JP2939993B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JP2939993B2 JP1110304A JP11030489A JP2939993B2 JP 2939993 B2 JP2939993 B2 JP 2939993B2 JP 1110304 A JP1110304 A JP 1110304A JP 11030489 A JP11030489 A JP 11030489A JP 2939993 B2 JP2939993 B2 JP 2939993B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラに使用して好適なCCD(電荷
結合素子)等を使用した固体撮像装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、ビデオカメラ等に使用される固体撮像装置
において、テストモード時、固体撮像素子の読出しを停
止すると共に固体撮像素子の欠陥補正信号をテスト信号
に加算するのを防止するようにして、良好なテストが行
われるようにしたものである。
〔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、この欠陥画素からの撮像出力に起
因する画質劣化を生じることが知られている。この撮像
出力に常に一定のバイアス電圧が加算されてしまう画素
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、固体撮像素子の画素毎の欠陥の
有無及び欠陥量を示す情報をメモリに記憶しておき、こ
のメモリの情報に基づいて、欠陥画素からの撮像出力に
欠陥量に相当するレベル信号を重畳することが行われて
いた(特願昭62−265954号参照)。
一方、このような固体撮像装置を使用したビデオカメ
ラは、実際の使用時に、固体撮像素子からの撮像出力の
代わりにテスト信号を信号処理回路に供給するテストモ
ードとして、各回路のゲイン、ガンマ補正等の各種信号
処理状態の調整をこのテストモードで行うことがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来のビデオカメラでは常時画素欠陥の補
正を行うので、このようなテストモードでの調整を行う
ときにも画素欠陥補正動作が行われてしまう。ところ
が、テスト信号は撮像信号ではないので、画素欠陥によ
るレベルの変化のない完全な信号であり、画素欠陥補正
が行われると逆に補正分だけ信号レベルが基準レベルか
ら変化し、乱れたテスト信号になってしまい、各回路の
調整量がずれる虞れがあると共に、テスト信号をモニタ
させたとき欠陥画素に相当する補正点が画像にあらわ
れ、見苦しい画像になってしまう不都合があった。
本発明は斯かる点に鑑み、テスト信号に悪影響を及ぼ
さない固体撮像装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の固体撮像装置は、固体撮像素子の出力信号と
テスト信号とをモード切換信号に応じて選択的に信号処
理回路に供給するようになした固体撮像装置において、
通常撮像時には、上記固体撮像素子よりの出力信号に対
して信号処理を施す信号処理回路に画素欠陥による画像
欠陥を補正する補正信号が供給され、テストモード時に
は、上記固体撮像素子よりの出力信号に替えて、上記テ
スト信号が上記画素欠陥に基づいて補正されることなく
上記信号処理回路に供給され、上記モード切換信号に応
じて上記出力信号と上記テスト信号との上記信号処理回
路への供給経路、および上記信号処理回路における信号
処理を切り換え制御する切り替え制御手段を設けたもの
である。
〔作用〕
斯かる構成によると、テストモード時には撮像信号に
代わるテスト信号がそのまま信号処理回路(7),
(8),(9)に供給されるようになり、完全なテスト
信号による各回路の確実な調整が行われると共に、テス
ト信号の受像画像が補正信号により乱れない。
〔実施例〕 以下、本発明の固体撮像装置の一実施例を、添付図面
を参照して説明しよう。
本例においては、第1図に示す如く、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
適用したものである。
この実施例において、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、
マトリッ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、各垂直転送レジスタ部VRを通じて信号電荷を
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1水平ライン毎の信号電荷を撮像出力として
取り出すようにした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。そして、撮像部(2)の駆動回路(3)に
は、第1図に示す如く、シンクジェネレータ(4)にて
与えられる同時信号SYNCに同期した垂直転送パルスφ
や水平転送パルスφがタイミングジェネレータ(5)
から供給されるとともに、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がシステム
コントローラ(6)から供給される。
そして、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信号SR,SG,SBは、後述するモード切
換スイッチ(18)の第1の固定接点(18a)と可動接点
(18m)とを介して、前置増幅器(7)に供給され、こ
の前置増幅器(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、補正信号加算回路
(8)にて欠陥補正処理が施されてから、信号処理系
(9)にてガンマ補正やシェーデ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SOUTに変換し
て出力端子(9a)から出力される。この場合、補正信号
加算回路(8)や信号処理系(9)での欠陥補正処理
は、システムコントローラ(6)による制御で行われ
る。
また、この実施例では、CCDイメージセンサ(2R),
(2G),(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)にてメモリ(1
0)から読み出される補正データに基づいて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WCP、黒傷欠陥補正信号B
CP、白シェーディング補正信号WSHや黒シェーディング
補正信号BSH等を形成して、これ等の補正信号WCP,BCP,W
SH,BSHを補正信号切換回路(12)を介して補正信号加算
回路(8)や信号処理系(9)に供給することにより、
補正信号加算回路(8)や信号処理系(9)にて画像欠
陥を補正するようになっている。
さらに、撮像部(2)には温度センサ(13)を設けて
あり、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
と黒シェーディングに対する各補正信号WCP,BSHには温
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、温度センサ(13)による検出出力に示
されるCCDイメージセンサ(2R),(2G),(2B)の温
度は、アナログ・ディジタル(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メモリ(10)に供
給されている。
また本例においては、テスト信号発生器(17)が設け
てあり、システムコントローラ(6)の制御により撮像
信号SR,SG,SBに準じた所定の3チャンネルのテスト信号
SR′,SG′,SB′を出力するようにしてある。そして、こ
のテスト信号発生器(17)が出力するテスト信号SR′,S
G′,SB′を、モード切換スイッチ(18)の第2の固定接
点(18b)に供給する。このモード切換スイッチ(18)
の第1の固定接点(18a)には、撮像部(2)よりの3
チャンネルのカラー撮像信号SR,SG,SBが供給され、可動
接点(18m)に得られる撮像信号又はテスト信号を前置
増幅器(7)に供給する。この場合、可動接点(18m)
はシステムコントローラ(6)から供給されるモード信
号により切換が制御され、システムコントローラ(6)
から撮像モードが指示されたとき第1の固定接点(18
a)と接続され、テストモードが指示されたとき第2の
固定接点(18b)と接続される如くしてある。
また本例においては、システムコントローラ(6)が
テストモードを指示してこのモード切換スイッチ(18)
を切換えたとき、システムコントローラ(6)から補正
信号が加算回路(8)及び信号処理系(9)に補正禁止
信号を供給し、上述した各補正信号WCP,BCP,WSH,BBH
よる画素欠陥の補正動作を行わないように制御する。さ
らに図示はしないが、このテストモード時にはシステム
コントローラ(6)から撮像光学系(1)を構成するア
イリスに、完全に閉じさせる制御信号を供給する。
次に、本例の固体撮像装置により撮像を行う際の動作
を説明する。
まず、この撮像時には、実際に撮像を開始する前に、
テスト信号により各回路の作動状況をチェックしたいと
きがある。このようなときにはシステムコントローラ
(6)にテストモードを指示させる。即ち、第3図のフ
ローチャートに示す如く、システムコントローラ(6)
がテストモードであることを判別すると、モード切換ス
イッチ(18)の可動接点(18m)を第2の固定接点(18
b)と接続させ、テスト信号発生器(17)を前置増幅器
(7)と接続させる。この状態で、補正信号加算回路
(8)及び信号処理系(9)に補正禁止信号を供給し、
画素欠陥による補正動作を行わないようにすると共に、
撮像光学系(1)のアイリスを閉じさせる。そして、テ
スト信号発生器(17)から撮像信号に準じたテスト信号
SR′,SG′,SB′を出力させ、このテスト信号SR′,SG′,
SB′を前置増幅器(7)側に供給し、この前置増幅器
(7)から補正信号加算回路(8)及び信号処理系
(9)にテスト信号を供給し、テスト信号に基づいた映
像信号を出力端子(9a)より出力させる。そして、例え
ばこの出力映像信号をモニタ受像機でモニタして、信号
処理系(9)を構成する各回路のゲイン、ガンマ補正状
態等を調整し、良好な撮影ができるようにする。
そして、このテスト信号による調整が終了すると、第
3図のフローチャートを示す如く、システムコントロー
ラ(6)の制御によりテストモードを解除して撮像モー
ドにする。このときには、モード切換スイッチ(18)の
可動接点(18m)を第1の固定接点(18a)と接続させ、
駆動回路(3)よりの駆動信号に基づいて撮像部(2)
より出力される撮像信号SR,SG,SBを、前置増幅器(7)
を介して補正信号加算回路(8)及び信号処理系(9)
に供給する。そして、この補正信号加算回路(8)及び
信号処理系(9)での各補正信号WCP,BCP,WSH,BSHによ
る画素欠陥の補正動作を行わせ、画素欠陥によるレベル
変化が補正された映像信号を出力端子(9a)から出力さ
せる。
このときの画素欠陥による画像欠陥の補正処理につい
て説明すると、例えば白傷欠陥補正信号WCPは、第4図
に示すように、メモリ(10)からのデータに基づいて補
正信号発生回路(11)から出力されるアナログ振幅信号
の振幅lWについて、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
る温度センサ(13)による検出出力が供給されている第
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lW′としてから、撮像部(9)にて得
られる撮像出力に補正信号加算回路(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。
また同様に、黒傷欠陥補正信号BCPも、補正信号発生
回路(11)からのアナログ振幅信号の振幅lBとして補正
信号加算回路(8)にて加算することで、黒傷欠陥を最
適補正することができる。
このように本例の固体撮像装置によると、通常の撮像
時には撮像部(2)よりの出力信号に画素欠陥による画
像欠陥が補正された良好な撮像信号が出力されると共
に、テストモード時には、テスト信号が画素欠陥に基づ
いて補正をすることなく信号処理系(9)に供給され、
正確なテスト信号が信号処理系(9)に供給されて良好
な回路調整が行える。さらに、この画素欠陥に基づいて
補正をしないことで、出力端子(9a)に得られるテスト
信号による映像信号をモニタした場合にも、モニタ画面
に補正信号による乱れが発生しない。
なお、上述実施例における欠陥画素の補正方法は一例
を示したもので、他の種々の欠陥画素補正方法に適用で
きることは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によると、完全なテスト信号による各回路の確
実な調整ができると共に、テスト信号の受像画像が補正
信号によって乱れることがない利益がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は第1
図例の撮像部の構造を示す平面図、第3図は第1図例の
説明に供するフローチャート図、第4図は欠陥画素補正
動作の説明に供する波形図である。 (2)は撮像部、(2R),(2G),(2B)はCCDイメー
ジセンサ、(6)はシステムコントローラ、(8)は補
正信号加算回路である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固体撮像素子の出力信号とテスト信号とを
    モード切換信号に応じて選択的に信号処理回路に供給す
    るようになした固体撮像装置において、 通常撮像時には、上記固体撮像素子よりの出力信号に対
    して信号処理を施す信号処理回路に画素欠陥による画像
    欠陥を補正する補正信号が供給され、 テストモード時には、上記固体撮像素子よりの出力信号
    に替えて、上記テスト信号が上記画素欠陥に基づいて補
    正されることなく上記信号処理回路に供給され、 上記モード切換信号に応じて上記出力信号と上記テスト
    信号との上記信号処理回路への供給経路、および上記信
    号処理回路における信号処理を切り換え制御する切り替
    え制御手段を設けたことを特徴とする固体撮像装置。
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