JP2990929B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば欠陥画素を検出
し、これを補正することのできるビデオカメラ等に適用
して好適な固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＣＣＤ素子を用いたビデオカメラ
においては、ＣＣＤ素子の各画素の内、光が入射してい
ない状態で特異なレベルの信号を出力するいわゆる欠陥
画素により、撮像して得た画像が画質が劣化するという
問題があった。

【０００３】そこで、従来では、ビデオカメラに欠陥画
素が出力する信号を補正する補正回路を搭載し、ユーザ
に対してビデオカメラを出荷する前に、ビデオカメラの
ＣＣＤ素子の内、どの画素が欠陥画素かを検査し、その
検査の結果得られた欠陥画素を示す情報をビデオカメラ
の補正回路の記憶エリアに記憶したりする等して、実際
にユーザの手に渡った後は、この補正回路によって欠陥
画素が出力する信号が補正回路によって補正されるよう
にしていた。

【０００４】この補正の方法としては、いわゆる０次補
間及び１次補間等の欠陥補正方法やいわゆるＲＰＮ（残
留パターンノイズ）補正等の方法が実用化されている。

【０００５】前者の補正方法の内、０次補間は、欠陥画
素から出力された信号をサンプリング回路においてホー
ルドし、欠陥画素から出力された信号を１つ前の画素の
信号に置き換える方法である。

【０００６】また前者の補正方法の内、１次補間は、欠
陥画素の１つ前の画素から出力される信号とこの欠陥画
素の次の画素から出力される信号の平均を得、欠陥画素
から出力される信号を平均信号に置き換える方法であ
る。

【０００７】また、後者の方法、即ち、ＲＰＮ（残留パ
ターンノイズ）補正は、ビデオカメラ内部で欠陥画素か
ら出力される信号に相当する信号を発生させ、欠陥画素
から出力される信号からこの発生した信号を減算して欠
陥画素から出力される信号を相殺する方法である。

【０００８】ところで、ＣＣＤ素子の構成画素は製造の
段階で欠陥となる場合のみならず、実際にユーザの手に
渡った後においても突発的に欠陥となる場合があり、更
に経年変化によって新たに光が入射していない状態で特
異なレベルの信号、即ち、残留パターンノイズを発生す
る欠陥状態となる場合がある。

【０００９】従って、ビデオカメラに使用しているＣＣ
Ｄ素子の欠陥画素を検査して欠陥画素のアドレスデータ
等の情報を得、この情報をビデオカメラのメモリ等に記
憶した後にユーザの手に渡るようにした場合には、上述
した突発的な欠陥画素の発生や経年変化による欠陥画素
の発生に対応できない。

【００１０】そこで、最近では、更に、ビデオカメラ内
部に欠陥画素を検出する回路を搭載し、その欠陥画素を
検出する回路によって欠陥画素を検出し、その検出によ
って得た欠陥画素の情報をビデオカメラのメモリに記憶
させ、この情報に基いてこのビデオカメラに搭載した例
えば上述のＲＰＮ補正回路で新たに発生した欠陥画素の
補正を行う方法が提案されている。

【００１１】欠陥画素の検出は例えば次のようにして行
われる。即ち、ＣＣＤ素子に光が入射していない状態
で、ＣＣＤ素子の各画素から出力された信号のレベルと
この画素の１つ前の画素から出力された信号のレベルを
比較し、１つ前の画素が出力した信号のレベルより現在
の画素が出力した信号のレベルが大きい場合に、特異な
レベルの信号を出力する画素（欠陥画素）として検出
し、この画素のアドレスデータ及びその画素が出力する
信号レベルに基いた傷（欠陥画素）データを得、これら
をメモリ等に記憶することにより行う。

【００１２】一方、上述のようにして欠陥画素を検出し
た後には、メモリに記憶した欠陥画素のアドレスデータ
に基いて、ＣＣＤ素子から供給される映像信号の欠陥画
素に対応する信号から、メモリから読みだしたその欠陥
画素のアドレスデータに対応するブレミッシュデータを
減算することによって、欠陥画素による特異なレベルの
信号を補正する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオカメ
ラにおいては、ＣＣＤ素子における電荷蓄積時間を通常
より短くする、いわゆる電子シャッタ機能が搭載されて
いる場合が多い。従って、欠陥検出の際にも、この電子
シャッタ機能が働き、ＣＣＤ素子における電荷蓄積時間
が通常より短くなり、これによって検出のための出力信
号のＳ／Ｎが劣化し、欠陥画素の検出を良好に行うこと
ができないという不都合があった。

【００１４】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、ＣＣＤ素子２における電荷蓄積時間を通常の蓄積時
間より短くするいわゆるシャッタ動作による欠陥画素の
検出のＳ／Ｎの劣化を低減し、欠陥画素の検出を良好に
行うことのできる固体撮像装置を提案しようとするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明固体撮像装置は例
えば図１〜図２４に示す如く、固体撮像素子２と、固体
撮像素子２の各画素の内、特異なレベルの信号を出力す
る欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段４、２０、２
１、２２と、固体撮像素子２の出力信号を出力する通常
動作時において、固体撮像素子２への電荷の蓄積時間を
変化させるように制御する電子シャッタ手段５と、欠陥
画素検出手段４、２０、２１、２２による欠陥画素の検
出の際に、固体撮像素子２の電荷蓄積時間を変化させな
いように、電子シャッタ手段５の動作を強制的にオフと
する制御手段ｓｗ２、４とを備えたものである。

【００１６】

【作用】上述せる本発明によれば、欠陥画素の検出時
に、電子シャッタ手段５の動作を強制的にオフとするよ
うにしたので、ＣＣＤ素子２における電荷蓄積時間を通
常の蓄積時間より短くするいわゆるシャッタ動作による
欠陥画素の検出のＳ／Ｎの劣化を低減し、欠陥画素の検
出を良好に行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下に、図１〜図２４を参照して本発明固体
撮像装置の一実施例について詳細に説明する。

【００１８】この図１は本例固体撮像装置をビデオカメ
ラに適用した例を示す構成図で、以下、この図１を参照
して本例固体撮像素子をビデオカメラに適用した場合に
ついて説明する。

【００１９】この図１において、１はレンズやアイリス
等の光学系で、この光学系１を介して被写体からの光が
ＣＣＤ素子２に供給される。本例においては例えばこの
ＣＣＤ素子２を緑、赤、青成分用の３つのＣＣＤ素子で
構成するものとする。この場合は、上述の光学系１には
プリズムが含まれ、このプリズムによって被写体からの
光の内、緑の成分の光がこのＣＣＤ素子２（緑成分光
用）に供給され、赤の成分の光がこのＣＣＤ素子２（赤
成分光用）に供給され、青の成分の光がこのＣＣＤ素子
２（青成分光用）に供給される。尚、このＣＣＤ素子２
は例えば単板式でも２板式でも良い。

【００２０】このＣＣＤ素子２に供給された緑、赤、青
成分の光は、このＣＣＤ素子２（３つのＣＣＤ素子）に
おいて夫々光電変換され、タイミングジェネレータ５か
らの電荷蓄積制御信号によって電荷蓄積時間が制御され
ると共に、このタイミングジェネレータ５からの読み出
し信号によって夫々読みだされる。

【００２１】ここで、ＣＣＤ素子２からの信号の読み出
し方式にはフィールド読み出しとフレーム読み出しとが
あり、本例においては、例えば欠陥画素の検出時には後
述する欠陥画素補正系からの指令により、強制的にフレ
ーム蓄積モードに切り替わるようにする。

【００２２】欠陥画素により特異なレベルの信号が２画
素分に跨ることは非常に希なことであるので、フレーム
読み出しでは、１つの欠陥画素による出力は偶数、奇数
の何れかのフィールドに出現する。

【００２３】一方、フィールド読み出しでは、１つの欠
陥画素による出力が偶数、奇数の何れのフィールドにも
出現する。

【００２４】従って、フィールド読み出しで検出を行う
と１つの欠陥画素の出力に対して２画素分のメモリ容量
が必要となる。しかしながら、１つの特異なレベルの出
力のある画素を特定するためにはこの２画素分のメモリ
の容量は必要なものなのである。

【００２５】フレーム読み出しの際、欠陥画素による出
力を正確に補正すると共に、欠陥でない画素による出力
まで補正をかけることがないようにするためには、特異
なレベルの出力のある画素の特定は必須条件である。

【００２６】ところが、この特定を行う処理は大変手間
がかかり、特にフィールド読み出しを行っているときに
欠陥画素を検出するようにした場合は、ＣＣＤ素子２の
フォトセンサでの電荷の蓄積はフィールド期間だけ行わ
れるので、フィールド読み出しでの電荷の蓄積時間の２
倍の電荷の蓄積時間を行うフレーム読み出しと比較する
と欠陥画素が出力する信号レベルがフレーム読み出しの
場合の欠陥画素が出力する信号のレベルの半分となり、
フィールド読み出しを行って欠陥画素の検出を行った場
合の検出のＳ／Ｎは、フレーム読み出しを行って欠陥画
素の検出を行う場合の検出のＳ／Ｎより大幅に低くな
る。

【００２７】従って本例においては、欠陥画素の検出の
モードのときには、ＣＣＤ素子２からの読み出しモード
を強制的にフレーム読み出しモードとする。従って、検
出のＳ／Ｎがフィールド読み出しを行って欠陥画素検出
を行った場合よりも６ｄＢも向上し、高精度、且つ、良
好な欠陥画素の検出を行うことができると共に、欠陥画
素の検出に必要なメモリ容量をフィールド読み出しを行
って欠陥画素検出を行う場合の半分で済ませることがで
きる。

【００２８】このＣＣＤ素子２からの出力はサンプリン
グ回路３に供給され、このサンプリング回路３において
は、図２に示すように、タイミングジェネレータ５及び
パルスジェネレータ８からの信号に基いてＣＣＤ素子２
からの出力信号に対して図中Ｐで示すサンプリングポイ
ントでサンプリングを行ってリセットノイズ等を除去
し、このサンプリングした信号、即ち、緑、赤及び青に
対応した信号を加算回路９、１０及び１１に夫々供給す
る。

【００２９】これら加算回路９、１０及び１１はサンプ
リング回路３からの緑、赤及び青に対応した信号に夫々
後述する補正回路１６からの緑、赤及び青に対応した補
正信号を加算し、この緑、赤及び青に対応した加算信号
を夫々出力端子１７、１８及び１９を介して図示を省略
したビデオカメラの他の映像信号処理回路等に供給する
と共に、スイッチ２０の固定接点２０ａ、２０ｂ及び２
０ｃに夫々供給する。

【００３０】さて、このスイッチ２０は各加算回路９、
１０及び１１からの緑、赤及び青に対応した信号が供給
される固定接点２０ａ、２０ｂ、２０ｃの他にＣＣＤ素
子２のパッケージに取り付けられ、このＣＣＤ素子２の
温度を検出する温度センサ７からの温度情報が供給され
る固定接点２０ｄを有し、このスイッチは、可動接点２
０ｅをこれら各固定接点２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２
０ｄに接続することによって、緑、赤及び青に対応した
信号や温度情報を検出前処理回路２１に供給する。

【００３１】この検出前処理回路２１はスイッチ２０か
ら供給される緑、赤及び青に対応した信号または温度情
報の内、緑、赤及び青に対応した信号のキャリア成分の
不連続な微小レベルを除去した後、このキャリア成分の
不連続な微小レベルを除去した緑、赤及び青に対応した
信号、並びに温度情報をディジタル信号に変換し、緑、
赤及び青に対応したディジタル信号を検出回路２２に供
給すると共にディジタル温度データをシステムコントロ
ーラ４に供給する。

【００３２】この検出回路２２は、検出前処理回路２１
から供給された緑、赤及び青に対応したディジタル信号
に対して低域濾波処理及びいわゆる画面上で白く映出さ
れる白傷用及び画面上で黒く映出される黒傷用スレッシ
ュホールドレベルによる比較を行いその結果をシステム
コントローラ４に供給する。

【００３３】このシステムコントローラ４は、検出回路
２２からの結果をディジタル温度データに基いたスレッ
シュホールドレベルと比較し、その比較結果により検出
回路２２からの結果に対応した映像信号が欠陥画素によ
る出力信号と判断した場合に、水平／垂直カウンタ６か
らのアドレス信号と共にこの欠陥画素に関連した種々の
情報をレジスタ１４に格納する。

【００３４】そして欠陥検出が終了（例えば欠陥検出モ
ード）した後に、レジスタ１４に格納されている欠陥画
素のアドレスデータや種々の情報を、読み出し／書き込
み回路１２を介してメモリ（例えばＥＥＰＲＯＭやバッ
テリバックアップ付きＲＡＭ等）１３に記憶する。

【００３５】一方、通常の撮影時においては、メモリ１
３に記憶した欠陥画素のアドレス信号を読み出し、この
アドレス信号と、水平／垂直カウンタ６からのアドレス
信号を比較し、一致した場合にはパルスジェネレータ８
やタイミングジェネレータ５を制御して、欠陥画素に対
応する信号部分をサンプリング回路３においてホールド
させる。

【００３６】またこのシステムコントローラ４は、欠陥
画素の補正動作のときに、記憶された欠陥画素のレベル
が記憶されているレベル以上のときに、補正制御回路１
５から補正回路１６にマスク信号を供給させるように
し、これによって、レベルの変動する欠陥画素からの出
力に対して補正回路１６による補正を行わないようにす
る。

【００３７】また、このシステムコントローラ４は、ス
イッチｓｗ１からの設定情報に基いて検出イネーブル信
号でシャッタイネーブル信号を供給するスイッチｓｗ２
のオン／オフを制御すると共に、検出イネーブル信号を
検出回路２２に供給し、この検出回路２２による欠陥画
素の検出の制御を行う。従って、例えばスイッチｓｗ１
を使用者が操作して欠陥画素の検出のモードとすると、
検出イネーブル信号が検出回路２２に供給されて、欠陥
画素の検出モードになると共に、この検出イネーブル信
号によりスイッチｓｗ２がオフにされ、これによってタ
イミングジェネレータ５にシャッタイネーブル信号が供
給されない。従って、ＣＣＤ素子２における電荷蓄積時
間を通常の蓄積時間より短くする、いわゆるシャッタ動
作が行われなくなり、欠陥画素の検出のＳ／Ｎの劣化を
低減し、欠陥画素の検出を良好に行うことができる。

【００３８】ここで、上述の欠陥画素について説明する
と、欠陥画素は図３に示すように、光量に依存しないが
温度に依存する白点（白傷）Ｗ１、光量にも温度にも依
存する白点（白傷）Ｗ２及び黒点（黒傷）Ｂ１、光量に
依存しないが温度に依存する黒点（黒傷）Ｂ２が存在す
る。従って本例においては、これらの条件を満たすこと
ができるように、温度センサ７からの温度情報に基いて
欠陥画素の検出や補正を行うようにしている。

【００３９】このような微小な白点や黒点共、欠陥画素
の信号出力に一定のバイアス電圧が加算または減算され
た形となっている。映像信号成分は正常に入射光量に反
応する。従って欠陥画素の位置とある温度での欠陥成分
の振幅を予め測定して記憶しておき、欠陥画素の信号出
力と同じタイミングで欠陥成分と同振幅、逆極性の補正
信号を発生させ、欠陥画素の信号出力に加算すれば、映
像信号の欠陥成分を相殺することができる。この様子を
図４に示す。

【００４０】この図４は、縦軸を映像信号の振幅レベル
（Ｖ）、横軸を時間（Ｔ）とした各波形を示し、図４Ａ
は大光量時出力信号ｏｕｔ１及び小光量時出力信号ｏｕ
ｔ２を示したものである。尚、破線で示す範囲が１画素
分の出力パルスに対応する。

【００４１】この図４Ａに示すように、大光量時出力信
号ｏｕｔ１及び小光量時出力信号ｏｕｔ２の何れの信号
においても欠陥画素が出力する微小白点パルスＷ及び微
小黒点パルスＢが発生している。

【００４２】この図４Ａに示す大光量時出力信号ｏｕｔ
１の微小白点パルスＷ及び微小黒点パルスＢは、図４Ｂ
に示す微小白点補正パルスＷｐ及び微小黒点パルスＢｐ
からなる補正信号（図１において補正回路１６が出力す
る）を加算することによって、図４Ｃに大光量時出力信
号ｏｕｔ１として示すように、微小白点対応パルスＷ及
び微小黒点対応パルスＢが補正されている。

【００４３】また、この図４Ａに示す小光量時出力信号
ｏｕｔ２の微小白点パルスＷ及び微小黒点パルスＢは、
図４Ｂに示す微小白点補正パルスＷｐ及び微小黒点パル
スＢｐからなる補正信号（図１において補正回路１６が
出力する）を加算することによって、図４Ｃに小光量時
出力信号ｏｕｔ２として示すように、微小白点対応パル
スＷ及び微小黒点対応パルスＢが補正されている。

【００４４】さて、次に図１に示した本実施例の回路の
各部について以下図５〜図２４を介して更に詳しく説明
する。

【００４５】先ず、図５〜図８を順次参照して、図１に
示したサンプリング回路３について説明する。

【００４６】この図５において３０は相関２重サンプリ
ング回路で、この相関２重サンプリング回路３０は、図
１に示したＣＣＤ素子（緑用ＣＣＤ）２からの緑に対応
した信号（映像信号）が供給される入力端子３１を増幅
回路３２の入力端子に接続し、この増幅回路３２の出力
端子をスイッチ３３を介して演算増幅回路３８の非反転
入力端子（＋）に接続し、この演算増幅回路３８の非反
転入力端子（＋）をコンデンサ３７を介して接地し、こ
の演算増幅回路３８の出力端子を出力端子４５に接続
し、また増幅回路３２の出力端子をスイッチ４０を介し
て増幅回路４２の入力端子に接続すると共に、この増幅
回路４２の入力端子をコンデンサ４１を介して接地し、
この増幅回路４２の出力端子をスイッチ４３を介して演
算増幅回路３８の反転入力端子（−）に接続すると共
に、この演算増幅回路３８の反転入力端子（−）をコン
デンサ４４を介して接地することによって構成される。

【００４７】そして、この相関２重サンプリング回路３
０のスイッチ４０に入力端子３９をを介してタイミング
ジェネレータ５からのサンプルホールド信号ＳＨＰを供
給し、この相関２重サンプリング回路３０のスイッチ３
３及び４３にアンド回路３６からのサンプルホールド信
号ＳＨＤを供給する。

【００４８】このスイッチ３３及び４３に供給されるサ
ンプルホールド信号ＳＨＤはサンプリング回路３の入力
端子３４に供給される信号と緑に対応した信号用のタイ
ミングジェネレータ５からのフレーム信号とがアンド回
路３６において論理積がとられて得られる信号である。

【００４９】４９は赤に対応した信号のための相関２重
サンプリング回路で、この相関２重サンプリング回路４
９の構成は相関２重サンプリング回路３０と同様であ
る。この相関２重サンプリング回路４９に入力端子４６
を介して図１に示したＣＣＤ素子（赤用ＣＣＤ）２から
の赤に対応した信号を供給し、この相関２重サンプリン
グ回路４９の出力を出力端子５０に供給する。また、図
示は省略するも、この相関２重サンプリング回路４９の
スイッチ４０に入力端子３９を介してタイミングジェネ
レータ５からのサンプルホールド信号ＳＨＰを供給し、
この相関２重サンプリング回路４９のスイッチ３３及び
４３にアンド回路４８からのサンプルホールド信号ＳＨ
Ｄを供給する。

【００５０】この図示を省略したスイッチ３３及び４３
に供給されるサンプルホールド信号ＳＨＤは、サンプリ
ング回路３の入力端子３４に供給される信号と赤に対応
した信号用のタイミングジェネレータ５からのフレーム
信号とがアンド回路４８において論理積がとられて得ら
れる信号である。

【００５１】５４は青に対応した信号のための相関２重
サンプリング回路で、この相関２重サンプリング回路５
４の構成は相関２重サンプリング回路３０と同様であ
る。この相関２重サンプリング回路５４に入力端子５１
を介して図１に示したＣＣＤ素子（青用ＣＣＤ）２から
の青に対応した信号を供給し、この相関２重サンプリン
グ回路５４の出力を出力端子５５に供給する。また、図
示は省略するも、この相関２重サンプリング回路５４の
スイッチ４０に入力端子３９をを介してタイミングジェ
ネレータ５からのサンプルホールド信号ＳＨＰを供給
し、この相関２重サンプリング回路５４のスイッチ３３
及び４３にアンド回路５３からのサンプルホールド信号
ＳＨＤを供給する。

【００５２】この図示を省略したスイッチ３３及び４３
に供給されるサンプルホールド信号ＳＨＤは、サンプリ
ング回路３の入力端子３４に供給される信号と青に対応
した信号用のタイミングジェネレータ５からのフレーム
信号とがアンド回路５３において論理積がとられて得ら
れる信号である。

【００５３】各アンド回路３６、４８及び５３には夫々
図６Ａに示す信号が供給され、アンド回路３６にはこの
信号の他に図６Ｂに示すような緑に対応した信号用（Ｇ
ｃｈ）である３フレームにつき１フレームアクティブと
なるタイミングジェネレータ５からのフレーム信号が供
給され、これら２つの信号の論理積がとられ、図６Ｅに
示す如きサンプルホールド信号ＳＨＤが生成される。

【００５４】同様に、アンド回路４８には図６Ａに示し
た信号の他に図６Ｃに示すような赤に対応した信号用
（Ｒｃｈ）である３フレームにつき１フレームアクティ
ブとなるタイミングジェネレータ５からのフレーム信号
が供給され、これら２つの信号の論理積がとられ、図２
Ｆに示す如きサンプルホールド信号ＳＨＤが生成され
る。

【００５５】そして同様に、アンド回路５３には図６Ａ
に示した信号の他に図６Ｄに示すような青に対応した信
号用（Ｂｃｈ）である３フレームにつき１フレームアク
ティブとなるタイミングジェネレータ５からのフレーム
信号が供給され、これら２つの信号の論理積がとられ、
図２Ｇに示す如きサンプルホールド信号ＳＨＤが生成さ
れる。

【００５６】次に、図５に示したサンプリング回路３の
動作について図７を参照して説明する。

【００５７】この図７Ａに示すように、ＣＣＤ素子２か
ら図５に示したサンプリング回路３に供給された信号
（Ｇ、Ｒ、Ｂｃｈの信号）は、そのプリチャージレベル
が図７Ｂに示すサンプルホールド信号ＳＨＰ（図５にお
いて入力端子３９に供給されるタイミングジェネレータ
５からの信号）によってサンプルホールドされ、更に図
７Ａに示す信号のデータレベルが図７Ｃに示すサンプル
ホールド信号ＳＨＤ（図５においてアンド回路３６、４
８及び５３の出力に対応する信号で、図６においては図
６Ｅ、Ｆ及びＧに夫々対応する）によってサンプルホー
ルドされる。

【００５８】もし、この図７Ａに示すように、データレ
ベルが異常なレベルｐａとなっている場合は、通常動作
においては図７Ｄに示すように異常なレベルｐａも出力
されることとなる。そこで図７Ｅに示すように、異常な
レベルｐａの位置を示す信号を使用して図７Ｃに示すサ
ンプリング信号ＳＨＤの内、この異常なレベルｐａに対
応した信号を出力しないようにする（図７Ｆ）。かくす
ると、図７Ｇに示すように、出力信号の異常なレベルｐ
ａに対応する信号が１つ前の画素の出力信号のまま、即
ち、ホールドされた状態となる。従って図５に示した演
算増幅回路３８に接続された相関２重サンプリング回路
３０、４９及び５４の各出力端子４５、５０及び５５か
らの出力は図７Ｇに示すように、異常レベルｐａが除去
された出力となる。

【００５９】また、図５に示すように、演算増幅回路３
８の非反転入力端子（＋）に各画素毎のデータレベルを
サンプリングした信号を供給し、演算増幅回路３８の反
転入力端子（−）に各画素毎のデータレベルをサンプリ
ングした信号を供給するようにしているので、各画素毎
のデータ電位と各画素毎のリセット電位を夫々サンプル
ホールドし、演算増幅回路３８においてこれらの差を
得、これを出力とするようにしていることとなる。

【００６０】従って、リセット電位及びデータ電位間の
同相成分であるリセットノイズ等を除去することができ
る。

【００６１】このように、このサンプリング回路３にお
いては、図６に示したように、ＣＣＤ素子２からの緑に
対応した信号、赤に対応した信号及び青に対応した信
号、即ち、Ｇｃｈ（チャンネル）、Ｒｃｈ（チャンネ
ル）及びＢｃｈ（チャンネル）の出力に対して夫々サン
プリングする際に、Ｇｃｈのサンプリング中にはＲｃｈ
及びＢｃｈのサンプリングを停止し、Ｒｃｈのサンプリ
ング中にはＧｃｈ及びＢｃｈのサンプリングを停止し、
Ｂｃｈのサンプリング中にはＧｃｈ及びＲｃｈのサンプ
リングを停止するようにしているので、サンプリングし
ているチャンネル以外のチャンネルからのいわゆるデー
タの飛び込みによる画質の劣化を防止することができ
る。

【００６２】図８は上述のサンプリング回路３の他の例
を示す構成図である。この図８に示すように、この例に
おいては、ＣＣＤ素子（Ｒ）２Ｒ、ＣＣＤ素子（Ｇ）２
Ｇ及びＣＣＤ素子（Ｂ）２Ｂからの出力を夫々スイッチ
１３０、１３１及び１３２を介してサンプリング回路１
３３に供給し、その出力を出力端子１３５から出力する
ようにすると共に、別に設けた制御回路１３４からの制
御信号によりスイッチ１３０、１３１及び１３２を例え
ば１フレーム毎に順次オンとするようにする。

【００６３】この制御回路１３４が出力する制御信号
を、例えば図６Ｂ、Ｃ及びＤに示すような信号とした場
合は、図６Ｂに示す３フレームで１フレームアクティブ
となるフレーム信号がスイッチ１３１に供給され、スイ
ッチ１３１がこのフレーム信号がアクティブとなってい
る期間オンとなり、これによってＣＣＤ素子２Ｇからの
出力がスイッチ１３１を介してサンプリング回路１３３
に供給され、サンプリングされる。次に、図６Ｃに示す
３フレームで１フレームアクティブとなるフレーム信号
がスイッチ１３０に供給され、スイッチ１３０がこのフ
レーム信号がアクティブとなっている期間オンとなり、
これによってＣＣＤ素子２Ｒからの出力がスイッチ１３
０を介してサンプリング回路１３３に供給され、サンプ
リングされる。次に、図６Ｄに示す３フレームで１フレ
ームアクティブとなるフレーム信号がスイッチ１３２に
供給され、スイッチ１３２がこのフレーム信号がアクテ
ィブとなっている期間オンとなり、これによってＣＣＤ
素子２Ｂからの出力がスイッチ１３２を介してサンプリ
ング回路１３３に供給され、サンプリングされる。

【００６４】従って、この場合においても、図５におい
て説明したサンプリング回路３と同様、ＣＣＤ素子２Ｇ
からの緑に対応した信号、ＣＣＤ素子２Ｒからの赤に対
応した信号及びＣＣＤ素子２Ｂからの青に対応した信
号、即ち、Ｇｃｈ（チャンネル）、Ｒｃｈ（チャンネ
ル）及びＢｃｈ（チャンネル）の出力に対して夫々サン
プリングする際に、Ｇｃｈのサンプリング中にはＲｃｈ
及びＢｃｈの信号はサンプリング回路１３３に供給され
ないのでサンプリングはなされず、Ｒｃｈのサンプリン
グ中にはＧｃｈ及びＢｃｈの信号はサンプリング回路１
３３に供給されないのでサンプリングはなされず、Ｂｃ
ｈのサンプリング中にはＧｃｈ及びＲｃｈの信号はサン
プリング回路１３３に供給されないのでサンプリングは
なされず、これによって、サンプリングしているチャン
ネル以外のチャンネルからのいわゆるデータの飛び込み
による画質の劣化を防止することができる。

【００６５】次に、図９を参照して図１に示したシステ
ムコントローラ４について説明する。

【００６６】この図９に示すように、図１に示したシス
テムコントローラ４内部には、システムコントローラ４
本来の回路（図示を省略する）以外に比較回路６０を配
している。即ち、図１に示した検出回路２２からの出力
信号（比較結果信号）を入力端子６１を介してコンパレ
ータ６２に供給し、同様に図１に示した検出前処理回路
２１からのディジタル温度データを入力端子６３を介し
て乗算回路６５に供給し、スレッシュホールド回路６４
からのスレッシュホールドデータを乗算回路６５に供給
する。そしてこの乗算回路６５において、スレッシュホ
ールド回路６４からのスレッシュホールドデータに対し
て、ＣＣＤ素子２と熱結合された温度センサ（図１参
照）７が検出し、これを検出前処理回路２１がディジタ
ルに変換したディジタル温度データによって変調する。
そして更に、この変調されたスレッシュホールドデータ
と検出回路２２から供給された信号をコンパレータ６２
に夫々供給し、このコンパレータ６２により比較し、そ
の比較結果を出力端子６６を介して図示を省略したシス
テムコントローラ４の他の回路に供給する。

【００６７】このようにすれば、正の温度特性を持つ欠
陥画素による出力に対して、この出力を欠陥画素による
出力であると判断するためのスレッシュホールドデータ
をも正の温度特性を有するようにでき、欠陥画素が出力
する信号に対する検出の性能を一定に保つことができ、
これによって、自動欠陥画素検出系の検出性能の温度に
対する依存性を大幅に低減し、例えばその応用において
不必要であるような微小な欠陥画素の出力までも誤検出
してしまうような事故を防止し、良好な欠陥画素の検出
をすることができる。また、ジッタ等種々の理由でスレ
ッシュホールドレベルより下のレベルの信号にノイズが
乗った場合においても、結果的にスレッシュホールドレ
ベルを上げ、感度を鈍らしているので、誤検出を防止で
きる。

【００６８】次に、図１０〜図１８を参照して上述のレ
ジスタ１４の内部構成及びその動作について説明する。

【００６９】この図１０において、７０ｒ、７０ｒ＋
１、・・・・７０ｒ＋ｎは夫々メインレジスタで、これ
らメインレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、・・・・７０ｒ
＋ｎは水平アドレスの格納されるエリア、垂直アドレス
が格納されるエリア、第何フィールドかを示すフィール
ドフラグが格納されるエリア、チャンネル情報（Ｒｃ
ｈ、Ｇｃｈ及びＢｃｈ情報）が格納されるエリア、及び
時歴データが格納されるエリアで構成される。これらの
各エリアに格納される情報は欠陥画素に対応した情報で
ある。

【００７０】ここでいう時歴は、或画素が欠陥として検
出されなかった回数で、本例においては或画素が例えば
１０回欠陥として検出されなかった場合にこの画素を欠
陥画素としないようにする。このようにするのは、或画
素が、フィールド毎、或はフレーム毎、或は不定期に特
異なレベル（欠陥としてのレベル）の信号を出力した
り、出力しなかったりすることがあり、この場合、この
ような画素を欠陥画素として補正したくとも、特異なレ
ベルの信号を出力していないときに検出した場合に欠陥
画素としてが検出されず、補正処理を行えない等の問題
が生じるからである。本例においては、この不定期に特
異なレベルの信号を出力する画素をも欠陥画素として補
正できるようにする。また、このようにすれば、映像信
号中に突発的に混入したノイズを欠陥画素として誤検出
してしまうことはない。

【００７１】またメインレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、
・・・・７０ｒ＋ｎに格納されている情報は、今回欠陥
画素の検出を開始する前、即ち、現在の時点で欠陥と判
断されている画素の情報である。

【００７２】７２ｒ、７２ｒ＋１、・・・・７２ｒ＋ｎ
は夫々サブレジスタで、これらサブレジスタ７２ｒ、７
２ｒ＋１、・・・・７２ｒ＋ｎは、水平アドレスの格納
されるエリア、垂直アドレスが格納されるエリア、第何
フィールドかを示すフィールドフラグが格納されるエリ
ア、チャンネル情報（Ｒｃｈ、Ｇｃｈ及びＢｃｈ情報）
が格納されるエリア、及び時歴データが格納されるエリ
アで構成される。これらの各エリアに格納される情報は
欠陥画素に対応した情報で、欠陥画素の検出開始前に、
上述のメインレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、・・・・７
０ｒ＋ｎに格納された現在の時点で欠陥と判断されてい
る欠陥画素の情報がサブレジスタ７２ｒ、７２ｒ＋１、
７２ｒ＋２、・・・・７２ｒ＋ｎに夫々コピーされる。

【００７３】７１ｃ、７１ｃ＋１、・・・・７１ｃ＋ｎ
は夫々コンパレータで、データセレクタ７３が読みだし
たサブレジスタ７２ｒ、７２ｒ＋１、・・・・７２ｒ＋
ｎからの欠陥画素情報とメインレジスタ７０ｒ、７０ｒ
＋１、・・・・７０ｒ＋ｎからの情報の一致を検出し、
例えばこの検出結果をシステムコントローラ４に報知す
る。

【００７４】次に図１１〜図１８を参照してこの図１０
に示すレジスタ１４の動作について説明する。

【００７５】図１１には現時点で欠陥と判断されている
画素情報がメインレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ
＋２、・・・・７０ｒ＋ｎに格納されている。メインレ
ジスタ７０ｒのアドレスエリアにはアドレス“ｘ”（図
１０における水平／垂直アドレス）なる欠陥画素のアド
レスデータが格納され、時歴エリアには時歴データ
“８”が格納されている。また、メインレジスタ７０ｒ
＋１のアドレスエリアにはアドレス“ｙ”（図１０にお
ける水平／垂直アドレス）なる欠陥画素のアドレスデー
タが格納され、時歴エリアには時歴データ“３”が格納
されている。また、メインレジスタ７０ｒ＋２のアドレ
スエリアにはアドレス“ｚ”（図１０における水平／垂
直アドレス）なる欠陥画素のアドレスデータが格納さ
れ、時歴エリアには時歴データ“０”が格納されてい
る。

【００７６】尚、説明の都合上、図１０に示した他の情
報についての説明を省略する。

【００７７】先ず検出を行う前に、システムコントロー
ラ４からの制御信号により、メインレジスタ７０ｒ、７
０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７０ｒ＋
ｎの内容を夫々図１２に示すようにサブレジスタ７２
ｒ、７２ｒ＋１、７２ｒ＋２、７２ｒ＋３、・・・・７
２ｒ＋ｎにコピーし、この後メインレジスタ７０ｒ、７
０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７０ｒ＋
ｎの各エリアを夫々クリアする。

【００７８】また、図１１〜図１８の各図中において
“未”は画素の情報が格納されていないクリアされた状
態を示す。

【００７９】さて、メインレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋
１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７０ｒ＋ｎをク
リアした後、システムコントローラ４の制御により、欠
陥画素の検出が行われ、欠陥と判断された画素の情報が
メインレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０
ｒ＋３、・・・・７０ｒ＋ｎに夫々格納される。この場
合の例を図１３に示す。この図１３に示すように、メイ
ンレジスタ７０ｒのアドレスエリアにはアドレス“ｘ”
なる欠陥画素のアドレスデータが格納され、時歴エリア
には第１回目の検出動作で検出したので、例えば時歴デ
ータ“１０”が格納される。また、メインレジスタ７０
ｒ＋１のアドレスエリアにはアドレス“ｖ”なる欠陥画
素のアドレスデータが格納され、時歴エリアには第１回
目の検出動作で検出したので、例えば時歴データ“１
０”が格納される。尚、図示は省略するも、これら欠陥
画素のアドレスデータや時歴データ以外の他の情報も同
様に格納される。

【００８０】次に、図１４に斜線の信号ラインで示すよ
うに、サブレジスタ７２ｒの内容がデータセレクタ７３
によって読みだされ、この読みだされた欠陥画素の情報
がコンパレータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、７１
ｃ＋３、・・・・７１ｃ＋ｎに夫々供給され、これらコ
ンパレータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、７１＋
３、・・・・７１ｃ＋ｎにおいて、メインレジスタ７０
ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７
０ｒ＋ｎから読みだされた欠陥画素の情報と順次比較さ
れる。この一致の最低条件として、チャンネルデータ及
びアドレスデータが一致することが必要である。

【００８１】この図１４の例では、サブレジスタ７２ｒ
に格納されている欠陥画素の情報のアドレスデータがメ
インレジスタ７０ｒに格納されている欠陥画素の情報の
アドレスデータ（図示せずともチャンネルデータも同様
である）と一致しているので、コンパレータ７１ｃが検
出結果に対応した信号を例えばシステムコントローラ４
に供給する。

【００８２】次に、図１５に斜線の信号ラインで示すよ
うに、サブレジスタ７２ｒ＋１の内容がデータセレクタ
７３によって読みだされ、この読みだされた欠陥画素の
情報がコンパレータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、
７１ｃ＋３、・・・・７１ｃ＋ｎに供給され、これらコ
ンパレータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、７１＋
３、・・・・７１ｃ＋ｎにおいて、メインレジスタ７０
ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７
０ｒ＋ｎから読みだされた欠陥画素の情報と順次比較さ
れる。

【００８３】この図１５の例では、サブレジスタ７２ｒ
＋１に格納されている欠陥画素の情報のアドレスデータ
（図示せずともチャンネルデータも同様である）がメイ
ンレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋
３、・・・・７０ｒ＋ｎに夫々格納されている欠陥画素
の情報のアドレスデータ（図示せずともチャンネルデー
タも同様である）と何れも一致していないので、コンパ
レータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、７１ｃ＋３、
・・・・７１ｃ＋ｎが何れも反応しない。またこのと
き、サブレジスタ７２ｒ＋１の時歴エリアに格納されて
いる時歴データは“３”であり、まだ“０”となってい
ないので、例えばシステムコントローラ４はこのサブレ
ジスタ７２ｒ＋１に格納されている欠陥画素の情報を消
去しないようにし、このサブレジスタ７２ｒ＋１に格納
されている時歴データ“３”から“１”を減算してこの
時歴データを“２”にし、このサブレジスタ７２ｒ＋１
に格納されている欠陥画素の情報（時歴データのみ
“２”にしてある）を未使用のメインレジスタ７０ｒ＋
２、７０ｒ＋３、・・・・７０ｒ＋ｎの何れかに格納す
る。この場合は図１６に斜線の信号ラインで示すよう
に、未使用のメインレジスタ７０ｒ＋２に格納する。

【００８４】次に、図１７に斜線の信号ラインで示すよ
うに、サブレジスタ７２ｒ＋２の内容がデータセレクタ
７３によって読みだされ、この読みだされた欠陥画素の
情報がコンパレータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、
７１ｃ＋３、・・・・７１ｃ＋ｎに供給され、これらコ
ンパレータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、７１＋
３、・・・・７１ｃ＋ｎにおいて、メインレジスタ７０
ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７
０ｒ＋ｎから読みだされた欠陥画素の情報と順次比較さ
れる。

【００８５】この図１７の例では、サブレジスタ７２ｒ
＋２に格納されている欠陥画素の情報のアドレスデータ
（図示せずともチャンネルデータも同様である）がメイ
ンレジスタ７０ｒ、７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋
３、・・・・７０ｒ＋ｎに夫々格納されている欠陥画素
の情報のアドレスデータ（図示せずともチャンネルデー
タも同様である）と何れも一致していないので、コンパ
レータ７１ｃ、７１ｃ＋１、７１ｃ＋２、７１ｃ＋３、
・・・・７１ｃ＋ｎが何れも反応しない。またこのと
き、サブレジスタ７２ｒ＋２の時歴エリアに格納されて
いる時歴データは“０”となっているので、例えばシス
テムコントローラ４はこのサブレジスタ７２ｒ＋２に格
納されている欠陥画素の情報をメインレジスタ７０ｒ、
７０ｒ＋１、７０ｒ＋２、７０ｒ＋３、・・・・７０ｒ
＋ｎの何れかに格納することはない。従って、この例の
場合は次の欠陥画素の検出時の開始直前にメインレジス
タ７０ｒ＋２に格納されている欠陥画素の情報が格納さ
れ、このサブレジスタ７２ｒ＋２に格納されているアド
レスデータ“ｚ”に対応する欠陥画素の情報のみ消去さ
れる。

【００８６】このような処理を終了した後には、図１８
に示すように、メインレジスタ７０ｒには時歴データが
“１０”で、アドレス“ｘ”に対応する欠陥画素の情報
が格納され、メインレジスタ７０ｒ＋１には時歴データ
が“１０”で、アドレス“ｖ”に対応する欠陥画素の情
報が格納され、メインレジスタ７０ｒ＋２には時歴デー
タが“２”で、アドレス“ｙ”に対応する欠陥画素の情
報が格納され、サブレジスタ７２ｒには時歴データが
“８”で、アドレス“ｘ”に対応する欠陥画素の情報が
格納され、サブレジスタ７２ｒ＋１には時歴データが
“３”で、アドレス“ｙ”に対応する欠陥画素の情報が
格納され、サブレジスタ７２ｒ＋２には時歴データが
“０”で、アドレス“ｚ”に対応する欠陥画素の情報が
格納される。尚、後述するが、次回の検出時に低温であ
った場合にはこのようにサブレジスタ７２ｒ＋２に格納
されている欠陥画素の情報だけクリアされ、他のサブレ
ジスタ７２ｒ、７２ｒ＋１、７２ｒ＋３、・・・・７２
ｒ＋ｎに格納されている欠陥画素の情報は保持されるよ
うにしても良い。

【００８７】このように、例えば或検出時に一旦欠陥と
判断された画素について検出期間内や検出毎に例えば連
続で１０回欠陥と判断されなかった場合に、その対応画
素を欠陥画素として判断しないようにしたので、上述し
た例えば温度の影響等によって不定期に特異なレベルの
信号を出力する画素を欠陥画素として判断してこの欠陥
画素に対する補正処理を行うことができ、また突発的な
ノイズの混入による特異なレベルの信号に対して欠陥画
素と誤まって判断せず、従ってこの信号の乗っている部
分に対応するチャンネル及びアドレスの画素に対して誤
って補正をかけることがなく、確実、且つ、高精度な欠
陥画素の検出及びこの欠陥画素に対する補正を行うこと
ができる。

【００８８】尚、上述の例においては一旦欠陥画素と判
断した画素について時歴データが“０”となった場合に
その画素を欠陥画素としないようにした場合について説
明したが、例えば最初に設定する時歴データを“０”と
し、欠陥と判断されない毎に“１”を加算し、時歴デー
タが“１０”となったときにその時歴データを有する画
素を欠陥画素ではないと判断するようにしても良い。

【００８９】次に、図１１〜図１８を参照して説明した
図１のレジスタ１４の内容を温度に応じて処理する場合
について説明する。

【００９０】図１に示したレジスタ１４には欠陥画素の
検出処理の結果得られた欠陥画素の各種情報が格納され
る。本例においては、検出を行うにあたり、今回の検出
の前の検出によって得た欠陥画素の各種情報の取扱につ
いて２通りの方法を選択的に採用できるようにする。

【００９１】一つは前回の欠陥画素の情報を全て抹消
し、改めて検出する方法で、もう一つは前回の欠陥画素
の情報で欠陥画素の補正を行うと共に、欠陥画素の検出
を行い、新たに欠陥画素として検出された画素の各種情
報を前回に検出された欠陥画素の情報に加える方法であ
る。

【００９２】ところで、欠陥画素には正の温度特性があ
り、温度が高い程欠陥画素の出力する信号のレベルの絶
対値は増加する。従って、前者の方法は、誤検出によっ
て得られた誤ったデータは抹消されるので、誤ったデー
タが残ることがないという利点がある反面、温度が低い
ときに欠陥画素の検出を行うと、全体に欠陥画素が出力
する信号のレベルが小さいので、高温時に問題となるよ
うな欠陥画素を検出し損なう可能性がある。

【００９３】一方、後者の方法は、欠陥画素のデータの
抹消を行わないので、仮に低温時に欠陥画素の検出をし
損なうことがあっても、前回高温時において得たデータ
は抹消されずに残っているので、本来欠陥である画素の
情報がレジスタ１４には保持され、低温時に検出した場
合においても欠陥画素を補正することができるという利
点がある反面、偶発的な誤検出等によって得られた不用
データが抹消されずにいつまでもレジスタに保持され、
余計な補正処理が行われてしまう。

【００９４】そこで本例においては、図１に示した温度
センサ７からの温度情報に基いてシステムコントローラ
４が上述の２つの方法の内何れの方法を採用するかを検
出の都度選択するようにする。即ち、温度が低いときに
は上述の前回の検出データに今回の検出によって得られ
た欠陥画素の情報を加える方法を採用し、温度が高いと
きには前回の検出データを抹消するようにする。

【００９５】このようにすれば、温度が高いときには、
前回検出した欠陥画素の情報を抹消することで偶発的に
誤検出されたデータを抹消でき、温度が低いときには前
回検出した欠陥画素の情報に今回検出する欠陥画素の情
報を加えることによって低温時に欠陥画素が検出されな
いという事故を防止でき、これによって容量の限られて
いるメモリを有効に使用でき、確実、且つ、高精度の欠
陥画素検出を行い、良好な欠陥画素の補正を行うことが
できる。

【００９６】尚、図１０〜図１８を参照して説明したレ
ジスタ１４の時歴管理方法と前回検出した欠陥画素の情
報の抹消または加入を温度に応じて行う方法とを組み合
わせて用いるようにしても良い。

【００９７】次に、図１に示した補正制御回路１５につ
いて説明する。本例においては、図１に示した補正制御
回路１５が、温度センサ７からの温度データに基いてシ
ステムコントローラ４を介してタイミングジェネレータ
５に制御信号を供給し、ＣＣＤ素子２における電荷の蓄
積時間を通常の蓄積時間からこの通常の蓄積時間より長
い蓄積時間の範囲内で可変するようにする。

【００９８】ＣＣＤ素子２における電荷蓄積時間を通常
の蓄積時間より長くすると、出力する画像のコマ数が減
る代わりに、同一光量下では出力信号の振幅が大きくな
り、欠陥画素の検出時においては、これが検出のＳ／Ｎ
向上要因となる。特にＣＣＤ素子２は低温下においては
その出力のＳ／Ｎが高温下と比較して劣化し易いので、
このように電荷蓄積時間を通常より長くすることは非常
に有効となる。

【００９９】従って、本例においては、補正制御回路１
５が温度センサ７からシステムコントローラ４を介して
供給される（尚、温度センサ７または検出前処理回路２
１から直接供給されるようにしても良い）温度データを
検出し、温度が低いときには、その温度に対応して、シ
ステムコントローラ４を介してタイミングジェネレータ
５に制御信号を供給してＣＣＤ素子２における電荷蓄積
時間を通常より長くさせ、温度が高い場合には通常のま
まとする。

【０１００】このようにすると、ＣＣＤ撮像素子２が低
温下で使用されたり、また、電源投入直後でＣＣＤ素子
２が低温であっても出力のＳ／Ｎが劣化することがな
く、これによって検出精度を向上させ、良好な欠陥画素
検出を行うことができると共に、より広い温度条件下
（外気温、ＣＣＤ素子２自体の温度）のもとでの検出を
行うことができる。

【０１０１】また、この補正制御回路１５は、温度セン
サ７からシステムコントローラ４を介して供給される温
度データを基準温度データと比較し、基準温度データよ
り供給された温度データが低いときには補正回路１６に
供給する制御信号をローレベル“０”にし、基準温度デ
ータより供給された温度データが高いときには補正回路
１６に供給する制御信号をハイレベル“１”にする。

【０１０２】後述するが、この制御信号がローレベル
“０”、即ち、ＣＣＤ素子２の温度が低いときには、補
正回路１６の増幅回路のゲインを可変する。これによっ
て補正回路１６が各加算回路９、１０及び１１に供給す
る補正信号のレベルを可変することができる。

【０１０３】またこの補正制御回路１５は、後述する補
正回路１６のアナログスイッチ８８（図１９参照）にマ
スク信号（アナログスイッチ８８のイネーブル信号）を
供給し、温度上昇によって欠陥画素が出力する信号のレ
ベルが補正回路１６が補正しきれないレベルとなった場
合にその欠陥画素に対する補正を行わないようにする。

【０１０４】次に、この補正回路１６について図１９を
参照して説明する。

【０１０５】この図１９において、８４は図１に示した
補正制御回路１５からの制御信号が供給される入力端子
で、この入力端子８４に供給された制御信号によってス
イッチ８５のオン／オフを制御する。また８０は温度セ
ンサ７からの温度情報が供給される入力端子で、この入
力端子８０を温度特性回路８１の入力端子に接続する。
この温度特性回路８１は、入力端子８０を介して供給さ
れた温度データを微小白点（欠陥画素の出力の内正極の
出力）特性に合致するように変換し、この変換によって
得た出力を温度変換回路８２に供給する。

【０１０６】この温度変換回路８２は、温度特性回路８
１の出力端を抵抗器Ｒ１を介して演算増幅回路８３の反
転入力端子（−）に接続し、この演算増幅回路８３の出
力端子をＤ−Ａコンバータ８７の入力端子に接続し、こ
の演算増幅回路８３の出力端子を抵抗器Ｒ１及び温度特
性回路８１の接続点に抵抗器Ｒ３、Ｒ２、スイッチ８５
の直列回路を介して接続し、更に抵抗器Ｒ３及びＲ２の
接続点を演算増幅回路８３の反転入力端子（−）に接続
し、この演算増幅回路８３の非反転入力端子（＋）を接
地して構成される。

【０１０７】この図から分かるように、補正制御回路１
５から入力端子８４を介して供給される制御信号がロー
レベル“０”のときには、この温度変換回路８２のゲイ
ンが大きくなり、この制御信号がハイレベル“１”のと
きにはこの温度変換回路８２のゲインは小さくなる。

【０１０８】従って温度特性回路８１からの出力はその
ときに制御信号に応じたゲインで演算増幅回路８３によ
って増幅され、この後Ｄ−Ａコンバータ８７の基準電圧
としてＤ−Ａコンバータ８７の基準電圧入力端子に供給
される。このＤ−Ａコンバータ８７はシステムコントロ
ーラ９０がメモリ（例えばＲＯＭ等）８９から読みだし
た欠陥画素のレベルデータを温度変換回路８２からの基
準電圧に基いてアナログ信号に変換し、このアナログ信
号をアナログスイッチ８８に供給する。

【０１０９】ここでメモリ８９には上述した欠陥画素の
レベルデータの他にそのレベルデータのアドレスデータ
等が記憶されており、システムコントローラ９０はこの
メモリ８９に記憶された欠陥画素のレベルデータをＤ−
Ａコンバータ８７に供給すると共に、その欠陥画素のレ
ベルデータに対応するアドレス信号、即ち、アナログス
イッチ８８にＧ、Ｒ及びＢチャンネルのどのチャンネル
の補正かを示すパルスをアナログスイッチ８８に供給す
る。

【０１１０】このアナログスイッチ８８はＤ−Ａコンバ
ータ８７から供給される補正信号をシステムコントロー
ラ９０からのアドレス信号に応じてＧチャンネル用の出
力端子９１、Ｒチャンネル用の出力端子９２またはＢチ
ャンネル用の出力端子９３の何れかを介して図１に示し
た加算回路９、１０または１１に供給すると共に、入力
端子８６を介して補正制御回路１５から供給されるマス
ク信号に従ってＤ−Ａコンバータ８７から供給される補
正信号の出力端子９１、９２または９３への供給を決定
する。

【０１１１】さて、この補正回路１６の動作について図
２０を参照して説明する。

【０１１２】この図２０Ａは図１に示したサンプリング
回路３からの出力を示し、この図２０Ａに示すように、
斜線で示す突出部分は温度依存性を持つ電荷のオフセッ
トであり、光電変換のための蓄積時間に比例してレベル
が大となる性質を有する。即ち、これが映出画像上にお
いて特異なレベルの出力となる欠陥画素の一つである。

【０１１３】ここでこの図２０Ａに示す波形に図２０Ｂ
に示す波形を加算する欠陥画素補正を行うことによって
欠陥画素による出力をキャンセルすることができる。し
かしながら欠陥画素の出力レベルは時間が経過するにつ
れて変化するものがあり、図２０Ａに破線で示すよう
に、時間の経過に伴って波形の内１つの欠陥画素が出力
するレベルがｐ２０のように大きくなる場合がある。

【０１１４】このような場合は欠陥画素の出力に対する
補正を行っても図２０Ａに破線で示すレベル増大分ｐ２
０が特異なレベルの出力となって出力に現れてしまう。
ここで欠陥画素の出力の補正を行うと、図２０Ｃに示す
ように、図２０Ａに示したレベル増大分ｐ２０の対応部
分を１つ前の出力で置き換えてしまう。

【０１１５】そしてこの図２０Ｃに示すような状態で図
２０Ｂに示す波形を用いて欠陥画素補正を行うと、図２
０Ｄに斜線で示すように、図２０に破線で示したレベル
増大分ｐ２０に対応する逆の極性の出力が現れることと
なる。

【０１１６】そこで本例においては、図２０Ｅに示す如
きマスク信号（例えば２クロック分のパルス）を補正制
御回路１５で発生させるようにし、このマスク信号を図
１９に示した入力端子８６を介してアナログスイッチ８
８に供給し、このアナログスイッチ８８がこの図２０Ｅ
に示すマスク信号がハイレベル“１”の場合には出力を
行わないようにし、これによって図２０Ｆに破線で示す
ように、図２０Ｂに示したレベル増大分ｐ２０と逆の極
性の部分ｐ２１をマスクする。

【０１１７】従って、温度によって出力レベルが変わる
欠陥画素の出力を正確に補正することができ、これによ
って欠陥画素の出力に対する補正の精度を高め、良好な
欠陥画素の補正を行うことができる。

【０１１８】また、上述したように、この補正回路１６
においては、補正制御回路１５からの制御信号（スイッ
チング信号）によって図１９に示した温度変換回路８２
のゲインを変えるようにする。

【０１１９】これについて図２１を参照して説明する。

【０１２０】この図２１Ａは図１に示したサンプリング
回路３からの出力を示し、この図２１Ａに示すように、
斜線で示す突出部分、即ち、既に存在していた欠陥画素
の出力２２は温度依存性を持つ電荷のオフセットであ
り、光電変換のための蓄積時間に比例してレベルが大と
なる性質を有する。即ち、これが映出画像上において特
異なレベルの出力となる欠陥画素の一つである。

【０１２１】ここでこの図２１Ａに示す波形に図２１Ｂ
に示す波形を加算する欠陥画素補正を行うことによって
欠陥画素による出力をキャンセルすることができる。し
かしながら、図２１Ａに破線で示すように、突発的に特
異なレベル出力ｐ２３が現れたとき（突発的に通常の画
素が欠陥画素と判断される特異なレベルを出力する）、
もしここで欠陥画素の出力の補正を行うにあたり、例え
ば上述した電荷蓄積時間を通常より長くしているような
場合（例えば２倍として説明する）は、図２１あに示し
た各欠陥画素による出力ｐ２２やｐ２３のレベルは図２
１Ｃに示すように２倍のレベルとなる。

【０１２２】ここで図２１Ｂに示す波形で欠陥画素の出
力の補正を行った場合は、図２１Ｄに示すように、通常
の欠陥画素の出力に対する補正でキャンセルされていた
図２１Ａに示す既に存在していた欠陥画素の出力ｐ２２
まで出力に現れ、これらを欠陥画素として検出してしま
う。

【０１２３】そこで本例においては、補正制御回路１５
からの制御信号で図１９に示したスイッチ８５をオフに
して温度変換回路８２のゲインをアップすることによ
り、Ｄ−Ａコンバータ８７の基準電圧を例えば２倍に
し、これによってシステムコントローラ９０からの欠陥
画素の出力レベルを図２１Ｅに示すように２倍にする。

【０１２４】このようにすると、図２１Ｆに示すよう
に、新たな欠陥画素の出力ｐ２３対応部分だけが残り、
これについて補正を行うことができるようになる。従っ
て、突発的に発生した欠陥画素の出力を適切に検出で
き、この検出した欠陥画素に対して適切な補正処理を行
うことができ、これにより良好な欠陥画素の検出及びそ
の補正を行うことができる。また、検出対象外の欠陥画
素の出力を誤検出することがない。

【０１２５】次に、図２２を参照して図１に示した検出
前処理回路２１について説明する。

【０１２６】この図２２において、１００は図１のスイ
ッチ２０の可動接点２０ｅからの信号（加算回路９、１
０または１１、または温度センサ７からの温度情報）が
供給される入力端子で、この入力端子１００を介して供
給される信号が抵抗器Ｒ４を介して増幅回路１０２及び
遅延素子１０１に夫々供給される。

【０１２７】この検出前処理回路２１においては、サン
プリング周波数の成分による検出誤差の軽減を主な目的
としている。従って、上述した抵抗器Ｒ４及び遅延素子
１０１で誤検出の対象となる入力信号中のキャリア成分
を除去し、このキャリア成分を除去した入力信号を例え
ば数十倍のゲインを持つ増幅回路１０２で増幅し、この
増幅した入力信号をＡ−Ｄコンバータ１０３でディジタ
ル信号に変換し、この変換によって得たディジタル信号
を出力端子１０４を介して図１に示した検出回路２２に
供給するようにする。この検出前処理回路２１を用いた
場合は、例えば数ｍＶの検出対象レベルが１００ｍＶｐ
−ｐのキャリア成分に加算されていてもその数ｍＶの検
出対象レベルを検出回路１５に供給することができる。

【０１２８】次に、図２３を参照して、この検出前処理
回路２１の動作について説明する。

【０１２９】図２２の入力端子１００を介して検出前処
理回路２１に、図２３Ａに示すような信号の一部分に斜
線で示す突出部分ｐ３０（例えば欠陥画素の出力信号に
よるものとする）がある信号が入力された場合に、も
し、図２２に示した遅延素子１０１がインピーダンスマ
ッチングされていれば、抵抗器Ｒ４を通過した信号は、
図２３Ｂに示すように、図２３Ａの波形における突出部
分ｐ３０が斜線で示す突出部分ｐ３１となる。

【０１３０】そしてこの図２３に示す信号が図２２に示
した遅延素子１０１で遅延されると図２２に矢印ｄｌで
示すポイントで位相が１８０度反転し、反射した波形は
図２３Ｃに示すように、図２３Ｂの波形における突出部
分ｐ３１の位相が反転（他の部分も同様である）し、更
に１周期分の時間だけ遅延されたものとなる。

【０１３１】従って、図２２に示す増幅回路１０２に供
給される信号は、図２３Ｂに示す波形と図２３Ｃに示す
波形を加算した波形、即ち、図２３Ｄに示す如き、図２
３Ａに斜線で示した突出部分ｐ３０だけが取り出された
波形となる。そしてこの図２３Ｄに示す波形が図２２に
示した増幅回路１０２で図２３Ｅに示すように検出回路
２２において欠陥画素であると判断するためのスレッシ
ュホールドレベルＴｈを越えたレベルを持つ電圧になさ
れ、これがＡ−Ｄコンバータ１０３でディジタル信号に
変換された後に、後述する検出回路２２に供給される。

【０１３２】従って、欠陥画素による出力だけを正確に
取り出すことができ、これによって良好な欠陥検出を行
い、良好な欠陥画素の出力に対する補正を行うことがで
きる。尚、温度センサ７からの温度情報は別に設けたＡ
−Ｄコンバータでディジタル信号にし、直接各部に供給
するようにしても良い。

【０１３３】次に、図２４を参照して図１に示した検出
回路２２について説明する。

【０１３４】この図２４において、１１０は図１に示し
た検出前処理回路２１からの検出前処理したディジタル
信号が供給される入力端子で、この入力端子１１０から
のディジタル信号は加算回路１１２及び減算回路１１１
に夫々供給される。

【０１３５】加算回路１１２は入力端子１１０を介して
供給された入力信号とフィードバックされた信号を加算
し、この加算出力を時定数回路１１３を介してフリップ
・フロップ回路１１４に供給する。このフリップ・フロ
ップ回路１１４は後述するコンパレータ１１６からの出
力信号に基いて時定数回路１１３からの出力信号を減算
回路１１１に供給すると共に、先に説明したように再び
加算回路１１２へとフィードバックさせる。またこれら
加算回路１１２、時定数回路１１３及びフリップ・フロ
ップ回路１１４でローパスフィルタを構成している。従
って、フリップ・フロップ回路１１４から出力される信
号は元の信号のいわゆるひげやノイズ成分が除去された
直流の近傍画素の平均レベルの信号となる。

【０１３６】このフリップ・フロップ回路１１４からの
出力は減算回路１１１に供給され、この減算回路１１１
において、入力端子１１０を介して供給された入力信
号、即ち、欠陥画素による出力である可能性を有する信
号からこのフリップ・フロップ回路１１４の出力信号が
減算される。この減算によって得られた信号は絶対値回
路１１５に供給される。この絶対値回路１１５は減算回
路１１１からの信号の絶対値を得る。即ち、上述した欠
陥画素の出力による白点（白傷）及び欠陥画素の出力に
よる黒点（黒傷）のレベルを同一の極性にした後にコン
パレータ１１６に供給すると共に、減算回路１１１から
供給された信号が白傷による信号か黒傷による信号かを
判別し、その判別の結果に応じて制御信号（フラグ）を
発生し、この制御信号をスイッチ１１９に供給し、スイ
ッチ１１９の切り換えを制御する。

【０１３７】このスイッチ１１９の一方の固定接点１１
９ａを正極のスレッシュホールド信号を出力するスレッ
シュホールド回路１１７の出力端子に接続し、他方の固
定接点１１９ｂを負極のスレッシュホールド信号を出力
するスレッシュホールド回路１１８の出力端子に接続
し、可動接点１１９ｃをコンパレータ１１６の一方の入
力端子に接続する。

【０１３８】このスイッチ１１９は白傷に対応したスレ
ッシュホールドレベル（正極の信号）を発生するスレッ
シュホールド回路１１７からのスレッシュホールドレベ
ル信号と、黒傷に対応したスレッシュホールドレベル
（負極の信号）を発生するスレッシュホールド回路１１
８からのスレッシュホールドレベル信号とを絶対値回路
１１５からの制御信号に応じて選択的にコンパレータ１
１６に供給するスイッチである。尚、スレッシュホール
ド回路１１７、１１８は、メモリに記憶したスレッシュ
ホールドレベルデータを読み出し回路で読み出し、これ
をＤ−Ａコンバータでアナログ信号に変換する構成で
も、単なるアナログ電圧を発生させる回路構成でも、シ
ステムコントローラ４内部の回路でも良い。

【０１３９】コンパレータ１１６は絶対値回路１１５か
らの絶対値信号とこのスイッチ１１９を介してスレッシ
ュホールド回路１７または１８から供給されるスレッシ
ュホールドレベル信号を比較し、スレッシュホールドレ
ベル信号より絶対値信号が大きい場合に対応する画素か
らの出力を欠陥画素による出力と判断し、フリップ・フ
ロップ回路１１４に制御信号を供給させて、対応する欠
陥画素の出力がフリップ・フロップ回路１１４に入力さ
れないようにする。これは欠陥画素の出力を近傍画素の
平均レベルを得るために用いると平均値に擾乱を招くこ
とになるからである。

【０１４０】ここで、上述の加算回路１１２、時定数回
路１１３及びフリップ・フロップ回路１１４で構成され
るローパスフィルタ（以下、フィルタと記述する）がど
のようにして上述した近傍画素の平均値を得るかについ
て説明する。

【０１４１】このフィルタが出力するのは、水平方向に
手前の画素の加重平均である。いま、水平アドレスがｋ
の画素に着目しているとする。ｋなるアドレスの画素の
レベルをＰｋとすると、ｋの時点でのフィルタの出力
（近傍画素の平均レベル）Ｐｋｍは（１／２Ｐｋ−１）
＋（１／４Ｐｋ−２）＋（１／８Ｐｋ−３）＋（１／１
６Ｐｋ−４）＋・・・・＋｛（１／２のｎ乗）Ｐｋ−ｎ
＋・・・・となる。従って実効的には手前数画素の加重
平均といえる。

【０１４２】さて、次に上述の検出回路２２の動作につ
いて説明する。

【０１４３】入力端子１１０を介して検出前回路２１か
らのディジタル信号が加算回路１１２及び減算回路１１
１に供給される。加算回路１１２からの出力は時定数回
路１１３を介してフリップ・フロップ回路１１４に供給
される。

【０１４４】一方、減算回路１１１の出力が絶対値回路
１１５に供給されると、この絶対値回路１１５におい
て、その入力信号の極性を検出し、この検出結果に基い
て白傷による信号か黒傷による信号かを判断し、その判
断結果に基いた制御信号をスイッチ１１９に供給すると
共に、入力信号を絶対値データに変換し、その変換デー
タをコンパレータ１２０の他方の入力端子に供給する。

【０１４５】一方、スイッチ１１９は絶対値回路１１５
からの制御信号に基いて可動接点１１９ｃを一方または
他方の可動接点１１９ａまたは１１９ｂに接続する。そ
の結果スレッシュホールド回路１１７または１１８から
の正（白傷用）または負（黒傷用）のスレッシュホール
ドレベル信号が読みだされ、この読みだされたスレッシ
ュホールドレベル信号がコンパレータ１１６の一方の入
力端子に供給される。

【０１４６】そしてこのコンパレータ１１６は絶対値回
路１１５からの絶対値データ及びスレッシュホールド回
路１１７または１１８から供給されたスレッシュホール
ドレベル信号が比較し、スレッシュホールドレベル信号
より絶対値データが大きいときには、欠陥画素と判断
し、出力端子１２０を介して欠陥画素を検出したことを
示す信号を図１に示したシステムコントローラ４に供給
すると共に、フリップ・フロップ回路１１４に制御信号
を供給し、時定数回路１１３からの信号を取り込まない
ようにする。これによって欠陥画素の出力による近傍画
素平均レベルの擾乱を防止することができる。

【０１４７】このように、検出回路２２においては検出
するべき信号が欠陥画素の負の出力による黒傷によるも
のかまたは欠陥画素の正の出力による白傷によるものか
を判断し、白傷と判断した場合には白傷用のスレッシュ
ホールドレベル信号を用いて欠陥画素による出力か否か
を判断し、黒傷と判断した場合には黒傷用のスレッシュ
ホールドレベル信号を用いて欠陥画素による出力か否か
を判断するようにしたので、いわゆるひげやノイズ等に
よる誤検出を防止し、良好な検出を行うようにすること
ができる。

【０１４８】以上説明したように、本例においては、欠
陥画素の検出のときには、システムコントローラ４から
の制御信号によって図１に示したスイッチｓｗ２をオフ
にし、シャッタイネーブル信号をタイミングジェネレー
タ５に供給しないようにしたので、ＣＣＤ素子２におけ
る電荷蓄積時間を短くするシャッタ動作に起因する出力
信号のＳ／Ｎの劣化を低減し、良好な検出を行えるよう
にすることができる。

【０１４９】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。

【０１５０】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、欠陥画素の検
出時に、電子シャッタ手段の動作を強制的にオフとする
ようにしたので、ＣＣＤ素子２における電荷蓄積時間を
通常の蓄積時間より短くするいわゆるシャッタ動作によ
る欠陥画素の検出のＳ／Ｎの劣化を低減し、欠陥画素の
検出を良好に行うことができる利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラを示す構成図である。

【図２】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラのサンプリング回路の説明に供する波形図であ
る。

【図３】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラで検出される欠陥画素の説明に供する波形図で
ある。

【図４】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラで行われる映像信号の欠陥成分の相殺の説明に
供する波形図である。

【図５】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラのサンプリング回路を示す構成図である。

【図６】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラのサンプリング回路の説明に供する波形図であ
る。

【図７】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラのサンプリング回路の説明に供する波形図であ
る。

【図８】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラの他のサンプリング回路を示す構成図である。

【図９】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビデ
オカメラのシステムコントローラを示す構成図である。

【図１０】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタを示す構成図である。

【図１１】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１２】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１３】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１４】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１５】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１６】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１７】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１８】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラのレジスタの動作の説明に供する説明図であ
る。

【図１９】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラの補正回路を示す構成図である。

【図２０】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラの補正回路の説明に供する波形図である。

【図２１】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラの補正回路の説明に供する波形図である。

【図２２】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラの検出前処理回路を示す構成図である。

【図２３】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラの検出前処理回路の説明に供する波形図であ
る。

【図２４】本発明固体撮像装置の一実施例を適用したビ
デオカメラの検出回路を示す構成図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 5/30 - 5/335 H04N 5/217

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の各画素の内、特異なレベルの信号を
   出力する欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、前記固体撮像素子の出力信号を出力する通常動作時にお
   いて、 前記固体撮像素子への電荷の蓄積時間を変化させ
   るように制御する電子シャッタ手段と、前記欠陥画素検出手段による 欠陥画素の検出の際に、前
   記固体撮像素子の電荷蓄積時間を変化させないように、
   前記電子シャッタ手段の動作を強制的にオフとする制御
   手段とを備えたことを特徴とする固体撮像装置。