する。
At time T406, the
時刻T408では、ラインメモリ311は、カウンタ310のカウント値Nを保持する。その後、カウンタ310のカウント値がリセットされる。
At time T408, the
時刻T409では、垂直走査回路20が転送パルスPTXをハイレベルにし、サンプリングパルスPSHがハイレベルになる。すると、転送スイッチ102がオンになり、サンプリングスイッチ305がオンになる。フォトダイオード101は、露光期間では、光を電荷に変換し、その電荷を蓄積する。転送パルスPTXがハイレベルになると、転送スイッチ102は、フォトダイオード101の電荷をFD103に転送する。
At time T409, the
時刻T410では、垂直走査回路20は、転送パルスPTXをローレベルにする。すると、転送スイッチ102は、フォトダイオード101からFD103への電荷転送を終了する。増幅MOSトランジスタ104は、FD103の電荷に基づく信号を出力線107に出力する。すなわち、増幅MOSトランジスタ104は、フォトダイオード101の光電変換に基づく信号を出力線107に出力する。アンプ302は、出力線107の信号を増幅した信号Vsを容量306に出力する。
At time T410, the
時刻T411では、サンプリングパルスPSHがローレベルになる。すると、サンプリングスイッチ305がオフになり、容量306は、信号Vsを保持し、信号Vsを入力信号Vpixelとして出力する。
At time T411, the sampling pulse PSH becomes low level. Then, the
時刻T412〜T414の期間では、参照信号生成回路40は、参照信号Vrampとしてランプ信号V1を生成する。コンパレータ307は、信号Vsとランプ信号V1とを比較する。コンパレータ307は、ランプ信号V1の電圧が信号Vsの電圧より高い期間ではハイレベルの比較結果信号COMPを出力し、ランプ信号V1の電圧が信号Vsの電圧より低い期間ではローレベルの比較結果信号COMPを出力する。
In the period from time T412 to T414, the reference
時刻T412では、クロック生成回路50は、カウンタ310に対して、クロック信号CLKの供給を開始し、カウンタ310は、カウント値のカウント動作を開始する。また、垂直走査回路20が選択パルスPSELをローレベルにし、選択スイッチ106がオフになり、増幅MOSトランジスタ104の出力ノードと出力線107との間が切断される。また、リセットパルスPC0Rがハイレベルになり、リセットスイッチ304がオンになり、アンプ302および容量301、303がリセットされる。
At time T412, the
時刻T413では、ランプ信号V1の電圧が信号Vsの電圧より低くなり、比較結果信号COMPがハイレベルからローレベルに反転し、カウンタ310は、カウント値のカウント動作を停止する。
At time T413, the voltage of the ramp signal V1 becomes lower than the voltage of the signal Vs, the comparison result signal COMP is inverted from the high level to the low level, and the
時刻T414では、ラインメモリ312は、カウンタ310のカウント値Sを保持する。その後、時刻T415の前までに、カウンタ310のカウント値がリセットされる。
At time T414, the
時刻T415〜T417の期間では、参照信号生成回路40は、参照信号Vrampとして固定信号Vjを生成する。コンパレータ307は、信号Vsと固定信号Vjとを比較する。コンパレータ307は、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低い場合にはハイレベルの比較結果信号COMPを出力し、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧以上である場合にはローレベルの比較結果信号COMPを出力する。
In the period from time T415 to T417, the reference
時刻T416では、ラインメモリ313は、コンパレータ307の比較結果信号COMPをレベル判定値Jとして保持する。信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低い場合には、信号Vsが高輝度信号であり、比較結果信号COMPおよび判定値Jはハイレベル「1」になる。信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧以上である場合には、信号Vsが低輝度信号であり、比較結果信号COMPおよび判定値Jはローレベル「0」になる。時刻T417では、参照信号生成回路40は、参照信号Vrampをリセットする。
At time T416, the
なお、時刻T415〜T417のレベル判定の動作は、フォトダイオード101からFD103への電荷転送が終了した後の、時刻T410からT412までの間に行ってもよい。
Note that the level determination operation from time T415 to time T417 may be performed from time T410 to time T412 after the charge transfer from the photodiode 101 to the
時刻T418では、水平走査回路60は、水平走査信号PHの供給を開始する。すると、ラインメモリ311はカウント値Nを出力し、ラインメモリ312はカウント値Sを出力し、ラインメモリ313は判定値Jを出力する。減算回路702は、カウント値Sからカウント値Nを減算し、減算値S−Nを出力する。ビット付加回路703は、減算回路702から入力された減算値S−Nに対して、1ビットの判定値Jを付加して出力する。減算値S−Nは、画素データである。以上が、1行分の画素信号の読み出し動作である。これを所望の行数分繰り返し、1フレーム分の画像データの読み出しを行う。
At time T418, the
以上のように、固体撮像素子2から読み出した画像データを用いた、欠陥画素の検出方法について、図5および図6を用いて説明する。全体制御・演算回路4は、信号処理回路3を介して、固体撮像素子2から入力した画像データおよび判定値Jをメモリ回路6に書き込む。そして、全体制御・演算回路4は、広範囲の画素100の領域の判定値Jを比較し、判定値Jが周辺の画素100に対して孤立した画素100を欠陥画素として検出する。
As described above, a method for detecting a defective pixel using the image data read from the solid-
図5(A)〜(D)は、固体撮像素子2から読み出された画像データを示す模式図である。図5(A)は、画像データを色ごとに分離し、1色分の画像データの輝度信号を画像としてあらわしたものである。図5(B)、(C)、(D)は、図5(A)に示した画像データのうち、一部の領域に対応する画素データの判定値Jを表したものである。図5(B)は、図5(A)の領域1001に対応する画像データの判定値Jを表す。図5(C)は、図5(A)の領域1002に対応する画像データの判定値Jを表す。図5(D)は、図5(A)の領域1003に対応する画像データの判定値Jを表す。各領域1001〜1003のサイズは、それぞれ、欠陥画素検出のための比較に用いる比較領域のサイズである。図5(B)〜(D)の例では、領域1001〜1003は、着目画素を中心とした水平X=11画素、垂直Y=11画素の周辺の領域であるが、画素数はこれに限定されない。また、領域1001〜1003は、着目画素と同色の着目画素の周辺の画素の領域であってもよい。各領域1001〜1003に斜線で示した画素に着目し、各領域1001〜1003を欠陥画素検出の比較領域としたときの、欠陥画素の検出方法を説明する。
FIGS. 5A to 5D are schematic diagrams illustrating image data read from the solid-
図6は、撮像装置11の欠陥画素の検出方法を示すフローチャートである。ステップS1では、全体制御・演算回路4は、着目画素を中心とした比較領域の画素の判定値Jをメモリ回路6から取得し、ステップS2に進む。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for detecting a defective pixel of the
ステップS2では、全体制御・演算回路4は、着目画素の判定値Jが1であるか否かを判定する。全体制御・演算回路4は、その判定値Jが1である場合にはステップS3に進み、その判定値Jが0である場合にはステップS4に進む。
In step S <b> 2, the overall control /
ステップS3では、全体制御・演算回路4は、比較領域内の画素において、判定値Jが1である画素の数J1をカウントし、ステップS5に進む。ステップS5では、全体制御・演算回路4は、判定値Jが1である画素数J1が閾値D1未満であるか否かを判定する。全体制御・演算回路4は、画素数J1が閾値D1未満である場合にはステップS7に進み、画素数J1が閾値D1以上である場合にはステップS8に進む。
In step S3, the overall control /
ステップS7では、全体制御・演算回路4は、着目画素が欠陥画素であると判定し、着目画素の補正フラグCを1とし、補正フラグCをメモリ回路6に書き込む。ステップS8では、全体制御・演算回路4は、着目画素が欠陥画素でないと判定し、着目画素の補正フラグCを0とし、補正フラグCをメモリ回路6に書き込む。
In step S7, the overall control /
ステップS4では、全体制御・演算回路4は、比較領域内の画素において、判定値Jが0である画素の数J0をカウントし、ステップS6に進む。ステップS6では、全体制御・演算回路4は、判定値Jが0である画素数J0が閾値D2未満であるか否かを判定する。全体制御・演算回路4は、画素数J0が閾値D2未満である場合にはステップS9に進み、画素数J0が閾値D2以上である場合にはステップS10に進む。
In step S4, the overall control /
ステップS9では、全体制御・演算回路4は、着目画素が欠陥画素であると判定し、着目画素の補正フラグCを1とし、補正フラグCをメモリ回路6に書き込む。ステップS10では、全体制御・演算回路4は、着目画素が欠陥画素でないと判定し、着目画素の補正フラグCを0とし、補正フラグCをメモリ回路6に書き込む。
In step S9, the overall control /
以上が、撮像装置11の欠陥画素検出方法である。この欠陥画素検出方法を図5(B)〜(D)の領域1001、1002、1003にそれぞれ適用した場合を説明する。例えば、閾値D1およびD2は、2である。図5(B)では、領域1001の着目画素の判定値Jは1であり、領域1001には判定値Jが1である画素が2画素以上含まれるため、着目画素は欠陥画素でないと判定され、補正フラグCが0となる。図5(C)では、領域1002の着目画素の判定値Jは1であり、領域1002には着目画素以外に判定値Jが1である画素が含まれないため、着目画素は欠陥画素であると判定され、補正フラグCが1となる。図5(D)では、領域1003の着目画素の判定値Jは0であり、領域1003には着目画素以外に判定値Jが0である画素が含まれないため、着目画素は欠陥画素であると判定され、補正フラグCが1となる。
The above is the defective pixel detection method of the
全体制御・演算回路4は、欠陥検出部であり、領域1001〜1003の画素の判定値Jのうちの着目画素の判定値Jと同じ判定値の数が閾値より少ない場合には、着目画素を欠陥画素として検出する。
The overall control /
以上の欠陥画素検出方法を、1フレームの画像データの各画素に適用し、画像データ全体の欠陥画素を検出する。なお、閾値D1およびD2は、それぞれ異なる値としてもよい。また、閾値D1およびD2は、電荷蓄積時間、感度、撮影モード等の撮像装置11の設定に応じて、異ならせてもよい。
The above defective pixel detection method is applied to each pixel of one frame of image data to detect defective pixels in the entire image data. The threshold values D1 and D2 may be different values. The threshold values D1 and D2 may be varied according to the setting of the
以上のように、全体制御・演算回路4は、固体撮像素子2の内部で求めた判定値Jを用いて欠陥画素を検出するので、輝度信号の高低を判定する2値化演算、複数画素の輝度信号の平均演算、着目画素の輝度信号との差分演算を行う必要がない。つまり、全体制御・演算回路4は、従来のような平均化演算、差分演算を行うための演算回路を備える必要がない。また、固体撮像素子2の内部のコンパレータ307が判定値Jを求めるため、2値化演算回路を追加する必要がない。さらに、多ビットの輝度信号の平均演算、差分演算等の複雑な演算が不要となるため、従来のリアルタイムキズ補正と比較して、欠陥画素の検出に用いる画素数を容易に増やすことができる。
As described above, since the overall control /
したがって、本実施形態によれば、全体制御・演算回路4に設ける欠陥画素検出に必要な演算回路の規模を低減しながら、欠陥画素検出に用いる画素信号の比較領域を拡大させることができ、欠陥画素の検出精度を向上させることが可能である。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to enlarge the comparison area of the pixel signal used for defective pixel detection while reducing the scale of the arithmetic circuit necessary for defective pixel detection provided in the overall control /
コンパレータ307は、信号Vsを固定信号Vjと比較する。判定値は、コンパレータ307の比較結果に基づいて決定される。したがって、固体撮像素子2は、固定信号Vjのレベルを切り替えながら、複数回のレベル判定を行い、欠陥画素検出を行うことにより、欠陥画素の検出精度を向上させてもよい。なお、各画素100に入射する光量は、被写体の色、光源の種類、各画素に設けられたカラーフィルタの種類に応じて、異なるので、各画素100のカラーフィルタが透過する光の色に応じて、固定信号Vjのレベルを異ならせるようにしてもよい。また、複数種類の欠陥画素の検出動作を併用することで、欠陥画素の検出精度を向上させてもよい。例えば、本実施形態による欠陥画素検出方法と、同色隣接画素の輝度信号同士の比較を行うなどのリアルタイム欠陥画素検出方法とを併用し、2種類の欠陥画素検出動作を行ってもよい。リアルタイム欠陥検出方法で検出された欠陥画素候補について、欠陥画素候補とその同色隣接画素に、判定値J=0とJ=1の双方の画素が含まれていた場合には、本実施形態による欠陥画素検出方法を適用する。一方、補正フラグCが0であると判定された画素については、欠陥画素の判定から除外すればよい。このように、広範囲の画素信号を用いた本実施形態の欠陥画素検出方法と、公知の欠陥画素検出方法の、複数種類の欠陥画素の検出動作を行う。これにより、全体制御・演算回路4は、平均演算や差分演算を行う演算回路を設ける必要はあるものの、欠陥画素の検出精度を向上させることができる。
The
全体制御・演算回路4は、差分補正部であり、補正フラグCが1の欠陥画素の画素信号(差分)S−Nに対して、同色隣接画素の信号の平均値で補間することにより補正し、補正後の画像データを記録回路7に記録する。全体制御・演算回路4は、欠陥画素データの補正を行った後、判定値Jの情報を破棄してよい。
The overall control /
本実施形態によれば、固体撮像素子2は、入力信号Vsと固定信号Vjを比較することにより判定値Jを求める。全体制御・演算回路4は、判定値Jを用いて欠陥画素の検出を行う。これにより、全体制御・演算回路4は、欠陥検出を行うための演算を削減することができる。また、全体制御・演算回路4は、欠陥検出に用いる比較領域の画素数を拡大し、欠陥画素の検出精度を向上させることができる。
According to this embodiment, the solid-
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態による画素100、列回路300aおよび演算回路70aの構成例を示す等価回路図である。図7は、図3に対して、参照信号生成回路40、列回路300および演算回路70の代わりに、参照信号生成回路40a、列回路300aおよび演算回路70aを設けたものである。列回路300aは、図3の列回路300に対して、選択スイッチ308,309およびパルス生成回路314が追加されている。演算回路70aは、図3の演算回路70に対して、ビットシフト回路701が追加されている。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a configuration example of the
ラインメモリ311および312は、例えば、それぞれ13ビットのメモリである。ラインメモリ311は、カウンタ310による13ビットのカウント値Nを保持する。ラインメモリ312は、カウンタ310による13ビットのカウント値Sを保持する。パルス生成回路314は、ラインメモリ313に保持されている判定値Jを基に選択パルスPRAMPを生成する。パルス生成回路314は、判定値Jが0の場合には、ローレベルの選択パルスPRAMPを生成し、判定値Jが1の場合には、ハイレベルの選択パルスPRAMPを生成する。パルス生成回路314は、選択パルスPRAMPを選択スイッチ308および309に供給する。
The
参照信号生成回路40aは、参照信号Vrampとして、ランプ信号V1およびV2を出力する。選択パルスPRAMPがローレベルの場合には、選択スイッチ308がオンし、選択スイッチ309がオフし、コンパレータ307は、ランプ信号V1と入力信号Vpixelとを比較する。選択パルスPRAMPがハイレベルの場合には、選択スイッチ308がオフし、選択スイッチ309がオンし、コンパレータ307は、ランプ信号V2と入力信号Vpixelとを比較する。
The reference
参照信号生成回路40aは、参照信号Vrampとして、電圧レベルが時間とともに線形に変化するランプ信号V1およびV2と、固定信号Vjとを生成する。図8に示すように、ランプ信号V2は、ランプ信号V1に対して、傾きが異なる。ランプ信号V1は、ランプ信号V2より傾きが小さい。例えば、ランプ信号V2の傾きは、ランプ信号V1の傾きの2倍である。入力信号Vpixelが閾値より低輝度である場合には、ランプ信号V1を選択することにより、AD変換器は、低輝度の入力信号Vpixelに対して高精度のAD変換を行うことができる。また、入力信号Vpixelが閾値より高輝度である場合には、ランプ信号V2を選択することにより、AD変換器は、高輝度の入力信号Vpixelに対して、高速なAD変換を行うことができる。具体的には、ランプ信号V2を選択した場合、AD変換の速度は2倍に高速化される。
The reference
パルス生成回路314は、メモリ313の判定値Jが0である場合には、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧以上であり、信号Vsが低輝度信号であるので、ローレベルの選択パルスPRAMPを出力する。すると、選択スイッチ308がオンし、コンパレータ307は、ランプ信号V1と信号Vsを比較する。これにより、高精度なAD変換を行うことができる。
When the determination value J of the
また、パルス生成回路314は、メモリ313の判定値Jが1である場合には、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低く、信号Vsが高輝度信号であるので、ハイレベルの選択パルスPRAMPを出力する。すると、選択スイッチ309がオンし、コンパレータ307は、ランプ信号V2と信号Vsを比較する。これにより、高速なAD変換を行うことができる。
When the determination value J of the
ビットシフト回路701は、ラインメモリ313の判定値Jを基に、ラインメモリ312の13ビットのカウント値Sをビットシフトする。ビットシフト回路701は、判定値Jが1の場合には、ラインメモリ312の13ビットのカウント値Sに対して、下位に所定のビット数(例えば1ビット)の0のビットを加えるビットシフトを行い、14ビットの信号Sとして減算回路702に出力する。下位に1ビットを加えることにより、信号Sを2倍にすることができる。また、ビットシフト回路701は、判定値Jが0の場合には、ラインメモリ312の13ビットのカウント値Sに対して、上位に所定のビット数(例えば1ビット)の0のビットを加えるビットシフトを行い、14ビットの信号Sとして減算回路702に出力する。上位に1ビットを加えることにより、信号Sを1倍にすることができる。これにより、ランプ信号V1とV2の傾きの違いに応じて、信号Sを補正することができる。また、ビットシフト回路701は、ラインメモリ311の13ビットのカウント値Nに対して、上位に所定のビット数(例えば1ビット)の0のビットを加えるビットシフトを行い、14ビットの信号Nとして減算回路702に出力する。ビットシフト回路701は、カウント値補正部であり、参照信号Vramp(ランプ信号V1またはV2)の傾きに応じて、ラインメモリ312のカウント値Sを補正する。
The
減算回路702は、14ビットのカウント値Sと14ビットのカウント値Nとの差分S−Nを出力する。ビット付加回路703は、差分S−Nに対して、ラインメモリ313から読み出された判定値Jを付加し、判定値Jが付加された差分S−Nを信号処理回路3へ出力する。
The
以上のように、コンパレータ307は、信号VsのAD変換を行う前に、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低いか否かを判定する。ラインメモリ313は、この判定結果を判定値Jとして保持する。選択スイッチ308および309は、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低い場合には、傾きが大きいランプ信号V2を選択し、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧以上である場合には、傾きが小さいランプ信号V1を選択する。コンパレータ307は、信号Vsとランプ信号V1またはV2とを比較し、AD変換を行う。
As described above, the
図8は、固体撮像素子2の駆動方法を示すタイミングチャートである。以下、図8が図4と異なる点を説明する。時刻T401〜T408の動作は、図4の動作と同様であるため、説明を省略する。メモリ313の初期値は0であり、パルス生成回路314は、ローレベルの選択パルスPRAMPを出力する。
FIG. 8 is a timing chart showing a method for driving the solid-
時刻T409では、垂直走査回路20は、転送パルスPTXをハイレベルにする。すると、転送スイッチ102は、フォトダイオード101の電荷をFD103へ転送する。また、時刻T409では、サンプリングパルスPSHがハイレベルになり、サンプリングスイッチ305がオンする。増幅MOSトランジスタ104は、FD103の電荷に基づく信号を出力線107に出力する。アンプ302は、出力線107の信号を増幅した信号Vsを容量306に出力する。
At time T409, the
時刻T410では、垂直走査回路20は、転送パルスPTXをローレベルにする。すると、転送スイッチ102は、フォトダイオード101からFD103への電荷転送を終了する。
At time T410, the
時刻T411では、サンプリングパルスPSHがローレベルになり、サンプリングスイッチ305がオフする。容量306は、アンプ302が出力する信号Vsを保持する。
At time T411, the sampling pulse PSH becomes low level, and the
時刻T412aでは、参照信号生成回路40は、参照信号Vrampとして、固定信号Vjを選択スイッチ308に出力する。選択パルスPRAMPがローレベルであるので、選択スイッチ308は、固定信号Vjをコンパレータ307に出力する。コンパレータ307は、容量306に保持されている信号Vsと、固定信号Vjとを比較する。コンパレータ307は、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低い場合には、ハイレベルの比較結果信号COMPを出力し、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧以上である場合には、ローレベルの比較結果信号COMPを出力する。
At time T412a, the reference
また、時刻T412aでは、垂直走査回路20は、選択パルスPSELをローレベルにする。すると、選択スイッチ106がオフし、増幅MOSトランジスタ104の出力ノードと出力線107との間が切断される。また、リセットパルスPC0Rがハイレベルになり、リセットスイッチ304がオンになり、アンプ302および容量301、303がリセットされる。
At time T412a, the
時刻T413aでは、ラインメモリ313は、コンパレータ307の比較結果信号COMP値を判定値Jとして保持する。判定値Jは、比較結果信号COMPがハイレベルの場合には1になり、比較結果信号COMPがローレベルの場合には0になる。パルス生成回路314は、判定値Jが1の場合には、ハイレベルの選択パルスPRAMPを出力し、判定値Jが0の場合には、ローレベルの選択パルスPRAMPを出力する。選択パルスPRAMPがローレベルの場合には、選択スイッチ308がオンし、選択スイッチ309がオフする。選択パルスPRAMPがハイレベルの場合には、選択スイッチ308がオフし、選択スイッチ309がオンする。
At time T413a, the
なお、コンパレータ307は、信号Vsの電圧が固定信号Vjの電圧より低いか否かの分解能の低い判定を行うため、信号レベルのAD変換のような高精度の判定を必ずしも必要としない。したがって、ラインメモリ313の判定値Jの確定は、信号Vsの電圧変動が静定するのを待たずに行ってもよい。
Note that since the
時刻T414aでは、参照信号生成回路40aは、ランプ信号V1及びV2をリセットする。時刻T415a〜T417aでは、参照信号生成回路40aは、傾きが小さいランプ信号V1と、傾きが大きいランプ信号V2とを生成する。選択パルスPRAMPがローレベルの場合には、コンパレータ307は、信号Vsとランプ信号V1とを比較する。選択パルスPRAMPがハイレベルの場合には、コンパレータ307は、信号Vsとランプ信号V2とを比較する。
At time T414a, the reference
時刻T415aでは、クロック生成回路50は、カウンタ310に対して、クロック信号CLKの供給を開始する。すると、カウンタ310は、カウント値のカウント動作を開始する。
At time T415a, the
例えば、選択パルスPRAMPがハイレベルの場合には、コンパレータ307は、信号Vsとランプ信号V2とを比較する。時刻T416aでは、信号Vsの電圧がランプ信号V2の電圧以上になり、コンパレータ307は、比較結果信号COMPをハイレベルからローレベルに反転させる。同様に、選択パルスPRAMPがローレベルの場合には、信号Vsの電圧がランプ信号V1の電圧以上になると、コンパレータ307は、比較結果信号COMPをハイレベルからローレベルに反転させる。比較結果信号COMPがハイレベルからローレベルになると、カウンタ310は、カウント値のカウント動作を停止する。
For example, when the selection pulse PRAMP is at a high level, the
時刻T417aでは、ラインメモリ312は、カウンタ310のカウント値Sを保持する。その後、時刻T418までの間に、カウンタ310のカウント値は、リセットされる。
At time T417a, the
時刻T418では、水平走査回路60は、水平走査信号PHの供給を開始する。すると、ラインメモリ311はカウント値Nを出力し、ラインメモリ312はカウント値Sを出力し、ラインメモリ313は判定値Jを出力する。ビットシフト回路701は、ラインメモリ311の13ビットのカウント値Nに対して、上位に1ビットの0のビットを加え、14ビットの信号Nとして減算回路702に出力する。また、ビットシフト回路701は、判定値Jが1の場合には、ラインメモリ312の13ビットのカウント値Sに対して、下位に1ビットの0のビットを加え、14ビットの信号Sとして減算回路702に出力する。また、ビットシフト回路701は、判定値Jが0の場合には、ラインメモリ312の13ビットのカウント値Sに対して、上位に1ビットの0のビットを加えるビットシフトを行い、14ビットの信号Sとして減算回路702に出力する。減算回路702は、14ビットのカウント値Sから14ビットのカウント値Nを減算し、減算値S−Nを出力する。ビット付加回路703は、減算回路702から入力された減算値S−Nに対して、1ビットの判定値Jを付加して出力する。以上が、1行分の画素信号の読み出し動作である。これを所望の行数分繰り返し、1フレーム分の画像データの読み出しを行う。
At time T418, the
(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態による画素部10および垂直走査回路20を除く固体撮像素子2の構成例を示すブロック図である。以下、図9が図3と異なる点を説明する。列回路300bは、図3の列回路300の代わりに設けられる。演算回路70bは、図3の演算回路70の代わりに設けられる。固体撮像素子2は、さらに、欠陥検出部80を有する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the solid-
列回路300bにおいて、ラインメモリ313bは、図4のラインメモリ313の代わりに設けられる。ラインメモリ313bは、判定値Jをビット付加回路703に出力する代わりに、判定値Jを欠陥検出部80に出力する。欠陥検出部80は、図6と同様の処理により、判定値Jに基づいて欠陥画素を検出し、補正フラグCを生成し、補正フラグCを信号処理回路3に出力する。演算回路70bは、図3のビット付加回路703が削除され、減算回路702を有する。減算回路702は、ラインメモリ312のカウント値Sからラインメモリ311のカウント値Nを減算し、減算値S−Nを画素信号として信号処理回路3に出力する。
In the
図10は、図9のラインメモリ313bの構成例を示すブロック図である。ラインメモリ313bは、欠陥検出部80で使用する画素領域の行数に応じたビット数のメモリである。例えば、ラインメモリ313bは、11個のラインメモリであり、例えば図5(B)〜(D)に示すように、11×11画素の判定値Jを保持する。n行目の画素信号の読み出し時、ラインメモリ313bには、n−10行目からn行目までの判定値J_n、J_n−1、…、J_n−10が格納される。欠陥検出部80は、n−10行目からn行目までの11行分の画素の判定値J_n、J_n−1、…、J_n−10を用いて欠陥画素検出を行い、検出結果の補正フラグCを、n−5行目の画素の欠陥情報として、差分信号S−Nとは別に出力する。欠陥画素の検出方法は、第1の実施形態の図5および図6を参照して説明した方法と同様である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the
公知のリアルタイムキズ検出を固体撮像素子2の内部で行う場合、欠陥画素検出に使用する行数×14ビットのラインメモリを固体撮像素子2の内部に備える必要がある。それに対し、本実施形態では、欠陥検出部80で使用する行数×1ビットのラインメモリ313bを固体撮像素子2の内部に備えればよく、公知のリアルタイムキズ検出と比較して必要なラインメモリを削減することができる。
When known real-time flaw detection is performed inside the solid-
本実施形態では、固体撮像素子2の内部で欠陥検出部80が欠陥画素の検出を行うため、全体制御・演算回路4は、判定値Jを用いた欠陥画素の検出を行わない。したがって、判定値Jは、固体撮像素子2の外部に出力されず、固体撮像素子2は、欠陥画素の検出結果の補正フラグCを出力する。また、全体制御・演算回路4は、欠陥画素検出のための検出回路を設ける必要がない。全体制御・演算回路4は、差分補正部であり、固体撮像素子2から出力された補正フラグCが1である場合、着目画素が欠陥画素であるので、着目画素の画素信号(差分)S−Nを補正する。欠陥画素の画素信号の補正方法は、同色隣接画素の信号の平均値で補完するなど、公知の欠陥補正方法を用いればよい。また、本実施形態は、第2の実施形態に適用することもできる。
In the present embodiment, since the
以上のように、欠陥検出部80は、固体撮像素子2の内部で生成された判定値Jを用いて、固体撮像素子2の内部で欠陥画素の検出を行う。したがって、本実施形態では、全体制御・演算回路4から欠陥検出回路を削減できる。
As described above, the
(第4の実施形態)
図11(A)は、本発明の第4の実施形態による固体撮像素子2の構成例を示すブロック図である。固体撮像素子2は、複数の基板1101〜1103による積層構造によって構成される。例えば、固体撮像素子2は、三層の第1〜第3の基板1101〜1103からなる積層型固体撮像素子である。以下、本実施形態が第3の実施形態と異なる点を説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 11A is a block diagram illustrating a configuration example of the solid-
図11(B)は、第1〜第3の基板1101〜1103の構成例を示すブロックである。第1の基板1101は、画素部10と、画素部10を駆動する画素駆動部21とを有する。画素部10は、2次元行列状に配置された複数の画素100を有する。画素駆動部21は、図2の垂直走査回路20に対応し、画素部10の各画素100に対して制御信号を供給する。
FIG. 11B is a block diagram illustrating a configuration example of the first to
第2の基板1102は、読み出し回路部31と、参照信号生成回路40と、クロック生成回路50とを有する。読み出し回路部31は、図2の列回路部30に対応し、複数の列回路300bを有する。複数の列回路300bの各々は、対応する画素100からのアナログ信号のレベル判定、AD変換を行い、カウント値S、Nおよび判定値Jを保持する。
The
第3の基板1103は、制御部61と、演算回路71と、欠陥検出部80と、出力部90とを有する。制御部61は、参照信号生成回路40およびクロック生成回路50の制御信号を生成し、読み出し回路部31におけるレベル判定およびAD変換動作を制御する。また、制御部61は、図2の水平走査回路60に対応し、読み出し回路部31の制御信号を生成し、読み出し回路部31から演算回路71へのカウント値S、Nおよび判定値Jの転送、および、読み出し回路部31から欠陥検出部80への判定値Jの転送を制御する。欠陥検出部80は、読み出し回路部31から転送される判定値Jを用いて、欠陥画素の検出を行う。欠陥画素の検出方法は、図5および図6を参照して説明した方法と同様である。欠陥検出部80は、検出結果を演算回路71に出力する。
The
演算回路71は、図9の演算回路70bに対応し、読み出し回路部31から出力されたカウント値SおよびNに対して減算処理を行い、画素信号S−Nを得る。また、演算回路71は、補正回路711を有する。補正回路711は、差分補正回路であり、欠陥検出部80から出力された補正フラグCが1である場合には、着目画素が欠陥画素であるので、着目画素の画素信号(差分)S−Nを補正して出力する。一方、補正回路711は、欠陥検出部80から出力された補正フラグCが0である場合には、着目画素が欠陥画素でないので、着目画素の画素信号S−Nを出力する。欠陥画素の画素信号の補正方法は、例えば、同色隣接画素の信号の平均値で補間する方法である。出力部90は、演算回路71から出力された画素信号を固体撮像素子2から出力する。
The
本実施形態では、固体撮像素子2の内部で、欠陥検出部80が欠陥画素を検出し、補正回路711が欠陥画素の補正を行う。全体制御・演算回路4は、判定値Jを用いた欠陥画素の検出、および補正を行わない。したがって、判定値Jは、固体撮像素子2の外部に出力しなくてもよい。また、全体制御・演算回路4に欠陥画素検出のための検出回路、および、欠陥画素を補正するための補正回路を設ける必要がない。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、欠陥検出部80および補正回路711は、固体撮像素子の内部で求めた判定値Jを用いて、固体撮像素子2の内部で、欠陥画素の検出、および、検出された欠陥画素の補正を行う。したがって、全体制御・演算回路4は、欠陥検出回路および欠陥補正回路を削減できる。
According to the present embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。撮像装置11は、デジタルカメラ、ビデオカメラの他、スマートフォン、タブレット、工業用カメラ、医療用カメラ等に適用可能である。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. The
2 固体撮像素子、4 全体制御・演算回路、100 画素、101 フォトダイオード、307 コンパレータ、310 カウンタ 2 solid-state imaging device, 4 overall control / arithmetic circuit, 100 pixels, 101 photodiode, 307 comparator, 310 counter
Claims (14)
第1の期間では、前記光電変換に基づく信号と、レベルが時間とともに変化する第1の参照信号とを比較し、第2の期間では、前記光電変換に基づく信号と、固定信号とを比較する比較器と、
前記第1の期間では、前記比較器の比較結果に応じた第1のカウント値のカウントを行うカウンタと、
前記カウンタの第1のカウント値を保持する第1のメモリと、
前記第2の期間では、前記比較器の比較結果を示す値を保持する第2のメモリと
を有することを特徴とする固体撮像素子。 A pixel that outputs a signal based on photoelectric conversion;
In the first period, the signal based on the photoelectric conversion is compared with the first reference signal whose level changes with time, and in the second period, the signal based on the photoelectric conversion is compared with the fixed signal. A comparator;
In the first period, a counter that counts a first count value according to a comparison result of the comparator;
A first memory for holding a first count value of the counter;
A solid-state imaging device comprising: a second memory that holds a value indicating a comparison result of the comparator in the second period.
前記比較器は、前記第3の期間では、前記リセット解除に基づく信号と、レベルが時間とともに変化する第2の参照信号とを比較し、
前記カウンタは、前記第3の期間では、前記比較器の比較結果に応じた第2のカウント値のカウントを行い、
前記カウンタの第2のカウント値を保持する第3のメモリをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 The pixel outputs a signal based on reset cancellation in the third period,
In the third period, the comparator compares the signal based on the reset release with a second reference signal whose level changes with time,
The counter counts a second count value according to the comparison result of the comparator in the third period,
The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a third memory that holds a second count value of the counter.
前記第1の参照信号は、前記第2のメモリに保持されている値に応じて、傾きが異なることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像素子。 The first period is a period after the second period;
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first reference signal has a different slope according to a value held in the second memory.
前記欠陥検出手段は、着目画素の周辺の画素についての前記第2のメモリに保持されている値のうちの前記着目画素について前記第2のメモリに保持されている値と同じ値の数が第2の閾値より少ない場合には、前記着目画素を欠陥画素として検出することを特徴とする請求項8に記載の固体撮像素子。 The pixels are a plurality of pixels arranged in a matrix,
The defect detection means has the same number of values as the values held in the second memory for the pixel of interest among the values held in the second memory for pixels around the pixel of interest. The solid-state imaging device according to claim 8, wherein the pixel of interest is detected as a defective pixel when the threshold is less than 2.
前記欠陥検出手段により検出された欠陥画素について、前記差分手段により出力された差分を補正する差分補正手段とをさらに有することを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子。 Defect detection means for detecting whether or not the pixel is a defective pixel based on a value held in the second memory;
The solid-state imaging device according to claim 3, further comprising a difference correction unit that corrects a difference output by the difference unit for the defective pixel detected by the defect detection unit.
前記固体撮像素子の前記第2のメモリに保持されている値を基に、前記画素が欠陥画素であるか否かを検出する欠陥検出手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 A solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 7,
An image pickup apparatus comprising: defect detection means for detecting whether or not the pixel is a defective pixel based on a value held in the second memory of the solid-state image pickup element.
前記固体撮像素子の前記第2のメモリに保持されている値を基に、前記画素が欠陥画素であるか否かを検出する欠陥検出手段と、
前記欠陥検出手段により検出された欠陥画素について、前記固体撮像素子の前記差分手段により出力された差分を補正する差分補正手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 A solid-state imaging device according to claim 3;
Defect detection means for detecting whether or not the pixel is a defective pixel based on a value held in the second memory of the solid-state imaging device;
An image pickup apparatus comprising: a difference correction unit that corrects a difference output by the difference unit of the solid-state image sensor for the defective pixel detected by the defect detection unit.
比較器により、第1の期間では、前記光電変換に基づく信号と、レベルが時間とともに変化する第1の参照信号とを比較し、第2の期間では、前記光電変換に基づく信号と、固定信号とを比較するステップと、
カウンタにより、前記第1の期間では、前記比較器の比較結果に応じた第1のカウント値のカウントを行うステップと、
第1のメモリにより、前記カウンタの第1のカウント値を保持するステップと、
第2のメモリにより、前記第2の期間では、前記比較器の比較結果を示す値を保持するステップと
を有することを特徴とする固体撮像素子の制御方法。 Outputting a signal based on photoelectric conversion by a pixel;
In the first period, the comparator compares the signal based on the photoelectric conversion with the first reference signal whose level changes with time, and in the second period, the signal based on the photoelectric conversion and the fixed signal And a step of comparing
Counting a first count value according to a comparison result of the comparator in the first period by a counter; and
Holding a first count value of the counter by a first memory;
And a step of holding a value indicating a comparison result of the comparator in the second period by a second memory.
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