JP2565261B2

JP2565261B2 - 固体撮像装置用画像欠陥補正装置

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Publication number: JP2565261B2
Application number: JP62261973A
Authority: JP
Inventors: 貴浅井田; 洋幸板倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-10-17
Filing date: 1987-10-17
Publication date: 1996-12-18
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Description

【発明の詳細な説明】以下、本発明を次の順序で説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ発明の概要Ｃ従来の技術Ｄ発明が解決しようとする問題点Ｅ問題点を解決するための手段Ｆ作用Ｇ実施例 G₁本発明を適用したビデオカメラの構成（第１図，第
２図） G₂CCDイメージセンサの欠陥試験（第３図） G₂メモリマップ（第４図） G₄補正信号発生回路及びその周辺回路の具体例（第５
図） G₅補正動作（第６図，第７図）Ｈ発明の効果Ａ産業上の利用分野本発明は、電荷結合素子（CCD:Charge Coupled Devic
e）等の固体撮像素子に含まれる欠陥画素からの撮像出
力に起因する画質劣化を信号処理により補正する固体撮
像装置用画像欠陥補正装置に関し、特に、固体撮像素子
に含まれる欠陥画素の位置およびその出力信号に含まれ
る欠陥成分レベルについてのデータを記憶手段から読み
出して、上記固体撮像素子の出力信号のうち上記欠陥画
素の出力信号のタイミングで欠陥補正信号を形成して上
記固体撮像素子の出力信号に加算することにより欠陥補
正を行う固体撮像装置用画像欠陥補正装置に関する。

Ｂ発明の概要本発明は、CCD等の固体撮像素子に含まれる欠陥画素
の位置およびその出力信号に含まれる欠陥成分レベルに
ついてのデータを記憶手段から読み出して、上記固体撮
像素子の出力信号のうち上記欠陥画素の出力信号のタイ
ミングで欠陥補正信号を形成して上記固体撮像素子の出
力信号に加算することにより欠陥補正を行う固体撮像装
置用画像欠陥補正装置において、上記記憶手段から読み
出したデータに基づいて形成した欠陥補正信号の信号レ
ベルを上記固体撮像素子の電荷蓄積時間に応じて制御す
ることにより、上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を変化
させた場合にも適正な欠陥補正処理を行い、画質の良好
な撮像出力信号を得ることができるようにしたものであ
る。

Ｃ従来の技術一般に、CCD等の半導体にて形成した固体撮像素子で
は、半導体の局部的な結晶欠陥等により、入射光量に応
じた撮像出力に常に一定のバイアス電圧が加算されてし
まう欠陥画素を生じ、上記欠陥画素からの撮像出力に起
因する画質劣化が有ることが知られている。上記撮像出
力に常に一定のバイアス電圧が加算されてしまう画像欠
陥は、この画像欠陥信号がそのまま処理されるとモニタ
画面上に高輝度のスポットとして現れるので白傷欠陥と
呼ばれている。

従来より、上述の如き固体撮像素子に含まれる欠陥画
素からの撮像出力に起因する画質劣化を信号処理により
補正するには、例えば、上記固体撮像素子の画素毎の欠
陥の有無を示す情報をメモリに記憶しておき、上記メモ
リの情報に基づいて、欠陥画素からの撮像出力の代わり
に、該欠陥画素の隣りの画素から得られる撮像出力にて
補間した信号を用いるようにしていた。なお、このよう
に固体撮像素子の画素毎の欠陥の有無を示す情報をメモ
リに記憶するのでは、上記固体撮像素子の総画素数に相
当する膨大な記憶容量のメモリを用いなければならない
ので、本願出願人は、画素毎に欠陥の有無を順次記憶す
る代わりに、上記固体撮像素子に含まれる欠陥画素の位
置を示すデータとして、欠陥画素間の距離を符号化して
メモリに記憶することにより、記憶容量を削減するよう
にした技術を先に提案している（特公昭60−34872号公
報参照）。

また、従来より、上記補間による補正処理では、欠陥
画素の近傍の画素にて得られる撮像出力に相関が無けれ
ば大きな補正誤差を生じてしまうので、固体撮像素子に
含まれる欠陥画素の位置およびその出力信号に含まれる
欠陥成分レベルについてのデータをメモリに記憶してお
き、上記メモリから読み出されるデータに基づいて、上
記固体撮像素子の出力信号のうち上記欠陥画素の出力信
号のタイミングで欠陥補正信号を形成して上記固体撮像
素子の出力信号に加算することにより欠陥補正を行うよ
うにした固体撮像装置用画像欠陥補正装置も提案されて
いる（特開昭60−513780公報参照。）一般に、固体撮像素子にて構成した撮像部を備える固
体撮像装置では、１フィールド期間で全ての画素から信
号電荷を読み出すフィールド読み出しモードや１フレー
ム期間で全ての画素から信号電荷を読み出すフレーム読
み出しモードにて、上記固体撮像素子から撮像出力を得
るようにしている。また、従来より、上記固体撮像素子
の有効電荷蓄積期間を制御するようにした電子シャッタ
機能が機械的なシャッタ機構に代えて付加されている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点ところで、電子シャッタ機能を付加した固体撮像装置
では、その撮像部を構成する固体撮像素子の電荷蓄積時
間が設定シャッタスピードに応じて変化されることによ
って、撮像出力に含まれる白傷欠陥信号の信号レベルす
なわち上記固体撮像素子の白傷欠陥の欠陥レベルが変化
してしまう。また、上記固体撮像素子からの信号電荷の
読み出しモードを切り換えると、例えば、第８図に示す
ように、フィールド読み出しモードにおいて電荷蓄積期
間を1/2にすると得られる信号電荷量も通常モードの1/2
になるが、フレーム読み出しモードでは有効な電荷蓄積
時間が通常モードの1/4になってしまい、同じシャッタ
スピードを設定しても、信号電荷の読み出しモードによ
り有効電荷蓄積期間が異なるために、撮像出力に含まれ
る白傷欠陥信号の信号レベルも違ってしまう。

従って、従来の画像欠陥補正装置では、固体撮像素子
に対して電荷蓄積期間を変化させた場合に、白傷欠陥補
正に誤差を生じて所謂補正傷が欠陥補正処理済の撮像出
力に残ってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上述の如き問題点に鑑み、各画素
における電荷蓄積時間を可変設定できる固体撮像素子に
て構成した撮像部を有する固体撮像装置において、欠陥
画素データに基づいて形成した欠陥補正信号の信号レベ
ルを上記固体撮像素子の電荷蓄積時間に応じて制御し
て、上記固体撮像素子の電荷蓄積時間を変化させた場合
にも適正な欠陥補正処理を行い、画質の良好な撮像出力
信号を得ることができるようにした新規な構成の固体撮
像装置用画像欠陥補正装置を提供するものである。

Ｅ問題点を解決するための手段本発明に固体撮像装置用画像欠陥補正装置は、上述の
如き従来の問題点を解決するために、複数の画素を有
し、各画素における電荷蓄積時間を可変設定できる固体
撮像素子にて構成した撮像部を有する固体撮像装置にお
いて、上記固体撮像素子に含まれる欠陥画素の位置およ
びその出力信号に含まれる欠陥成分レベルのデータを記
憶した記憶手段と、上記記憶手段から読み出したデータ
に基づいて、上記固体撮像素子の出力信号のうち欠陥画
素の出力信号のタイミングで欠陥補正信号を発生する補
正信号発生手段と、上記補正信号発生手段よりの欠陥補
正信号の信号レベルを上記固体撮像素子の設定された電
荷蓄積時間に応じて制御する制御手段と、上記制御手段
にて信号レベルを制御した欠陥補正信号を上記固体撮像
素子の出力信号に加算して欠陥補正を行う補正手段とを
設け、上記固体撮像素子の各画素における電荷蓄積時間
に応じて信号レベルを制御した欠陥補正信号を上記固体
撮像素子の出力信号に加算して欠陥補正を行うことを特
徴としている。

Ｆ作用本発明に係る固体撮像装置用画像欠陥補正装置では、
補正信号発生手段が記憶手段から読み出したデータに基
づいて固体撮像素子の出力信号のうち欠陥画素の出力信
号のタイミングで発生する欠陥補正信号のの信号レベル
を制御手段にて上記固体撮像素子の設定された電荷蓄積
時間に応じて制御し、上記信号レベルを制御した欠陥補
正信号を加算手段にて上記固体撮像素子の出力信号に加
算することにより欠陥補正処理を行う。

Ｇ実施例以下、本発明の一実施例について、図面に従い詳細に
説明する。

G₁ビデオカメラの構成第１図のブロック図に示す実施例は、撮像光学系１に
より撮像光を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色成
分に色分解した被写体像が撮像面上に結像される三枚の
固体イメージセンサにて構成される三板式の撮像部２に
てカラー撮像を行うカラービデオカメラに本発明を適用
したものである。

この実施例において、上記撮像部２を構成する固体イ
メージセンサとしては、例えば、第２図に示すように、
マトリクス状に配設された各々画素に対応する多数の受
光部Ｓと、この各受光部Ｓの一側に縦方向に沿って設け
られた垂直転送レジスタ部VRと、各垂直転送レジスタ部
VRの各終端側に設けられた水平転送レジスタ部HRから成
り、各受光部Ｓに得られる受光光量に応じた信号電荷を
１フィールド期間毎あるいは１フレーム期間毎にそれぞ
れ各垂直ライン毎に対応する各垂直転送レジスタ部VRに
転送し、上記各垂直転送レジスタ部VRを通じて上記信号
電荷を水平転送レジスタ部HRに転送して、この水平転送
レジスタ部HRより一水平ライン毎の信号電荷を撮像出力
として取り出すようした３枚のインターライントランス
ファ型のCCDイメージセンサ2R,2G,2Bが用いられてい
る。

上記撮像部２の駆動回路３には、第１図に示すシンク
ジェネレータ４にて与えられる同期信号SYNCに同期した
垂直転送パルスφ_Ｖや水平転送パルスφ_Ｈがタイミング
ジェネレータ５から供給されているとともに、上記CCD
イメージセンサ2R,2G,2Bの各受光部Ｓに得られる受光光
量に応じた信号電荷を１フィールド期間中に全て読み出
すフィールド読み出しモードと上記各受光部Ｓに得られ
る信号電荷を１フレーム期間で全て読み出すフレーム読
み出しモードを指定する読み出しモードの指定信号や、
上記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの電荷蓄積時間を制御
して所謂電子シャッタのスピードを制御するシャッタ制
御信号等がシステムコントローラ６から供給されてい
る。

ここで、上記撮像部２を構成するCCDイメージセンサ2
R,2G,2Bは、1/30秒の電荷蓄積時間を有するフレーム読
み出しモードに対し、電荷蓄積時間が1/60秒のフィール
ド読み出しモードでは、電荷蓄積量が上記フレーム読み
出しモードの1/2になるので、垂直方向に隣接する２個
の受光部Ｓにて得られる信号電荷を加えて読み出すこと
により、上記フレーム読み出しモードと感度を同等にし
ている。

上記三枚のCCDイメージセンサ2R,2G,2Bにて構成した
撮像部２にて得られるRGB3チャンネルのカラー撮像出力
（S_R），（S_G），（S_B）は、前置増幅器７から補正信号
加算回路８を介して信号処理系９に供給され、上記補正
信号加算回路８にて欠陥補正処理が施されてから、上記
信号処理系９にてガンマ補正やシェーディング補正等と
ともにプロセス処理が施されてCCIR（国際無線通信諮問
委員会）やEIA（アメリカ電子工業会）で規格化された
所定の標準テレビジョン方式に適合するビデオ信号（S
_OUT）に変換して出力される。

また、この実施例では、上記CCDイメージセンサ2R,2
G,2Bについて、予め欠陥画素の位置，欠陥の種類および
欠陥のレベル等を解析する欠陥試験を行って、これらの
データを補正データとしてメモリ10に記憶してあり、補
正信号発生回路11にて上記メモリ10から読み出される補
正データに基づいて上記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの
欠陥画素の出力信号のタイミングで白傷欠陥補正信号
（W_CP），黒傷欠陥補正信号（B_CP），白シェーディング
補正信号（W_SH）や黒シェーディング補正信号（B_SH）等
を形成して、これ等の補正信号（W_CP），（B_CP），（W
_SH），（B_SH）を補正信号切換回路12を介して上記補正
信号加算回路８や上記信号処理系９に供給することによ
り、上記補正信号加算回路８や上記信号処理系９にて画
像欠陥を補正するようになっている。

さらに、上記撮像部２には温度センサ13を設けてあ
り、上記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの温度を検出し
て、欠陥レベルに温度依存性のある白傷欠陥と黒シュー
ディングに対する各補正信号（W_CP），（B_SH）には上記
温度センサ12による検出出力に基づいてそれぞれ温度補
正回路14,15にて温度補正処理を施すようにしている。
また、上記温度センサ13による検出出力にて示される上
記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの温度は、アナログ・デ
ジタル（A/D）変換器16にてデジタル化してアドレスデ
ータとして上記メモリ10に供給されている。

G₂CCDイメージセンサの欠陥試験上記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bについての欠陥試験
は、画像欠陥の現れ易い常温より高い試験温度にて行わ
れる。上記欠陥試験では、例えば、第３図に示すよう
に、上記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの白傷欠陥画素や
黒傷欠陥画素等の各位置A₁,A₂・・・を確認して、その
欠陥の種類およびレベルl₁,l₂・・・を検出するととも
に、各欠陥画素の位置データを次のように得るようにし
ている。すなわち、基準点A₀から数えて最初の欠陥画素
位置A₁は上記基準点A₀からの距離d₁を符号化して所定ビ
ットのデジタルデータにて表し、また、他の欠陥画素位
置A_n（ｎは任意の整数）はその１つ前の欠陥画素位置A
_n-1からの距離d_nをそれぞれ符号化して所定ビットのデ
ジタルデータにて表し、さらに、第３図の例における相
対距離がｄの第１の欠陥画素位置A₁と第２の欠陥画素位
置A₂との間のダミーの欠陥画素位置A_DM1のように、任意
の欠陥画素から次の欠陥画素までの相対距離が大き過ぎ
て上記所定ビットのデジタルデータでは表すことのでき
ない場合には、それらの欠陥画素間にダミーの欠陥画素
を設定して、上記相対距離ｄを第１の欠陥画素位置A₁か
らダミーの欠陥画素位置A_DM1までの距離d₂と該ダミーの
欠陥画素位置A_DM1から第２の欠陥画素位置A₂までの距離
d₃とに分割してそれぞれ上記所定ビットのデジタルデー
タにて表すようにする。

ここで、上記CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの欠陥画素
の位置A₁,A₂・・・を２次元の絶対アドレスにて表す
と、例えば、水平方向に10ビット，垂直方向に10ビット
の計20ビットのアドレスデータを必要とするが、上述の
ように欠陥画素位置A_n（ｎは任意の整数）をその１つ前
の欠陥画素位置A_n-1からの距離d_nをそれぞれ符号化して
所定ビットのデジタルデータにて表す相対アドレスを採
用することにより、上記相対アドレスの最大値を表すの
に必要なビット数にアドレスデータを圧縮することがで
き、例えば12ビットの相対アドレスデータとして１つの
欠陥画素の位置に対して８ビットのデータ圧縮となる。
また、12ビットの相対アドレスデータにて表すことので
きる相対距離を、例えば最大4.5ラインとして、ある欠
陥画素位置A_nから次の欠陥画素位置A_n+1までの相対距離
d_nが4.5ライン以上離れている場合には、上記相対距離d
_nを分割して4.5ライン以内となるように、上記欠陥画素
位置A_n,A_n+1間に１個あるいは複数個のダミーの欠陥画
素位置A_DMを設定することにより、12ビットの相対アド
レスデータにて欠陥画素位置A_n+1を表すことができる。
このように、任意の欠陥画素位置A_nから次の欠陥画素位
置A_n+1までの相対距離d_nが大き過ぎて上記所定ビットの
デジタルデータでは表すことのできない場合に、それら
の欠陥画素間にダミーの欠陥画素を設定して相対距離d_n
を分割することにより、全ての欠陥画素位置を所定ビッ
トのデジタルデータにて表すことができるようになる。
なお、上記ダミーの欠陥画素位置A_DM1は、上記CCDイメ
ージセンサ2R,2G,2Bから読み出される撮像出力信号のブ
ランキング期間BLK内に設定することにより、上記撮像
出力信号の品質に悪影響を及ぼすことがないようにする
ことができる。

G₃メモリマップこの実施例において、上記メモリ９は、第４図のメモ
リマップに示してあるように、０番地から4095番地まで
のフィールド読み出し領域ARFDと4096番地から8191番地
までのフレーム読み出し領域ARFMに分け、さらに、各読
み出し領域ARFD,ARFMをそれぞれ最小補正振幅データ領
域ARSA,補正データ領域ARCM,シャッタスピードデータ領
域ARSSに分割して使用されている。

上記最小補正振幅データ領域ARSAには、上記CCDイメ
ージセンサ2R,2G,2Bの撮像出力に対して、温度やシャッ
タ・スピード等の撮像条件に応じて補正処理を施すべき
最小補正振幅を示すＮ個の最小補正振幅データ（DSA）
が書き込まれている。上記最小補正振幅データ（DSA）
は、RGB各チャンネルの最小補正振幅データ（DSAR），
（DSAG），（DSAB）にそれぞれ４ビット使用し、サイク
ル時間データに２ビット使用し、残りの２ビットを未使
用とした２バイトのデータにて構成されている。

また、上記補正データ領域ARCMには、上記CCDイメー
ジセンサ2R,2G,2Bについて上述の欠陥試験を行って得ら
れた補正データ（DCM）が書き込まれている。上記補正
データ（DCM）は、欠陥のレベルに応じた８ビットの振
幅データ（DCMA）、欠陥の種類を示す２ビットのモード
セレクトデータ（DMS）、補正チャンネルを示す２ビッ
トのカラーコードデータ（DCC）と、次の欠陥画素位置
までの距離を示す12ビットの相対アドレスデータ（RAD
R）による３バイトのデータにて構成されている。この
補正データ（DCM）には、上述のダミーの欠陥画素につ
いての補正データ（DCM′）も含まれている。

さらに、上記シャッタスピードデータ領域ARSSには、
電子シャッタの設定シャッタスピードを示す４ビットの
シャッタスピードデータを３ビットデータに変換するシ
ャッタデータ（SHD）と、上記補正データ領域ARCMの開
始番地すなわち2N番地を示す12ビットのファーストアド
レスデータ（FADR）とからなる２バイトのデータが15個
書き込まれている。

G₄補正信号発生回路及びその周辺回路の具体例この実施例において、上記補正信号発生回路11は、そ
の周辺回路とともに具体例を第５図に示してあるよう
に、上記メモリ10から読み出される各種データが供給さ
れる７個のラッチ回路21,22,23,24,25,26,27とストロー
ブ発生回路28を備えている。

上記補正信号発生回路11は、上記システムコントロー
ラ６に設定される動作モードで撮像動作を行う場合に、
１フィールドあるいは１フレーム毎のブランキング期間
中に初期設定動作を行い、上記システムコントローラ６
に設定されたシャッタスピード等の撮像動作条件および
上述の温度センサ13からA/D変換器16を介して与えられ
る温度データに応じて、上記メモリ10の最小補正振幅デ
ータ領域RASAから読み出されるRGB各チャンネルの最小
補正振幅データ（DSAR），（DSAG），（DSAB）を第１な
いし第３のラッチ回路21,22,23にラッチするとともに、
上記メモリ10のシャッタスピードデータ領域ARSSから読
み出されるシャッタデータ（SHD）を第４のラッチ回路2
4にラッチし、さらに、上記シャッタスピードデータ領
域ARSSから読み出されるファーストアドレスデータ（FA
DR）に基づいて上記ストローブ発生回路28がアドレスカ
ウンタ40にて上記メモリ10の補正データ領域ARCMの先頭
すなわち2N番地から補正データ（DCM）_１を読み出させ
て、原点A₀から最初の欠陥画素位置A₁までの距離を示す
相対アドレスデータ（RADR）を上記ストローブ発生回路
28にラッチするとともに、その振幅データ（DDCMA）、
カラーコードデータ（DCC）およびモードセレクトデー
タ（DMS）を第５ないし第７のラッチ回路25,26,27にラ
ッチする。

そして、上記ストローブパルス発生回路28は、上記初
期設定動作を終了して補正動作状態に入ると、上記初期
設定動作にてラッチした相対アドレスデータ（RADR）に
基づいて最初の欠陥画素位置A₁のタイミングでストロー
ブパルスを出力して、上記アドレスカウンタ40をインク
リメントして上記メモリ10の補正データ領域ARCMから次
の補正データ（DCM）_２を読み出して、次の欠陥画素位
置A₁までの距離を示す相対アドレスデータを該ストロー
ブ発生回路28にラッチするとともに、その振幅データ
（MCMA）、カラーコードデータ（DCC）およびモードセ
レクトデータ（DMS）を上記第５ないし第７のラッチ回
路25,26,27にラッチし、各欠陥画素位置A_Nのタイミング
でストローブパルスを順次に出力する動作を行う。

上記第１ないし第３のラッチ回路21,22,23は、上記メ
モリ10の最小補正振幅データ領域ARSAから読み出される
RGB各チャンネルの最小補正振幅データ（DSAR），（DSA
G），（DSAB）をラッチし、上記最小補正振幅データ（D
SAR），（DSAG），（DSAB）をセレクタ29を介してコン
パレータ30に供給する。

また、上記第４のラッチ回路24は、上記メモリ10のシ
ャッタスピードデータ領域ARSSから読み出されるシャッ
タデータ（SHD）をラッチし、上記シャッタデータ（SH
D）を制御データとしてビットシフト回路31に供給す
る。

さらに、上記第５ないし第７のラッチ回路25,26,27
は、上記メモリ10の補正データ領域ARCMから読み出され
る補正データ（DCM）のうちの振幅データ（DCMA）、カ
ラーコードデータ（DCC）およびモードセレクトデータ
（DMS）をラッチするようになっている。

そして、上記第５のラッチ回路25にラッチされた振幅
データ（DCMA）は、上記コンパレータ30に供給されると
ともに、直接および上記ビットシフト回路31を介して第
１のスイッチ回路32に供給され、該第１のスイッチ回路
32からデジタル・アナログ（D/A）変換器33に供給され
る。上記第６のラッチ回路26にラッチされたカラーコー
ドデータ（DCC）は、上記セレクタ29に制御データとし
て供給されるとともに、後述する第１のデコーダ43に制
御データとして供給される。さらに、上記第７のラッチ
回路27にラッチされたモードセレクトデータ（DMS）
は、上記第１のスイッチ回路32に制御データとして供給
されるとともに、後述する第２のスイッチ回路41および
第２のデコーダ47にそれぞれ制御データとして供給され
る。

上記セレクタ29は、上記第１ないし第３のラッチ回路
21,22,23にラッチされているRGB各チャンネルの最小補
正振幅データ（DSAR），（DSAG），（DSAB）について、
上記第６のラッチ回路26から制御データとして供給され
るカラーコードデータ（DCC）にて指定されるRGBいずれ
かのチャンネルの最小振幅補正データ（DSA）を選択し
て上記コンパレータ30に供給する。上記コンパレータ30
は、上記セレクタ29にて選択された最小補正振幅データ
（DSA）と、上記第５のラッチ回路25にラッチされてい
る振幅データ（DCMA）との比較を行い、その比較出力を
制御データとして第３のスイッチ回路42に供給し、上記
振幅データ（DCMA）が上記最小振幅データ（DSA）より
も大きい場合に上記第３のスイッチ回路42を閉成させ
る。

また、上記ビットシフト回路31は、上記第５のラッチ
回路25から供給される振幅データ（DCMA）について、上
記第４のラッチ回路24から制御データとして供給される
シャッタデータ（SHD）に応じて、例えば第１表に示す
ようなビットシフト処理を施し、ビットシフト処理済の
振幅データ（DCMA）を上記第１のスイッチ回路32を介し
て上記D/A変換器34に供給する。

上記第１のスイッチ回路32は、上記第７のラッチ回路
27から供給されるモードセレクトデータ（DMS）を制御
データとして、上記モードセレクトデータ（DMS）が白
傷欠陥モードを示している場合に上記ビットシフト回路
31を選択し、他の欠陥モードの場合には上記第５のラッ
チ回路25を選択するように制御される。

そして、上記D/A変換器33は、上記第１のスイッチ回
路32を介して供給される振幅データ（DCMA）をアナログ
化する。上記D/A変換器33にて得られるアナログ振幅信
号は、第１および第２のレベル調整回路34,35に供給さ
れているとともに第１および第２の温度補正回路14,15
に供給され、これらの回路34,35,14,15から第１ないし
第４の信号切換回路36,37,38,39を介して各種振幅補正
信号として線的に出力されるようになっている。

また、上記ストローブ発生回路28は、上記メモリ10の
シャッタスピードデータ領域ARSSから読み出されるファ
ーストアドレスデータ（FADR）および上記メモリ10の補
正データ領域ARCMから読み出される補正データ（DCM）
のうちの相対アドレスデータ（RADR）に基づいて、上記
撮像部２を構成している各CCDイメージセンサ2R,2G,2B
の各欠陥画素位置A₁,A₂・・・に対応するタイミングで
ストローブパルスを発生して、このストローブパルスを
第２のスイッチ回路41から直接および第３のスイッチ42
を介して第１のデコーダ43に供給するとともに、上記フ
ァーストアドレスデータや相対アドレスデータを上記メ
モり10のアドレスカウンタ40にプリセットするようにな
っている。

上記第２のスイッチ回路41は、上記第７のラッチ回27
から供給されるモードセレクトデータ（DMS）を制御デ
ータとして、上記モードセレクトデータ（DMS）が白傷
欠陥モードを示している場合に上記第３のスイッチ回路
42を選択し、他の欠陥モードの場合には上記第１のデコ
ーダ43を選択するように制御され、白傷欠陥モードのス
トローブパルスを上記第３のスイッチ回路42を介して上
記第１のデコーダ43に供給し、他の欠陥モードのストロ
ーブパルスを上記第１のデコーダ43に直接供給する。ま
た、上記第３のスイッチ回路42は、上記コンパレータ30
の出力を制御データとして開閉制御されることにより、
上記第５のラッチ回路25にラッチされている振幅データ
（DCMA）が上記セレクタ29にて選択された最小補正振幅
データ（DSA）よりも大きい場合にだけ、上記第２のス
イッチ回路41を介して供給される白傷欠陥モードのスト
ローブパルスを上記第１のデコーダ43に供給する。

上記第１のデコーダ43は、上記第６のラッチ回路26か
ら制御データとして供給される２ビットのカラーコード
データ（DCC）にて、第２表に示すように選択指定され
るRGBいずれかチャンネルあるいは全チャンネルのＤ型
フリップフロップ44,45,46を介して上記ストロブパルス
を上記第２のデコーダ47に供給する。

上記各Ｄ型フリップフロップ44,45,46は、上述のCCD
イメージセンサ2R,2G,2Bにて得られる撮像出力の各色成
分すなわちRGB各チャンネルの位相に合ったクロックパ
ルス（φ_Ｒ），（φ_Ｇ），（φ_Ｂ）が上記タイミングジ
ェネレータ５から各クロック入力端に供給されており、
上記第１のデコーダ43から供給されるストローブパルス
について、上記クロックパルス（φ_Ｒ），（φ_Ｇ），
（φ_Ｂ）にて位相合わせを行う。

ここで、上記緑（Ｇ）撮像用のCCDイメージセンサ2G
を他のCCDイメージセンサ2R,2Bに対して1/2絵素だけず
らして設置する空間絵素ずらし法を採用して上記撮像部
２を構成している場合には、上記クロックパルス
（φ_Ｒ），（φ_Ｇ），（φ_Ｂ）のうちＧチャンネル用の
クロックパルス（φ_Ｇ）を他のR,Bチャンネルのクロッ
クパルス（φ_Ｒ），（φ_Ｂ）と逆相とすることによって
対応することができる。

上記第２のデコーダ47は、上記第７のラッチ回路27か
ら制御データとして供給される２ビットのモードセレク
トデータ（DMS）にて、第３表に示すように指定される
補正モードに応じた選択制御データを上記ストローブパ
ルスから形成して、上記第１ないし第４の補正信号切換
回路36,37,38,39の各制御入力端に与える。

そして、上記第１ないし第４の補正信号切換回路36,3
7,38,39は、上記D/A変換器33から上記第１あるいは第２
のレベル調整回路34,35または上記第１あるいは第２の
温度補正回路14,15を介して出力される各アナログ振幅
信号を上記第２のデコーダ47による選択制御データに応
じて次のように切り換えた各種補正信号として出力す
る。

すなわち、上記モードセレクトデータ（DMS）が〔L
L〕で白傷欠陥モードを示しているときには上記第３の
補正信号切換回路38が上記D/A変換器33から上記第１の
温度補正回路14を介して出力されるアナログ振幅信号を
白傷欠陥補正信号（W_CP）として、上記カラーコードデ
ータ（DCC）にて示されているRGBチャンネルに選択的に
出力する。また、上記モードセレクトデータ（DMS）が
〔LH〕で黒傷欠陥モードを示しているときには、上記第
１の補正信号切換回路36が上記D/A変換器33から上記第
１のレベル調整回路34を介して出力されるアナログ振幅
信号を黒傷欠陥補正信号（B_CP）として、上記カラーコ
ードデータ（DCC）にて示されているRGBチャンネルに選
択的に出力する。さらに、上記モードセレクトデータ
（DMS）が〔HL〕で黒シェーディングモードを示してい
るときには上記第４の補正信号切換回路39が上記D/A変
換器33から上記第２の温度補正回路15を介して出力され
るアナログ振幅信号を黒シェーディング補正信号
（B_SH）として、上記カラーコードデータ（DCC）にて示
されているRGBチャンネルに選択的に出力する。さらに
また、上記モードセレクトデータ（DMS）が〔HH〕で白
シェーディングモードを示しているときには上記第２の
補正信号切換回路37が上記D/A変換器33から上記第２の
レベル調整回路35を介して出力されるアナログ振幅信号
を白シェーディング補正信号（W_SH）として、上記カラ
ーコードデータ（DCC）にて示されているRGBチャンネル
に選択的に出力する。

さらに、この実施例において、上記メモリ10の補正デ
ータ領域ARCMから補正データ（DCM）を読み出して、上
述のように各種補正信号（W_CP），（B_CP），（W_SH），
（B_SH）を形成する際に、第６図に示すように、上記撮
像部２を構成している各CCDイメージセンサ2R,2G,2Bの
各欠陥画素からの信号電荷の読み出しタイミングすなわ
ち上記補正データ（DCM）の読み出しタイミング（t_R）
を含んでその前後数10クロックの期間（T_R）以外は、上
記メモリ10に供給する電源の遮断あるいはパワーセーブ
制御を行う。これにより、上記メモリ10による不要な電
力消費を防止して、低消費電力化を図るようにしてい
る。

G₅補正動作そして、この実施例において、上記撮像部２にて得ら
れるRGB各チャンネルのカラー撮像出力（S_R），
（S_G），（S_B）は、上記D/A変換器33から出力されるア
ナログ振幅信号について、上記補正信号切換回路12を構
成している上記第１および第３の補正信号切換回路36,3
8にて各欠陥画素位置A₁,A₂・・・のタイミングで欠陥モ
ードに応じて切り換え選択することによって得られる白
傷欠陥補正信号（W_CP）や黒傷欠陥補正信号（B_CP）が、
上記補正信号加算回路８にて加算されることによって、
白傷欠陥および黒傷欠陥による画像欠陥の補正処理が施
される。

上記第１の補正信号切換回路36にて選択される白傷欠
陥補正信号（W_CP）は、第７図に示すように、上記D/A変
換器33から出力されるアナログ振幅信号の振幅（l_W）に
ついて、上記撮像部２を構成している各CCDイメージセ
ンサ2R,2G,2Bの温度を検出する上記温度センサ13による
検出出力が供給されている上記第１の温度補正回路14に
て温度補正処理を施すことによって、実際の撮像状態に
おける動作温度で白傷欠陥を最適補正する振幅（l_W′）
としてから、上記撮像部２にて得られる撮像出力に上記
補正信号加算回路８にて加算することによって、温度依
存性のある白傷欠陥を最適補正することができる。

ここで、上記温度依存性のある白傷欠陥の欠陥レベル
は、常温では極めて小さく欠陥として問題とならないレ
ベルにあり、高温になるに従って指数関数的に大きくな
るので、上記白傷欠陥補正信号（W_CP）に温度補正処理
を施す上記第１の補正回路14等に補正誤差が有ると、上
記白傷欠陥補正信号（W_CP）による白傷欠陥補正に過補
正や未補正を生じて所謂補正傷が欠陥補正処理済の撮像
出力に残ってしまうことになる。そこで、この実施例で
は、上述の初期設定動作によりシャッタスピードや動作
温度等のデータをアドレスデータとして上記メモリ10の
最小補正振幅データ領域ARSAから読み出される最小補正
振幅データ（DSA）を上記補正信号発生回路11の第１な
いし第３のラッチ回路21,22,23にラッチしておき、実際
の撮像動作中に上記メモリ10の補正データ領域ARCMから
読み出される補正振幅データ（DCMA）が上記最小補正振
幅データ（DSA）よりも小さく、白傷欠陥補正による補
正傷が問題になるような欠陥レベルの小さな白傷欠陥に
対しては補正処理を施さないようにして、欠陥レベルの
大きな白傷欠陥だけに選択的に補正処理を施すことによ
り、上記白傷欠陥補正処理をより有効なものとしてい
る。

また、この実施例では、上記撮像部２の各CCDイメー
ジセンサ2R,2G,2Bの電荷蓄積時間を制御する電子シャッ
タ機能を付加してあるので、上記電荷蓄積時間すなわち
シャッタスピードに応じて撮像出力に含まれる白傷欠陥
信号の信号レベル変化に対応させるために、上述の初期
設定動作により上記補正信号発生回路11の第４のラッチ
回路24にラッチされるシャッタデータに基づいてビット
シフト回路31にて、実際の撮像動作中に上述の第１表に
示したビットシフト処理を上記補正振幅データ（DCMA）
に施すことにより、設定されたシャッタスピードに白傷
欠陥補正信号（W_CP）のゲインを対応させて、常に最適
な白傷欠陥補正処理を行うようにしている。

なお、設定されたシャッタスピードに白傷欠陥補正信
号（W_CP）のゲインを対応させるには、上記ビットシフ
ト回路31以外にも、例えば、シャッタスピードすなわち
電荷蓄積時間を係数として上記白傷欠陥補正信号
（W_CP）にデジタル的あるいはアナログ的に乗算処理を
施す乗算器を設けるようにしても良い。

さらに、この実施例では、上記撮像部２の各CCDイメ
ージセンサ2R,2G,2Bからの信号電荷の読み出しモードに
切り換えによる電荷蓄積時間の変化に対応させるため
に、上記メモリ10にフィールド読み出し領域ARFDとフレ
ーム読み出し領域ARFMを設け、各読み出しモードにおけ
る最小補正振幅データ（DSA），補正データ（DCMやシャ
ッタデータ（SHD）等を予め書き込んでおいて、実際に
設定された読み出しモードに対応する上記フィールド読
み出し領域ARFDあるいはフレーム読み出し領域ARFMから
データを読み出して、上述の初期設定動作および補正動
作を行うことにより、どちらの読み出しモードでも最適
な欠陥補正処理を行うことができるようにしている。

また、この実施例では、上述のようにして白傷欠陥お
よび黒傷欠陥による画像欠陥の補正処理を施した撮像出
力について、上記信号処理系９において上記補正信号切
換回路12を構成している上記第２および第４の補正信号
切換回路36,38にて上記D/A変換器33から出力されるアナ
ログ振幅信号を欠陥モードに応じて切り換え選択するこ
とによって得られる黒シェーディング補正信号（B_SH）
や白シェーディング補正信号（W_SH）を用いてシェーデ
ィング補正処理が施される。

上記第４の補正信号切換回路39にて選択される黒シェ
ーディング補正信号（B_SH）は、上記D/A変換器33から出
力されるアナログ振幅信号の振幅について、上記温度セ
ンサ13による検出出力が供給されている上記第２の温度
補正回路15にて温度補正処理を施すことによって、実際
の撮像状態における動作温度で黒シェーディングを最も
少ない状態に補正することができる。

Ｈ発明の効果本発明に係る固体撮像装置用画像欠陥補正装置では、
補正信号発生手段が記憶手段から読み出したデータに基
づいて固体撮像素子の出力信号のうち欠陥画素の出力信
号のタイミングで発生する欠陥補正信号のの信号レベル
を制御手段にて上記固体撮像素子の設定された電荷蓄積
時間に応じて制御し、上記信号レベルを制御した欠陥補
正信号を加算手段にて上記固体撮像素子の出力信号に加
算することにより欠陥補正処理を行うので、各画素にお
ける電荷蓄積時間を可変設定できる固体撮像素子にて構
成した撮像部を有する固体撮像装置において、上記固体
撮像素子の電荷蓄積時間を変化させた場合にも適正な欠
陥補正処理を行い、画質の良好な撮像出力信号を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したビデオカメラの構成を示すブ
ロック図であり、第２図は上記ビデオカメラの撮像部を
構成するCCDイメージセンサの構造を示す模式図であ
り、第３図は上記CCDイメージセンサの画素欠陥とその
撮像出力を説明するための模式図であり、第４図は上記
CCDイメージセンサの画素欠陥についてのデータを記憶
するメモリのメモリマップであり、第５図は上記メモリ
から補正データを読み出して各種補正信号を形成する補
正信号発生回路の具体的な構成をその周辺回路とともに
示すブロック図である。第６図は補正信号発生回路によ
る上記メモリのパワーセーブ制御動作を示すタイミング
チャートであり、第７図は上記補正信号発生回路にて形
成した補正信号を用いた欠陥補正処理動作を説明するた
めの波形図である。第８図は一般的な固体撮像装置の撮像部を構成するCCD
イメージセンサにおいて行われている信号電荷のフィー
ルド読み出しモードおよびフレーム読み出しモードにけ
る電荷蓄積時間および電荷蓄積量の関係を説明するため
の波形図である。２……撮像部 2R,2G,2B……CCDイメージセンサ３……CCD駆動回路４……シンクジェネレータ５……タイミングジェネレータ６……システムコントローラ８……補正信号加算回路 10……メモリ 11……補正信号発生回路 12……補正信号切換回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素を有し、各画素における電荷蓄
積時間を可変設定できる固体撮像素子にて構成した撮像
部を有する固体撮像装置において、上記固体撮像素子に含まれる欠陥画素の位置およびその
出力信号に含まれる欠陥成分レベルのデータを記憶した
記憶手段と、上記記憶手段から読み出したデータに基づいて、上記固
体撮像素子の出力信号のうち欠陥画素の出力信号のタイ
ミングで欠陥補正信号を発生する補正信号発生手段と、上記補正信号発生手段よりの欠陥補正信号の信号レベル
を上記固体撮像素子の設定された電荷蓄積時間に応じて
制御する制御手段と、上記制御手段にて信号レベルを制御した欠陥補正信号を
上記固体撮像素子の出力信号に加算して欠陥補正を行う
補正手段とを設け、上記固体撮像素子の各画素における電荷蓄積時間に応じ
て信号レベルを制御した欠陥補正信号を上記固体撮像素
子の出力信号に加算して欠陥補正を行うことを特徴とす
る固体撮像装置用画像欠陥補正装置。