JP3360346B2 - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JP3360346B2 JP07690193A JP7690193A JP3360346B2 JP 3360346 B2 JP3360346 B2 JP 3360346B2 JP 07690193 A JP07690193 A JP 07690193A JP 7690193 A JP7690193 A JP 7690193A JP 3360346 B2 JP3360346 B2 JP 3360346B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCCD固体撮像素子等を
使用した固体撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にCCD等の半導体で形成した固体
撮像素子では、半導体の局部的な結晶欠陥等の欠陥画素
が生じることがあり、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。この
欠陥画素に起因する画質劣化をなくすために、CCD等
を用いた固体撮像装置において従来より欠陥補正が行わ
れていた。
【0003】従来の欠陥補正においては、固体撮像素子
の出荷選別時に、その固体撮像素子に含まれる欠陥画素
を検出し、その欠陥画素に関する欠陥データをROMに
記憶させ、このROMをこの固体撮像素子と対にして出
荷し、通常の撮像時に、このROMに記憶保持された欠
陥データに基づいて、この固体撮像素子の欠陥画素を特
定し、その欠陥画素についての画素信号に対して欠陥補
正を行うようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
欠陥補正では、この固体撮像素子の出荷選別段階でRO
Mに記憶保持した欠陥データを用いて欠陥補正を行うよ
うにしていたので、半導体の局部的な結晶欠陥等に伴う
画素欠陥には対応できるものの、この固体撮像素子のビ
デオカメラへの組込み時の静電破壊や、ビデオカメラの
搭載後の経時変化に伴う欠陥変化には対応できない不都
合があった。
【0005】また、この固体撮像素子とROMとを対に
したものでは製造に手間がかかると共にこのROMが付
属となることから価格が高くなり、且つ全体のサイズが
大きくなる不都合があった。
【0006】本発明は斯る点に鑑み固体撮像素子と対と
なる欠陥データを記憶したROMを必要とすることな
く、欠陥画素を確実に補正できるようにすると共に静電
破壊や、ビデオカメラ搭載後の経時変化に伴う欠陥変化
にも対応できるようにすることを目的とする。
【0007】
【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に示す如く、固体撮像素子1と、この固体撮
像素子1の出力信号が供給される欠陥補正回路2と、こ
の固体撮像素子1の出力に基づいて欠陥を検出する欠陥
検出回路3とを有し、この欠陥検出回路3の出力信号に
基づいてこの欠陥補正回路2でこの固体撮像素子1の欠
陥補正を行うようにした固体撮像装置において、この欠
陥検出回路3は、水平方向に(n+2)個及び垂直方向
に3個の画素信号が記憶できるメモリ3aと、加算回路
3bと、周辺画素信号との相関関係を検出する相関検出
手段3cとを備え、奇数フィールドあるいは偶数フィー
ルドに対応する画素信号を水平方向に個及び垂直方向
に3個、各フィールド毎に水平方向に1画素づつずらし
て選択し、選択された画素信号とこのメモリ3aに記憶
されている画素信号とを同じ画素位置からの画素信号同
士を加算し、加算した画素信号をフレーム毎に1画素づ
つ水平方向にずらしてこのメモリ3aに記憶し、ずらす
方向側の端より3列(水平方向に3個、垂直方向に3
個)内に記憶されている(n−1)回加算された検査画
素信号とその垂直及び水平方向を含む(n−1)回加算
された周辺画素信号とをこの相関検出手段で相関関係を
検出して欠陥画素を検出するようにしたものである。
【0008】また本発明固体撮像装置は例えば図1,図
3に示す如く上述において、相関検出手段3cは画素信
号レベルを比較する比較回路である。
【0009】
【0010】
【作用】斯る本発明においては、固体撮像素子1よりの
出力信号より、欠陥画素を検出し、この検出された欠陥
画素に基づいて欠陥補正を行なっているので、固体撮像
素子1と対となる欠陥データを記憶したROMを必要と
することなく、欠陥画素を確実に補正できると共に静電
破壊や、ビデオカメラ搭載後の経時変化等に伴う欠陥変
化にも対応できる。また同一画素信号を所定数のフレー
ムに亘って加算した画素信号の相関関係を検出している
のでS/Nが改善され検出精度が向上する。
【0011】
【実施例】以下図面を参照して本発明固体撮像装置の一
実施例につき説明する。図1において、1はCCD撮像
素子を示し、被写体からの入射光を撮像レンズ、光学フ
ィルタを介して、このCCD撮像素子1の撮像面に導く
如くする。本例においては説明を簡単にするため、この
CCD撮像素子1は白黒映像信号が得られるものとす
る。
【0012】このCCD撮像素子1の電荷転送方式とし
て例えばインターライン転送方式とする。この場合はフ
ィールド毎に画素の加算する組み合わせが変わるので、
一つの画素に欠陥があっても、奇数フィールド及び偶数
フィールドの両フィールドに欠陥が現れるため、この両
フィールドで欠陥補正が必要である。
【0013】このCCD撮像素子1の各画素の読出し
と、垂直及び水平転送の各駆動制御は、タイミング発生
回路4で発生される各種タイミング信号に基づいてドラ
イブ回路5によって行なわれる。このCCD撮像素子1
の撮像出力信号(CCD出力信号)は、サンプルホール
ド回路6でサンプルホールドされ、かつA−D変換器7
でディジタル化された後、欠陥補正回路2及び欠陥検出
回路3に供給される。
【0014】この欠陥補正回路2は欠陥検出回路3で検
出された欠陥画素について、リアルタイムで、その画素
信号を例えば前後の画素信号の平均値で置換するいわゆ
る平均値補間によって欠陥補正を行う。
【0015】次に本例の特徴とする欠陥検出回路3につ
き説明する。本例においてはA−D変換回路7の出力側
に得られるディジタル化された撮像出力信号をセレクタ
3dを介して加算回路3b及びメモリ3aに供給する如
くする。
【0016】このメモリ3aとしては水平方向に(n+
2)個及び垂直方向に3個の(n+2)×3個の画素信
号を記憶できる如くする。このnを大きくすれば本例で
は加算平均するので、この加算平均する回数が増えるた
め、より検出精度が向上する。しかしながら、このnの
増大は使用するメモリ3aの容量を増加させるためあま
り大きくすることは好ましくない。本例においては、こ
のメモリ3aとして水平方向に7個の画素信号を記憶で
きる如くすると共に垂直方向に3個の画素信号を記憶で
きる21個の記憶素子20a,20b,‥‥20g、2
1a,‥‥21g、22a,‥‥22gより構成する。
【0017】この場合、本例においてはセレクタ3dは
フレーム毎に一方のフィールド例えば奇数フィールドの
画面における水平方向に5個、垂直方向に3個の計15
個の画素信号をアドレスカウンタ3eの指示に従って通
過する如くする。この場合フレーム毎に水平方向に1画
素信号づつずらした15個の画素信号を通過する如くす
る。
【0018】また本例においてはフレーム毎に、このセ
レクタ3dよりの15個の画素信号とすでにメモリ3a
に記憶されている同一の画素信号とを加算回路3bで加
算し、この加算回路3bよりの加算信号を平均回路3f
で平均して、メモリ3aの所定の記憶素子に記憶する如
くする。
【0019】この場合、本例においては、図2Aに示す
如くこのメモリ3aの水平方向に5個及び垂直方向へ3
個の3×5個の15個の記憶素子20c,20d‥‥2
0g,21c‥‥21g,22c‥‥22gを使用して
この加算平均の画素信号を記憶する如くすると共にこの
メモリ3aの左端より2列の記憶素子20a,20b,
21a,21b,22a,22bには記憶素子20c,
21c,22cに得られた4回加算平均した画素信号が
フレーム毎に順次供給され2フレーム間保持する如くな
す。
【0020】従って本例においては図2Eに示す如く、
このメモリ3aの9個の記憶素子20a,20b,20
c,21a,21b,21c,22a,22b,22c
を検査領域23とする。本例においてはこの水平方向に
3個及び垂直方向に3個の3×3個の記憶素子20a,
20b,20c,21a,21b,21c,22a,2
2b,22cの中心の記憶素子21bに記憶されている
画素信号を検査画素信号とする。
【0021】本例においてはセレクタ3gにより選択し
て記憶素子21bに記憶した検査画素信号をレベルを比
較する比較回路3cの一方の入力端子に供給すると共に
この比較回路3cの他方の入力端子にこの記憶素子21
bの周辺の8個の記憶素子20a,20b,20c,2
1a,21c,22a,22b,22cに夫々記憶した
画素信号を時分割で夫々順番に供給して比較して、大小
関係を比較し、この検査画素信号のレベルが周辺の8個
の画素信号のレベルより大きいとき(白点欠陥の場合)
に、この検査画素信号に対応する画素を欠陥画素と判定
する。
【0022】この比較回路3cにおいて欠陥画素を検出
したときには、その欠陥画素の位置をアドレスカウンタ
10によりアドレス変換し、RAM11に格納し、補正
パルス発生回路12より、このアドレスで補正パルスを
欠陥補正回路2に供給する如くする。この欠陥補正回路
2で欠陥補正された撮像出力信号は、信号処理回路8に
より各種の信号処理が施されてビデオ信号としてビデオ
出力端子9に導出される。
【0023】ここでこの欠陥検出回路につき更に述べる
に、CCD撮像素子1から得られる画素信号の空間的配
列の一例は図4に示す如く、n−1ラインの画素信号が
11,A12,A13‥‥でnラインの画素信号がA21,A
22,A23‥‥でn+1ラインの画素信号がA31,A32
33‥‥であったとする。また、この図4の空間的画素
信号の配列においてnラインの画素信号A25に対応する
画素が欠陥であったとする。
【0024】今、図2Aに示す如くメモリ3aの記憶素
子20c,20d‥‥20gに画素信号A11,A12‥‥
15、記憶素子21c,21d‥‥21gに画素信号A
21,A22‥‥A25、記憶素子22c,22d‥‥22g
に画素信号A31,A32‥‥A35が記憶されていたとす
る。この場合セレクタ3dによる画素信号の選択はフレ
ーム毎に水平方向へ1画素づつずらして処理しているの
で、常にメモリ3aの左端より第3番目の列の記憶素子
20c,21c,22cに記憶されている画素信号が4
回加算平均された信号となる。
【0025】この場合加算平均処理しているため、欠陥
画素に対応する画素信号は周囲の画素信号の平均画素レ
ベルよりも大きく(白点欠陥の場合)なる。
【0026】この画素信号A25に対応する画素が欠陥で
あったときには図2Aに示す如く右端の記憶素子21g
に記憶されており、次のフレームの奇数フィールドでは
図2Bに示す如くこの画素信号A25は1回加算平均され
たものとなり、右端より2番目の記憶素子21fに記憶
され、順次同様にして第4番目のフレームでは図2Cに
示す如く、この画素信号A25は3回加算平均されたもの
となり、右端より4番目の記憶素子21dに記憶され、
第5番目のフレームでは図2Dに示す如く、この画素信
号A25は4回加算平均されたものとなり、端より3番
目の記憶素子21cに記憶され、検査領域23に入る。
【0027】第6番目のフレームでは図2Eに示す如
く、画素信号A25は記憶素子21bに記憶され検査画素
信号となる。その他の画素信号も同様である。
【0028】この場合検査領域23の記憶素子20a,
20b及び20cに記憶されているn−1ラインの画素
信号A14,A15及びA16は図3Aに示す如く欠陥画素に
対応せず、そのレベルは比較的小であり、また記憶素子
21a及び21cに記憶されているnラインの画素信号
24及びA26と記憶素子22a,22b及び22cに記
憶されているn+1ラインの画素信号A34,A35及びA
36とは図3B及びCに示す如く欠陥画素に対応せず、そ
のレベルは比較的小さく、この検査画素信号である画素
信号A25は図3Bに示す如く、欠陥画素に対応し、その
レベルは比較的大きい。
【0029】即ち画素信号A25は8個の周辺画素信号A
14,A15,A16,A24,A26,A34,A35,A36と大小
関係(相関関係)を比較回路3cで調べたときに、この
画素信号A25はこの8個の周辺画素信号A14,A15,A
16,A24,A26,A34,A35,A36より大きいので、こ
の画素信号A25に対応する画素が欠陥画素であると判定
し、この欠陥画素の位置をアドレスとしてRAM11に
記憶する如くする。
【0030】上述を奇数フィールド及び偶数フィールド
の全画素信号に亘って行い欠陥画素のアドレスをRAM
11に記憶し、このRAM11に記憶された欠陥画素の
アドレスに応じて補正パルスを欠陥補正回路2に送出し
て、欠陥補正を行う如くする。
【0031】以上述べた如く、本例によれば固体撮像素
子1よりの撮像出力信号より欠陥画素を検出し、この検
出された欠陥画素に基づいて欠陥補正を行なうので、こ
の固体撮像素子1と対となる欠陥データを記憶したRO
Mを必要とすることなく、欠陥画素を確実に補正できる
と共に静電破壊や、ビデオカメラ搭載後の経時変化等に
伴う欠陥変化にも対応できる利益がある。
【0032】また、本例においては欠陥検出回路3のメ
モリ3aとして、(n+2)×3個例えば7×3個の画
素信号を記憶できる記憶素子より構成したものを使用す
る如くしたので、このメモリ容量を非常に少なくでき、
回路規模、消費電力を小さくできる利益がある。
【0033】また本例においては欠陥検出回路3におい
て同一画素信号を所定数のフレーム例えば5フレームに
亘って加算し、これにより相関関係を検出しているので
S/Nが改善され検出精度が向上する利益がある。
【0034】尚上述実施例においてはCCD撮像素子1
として白黒映像信号を得るものを使用した例につき述べ
たが、このCCD撮像素子としてカラーCCD撮像素子
を用いたときにおいても例えば現在の主流である補色市
松の色フィルタを用いた際にはインターライン転送方式
の読み出しにより各フィールドにおいて4種類の色加算
された出力信号が得られるが、同色信号のみを上述の同
様に処理すれば、上述と同様に欠陥画素を検出すること
ができ、上述同様の作用効果が得られることは容易に理
解できよう。この場合各フィールドの4色について平行
して同時処理するか、順番に処理するかはいずれも可能
である。このときの平行同時処理は総処理時間は短くな
るが、当然ながら回路規模が大きくなる。
【0035】また上述実施例ではCCD撮像素子の白点
欠陥につき述べたが、黒点欠陥のときは図1実施例にお
ける比較回路3cにおいて、周辺画素信号のレベルに達
しないときを欠陥と判定するようにすれば上述と同様に
本例を適用できることは勿論である。
【0036】また上述実施例においては、検査画素信号
と周辺画素信号との大小関係により欠陥を検出する如く
述べたが、この代わりにその他の相関検出例えばフィル
タリング、微分処理等を用いても上述同様の作用効果が
得られることは勿論である。
【0037】また本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が取り
得ることは勿論である。
【0038】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば固体撮
像素子1よりの撮像出力信号より欠陥画素を検出し、こ
の検出された欠陥画素に基づいて欠陥補正を行なうの
で、この固体撮像素子1と対となる欠陥データを記憶し
たROMを必要とすることなく、欠陥画素を確実に補正
できると共に静電破壊や、ビデオカメラ搭載後の経時変
化等に伴う欠陥変化にも対応できる利益がある。
【0039】また本発明においては欠陥検出回路3のメ
モリ3aとして(n+2)×3個例えば7×3個の画素
信号を記憶できる記憶素子より構成したものを使用する
如くしたので、このメモリ容量を非常に少なくでき、回
路規模、消費電力を小さくできる利益がある。
【0040】また本発明においては欠陥検出回路3にお
いて同一画素信号を所定数のフレーム例えば5フレーム
に亘って加算し、これにより相関関係を検出しているの
でS/Nが改善され検出精度が向上する利益がある。
【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示す構成図で
ある。
【図2】本発明の説明に供する線図である。
【図3】本発明の説明に供する線図である。
【図4】画素信号の空間的配列図である。
【符号の説明】 1 CCD撮像素子 2 欠陥補正回路 3 欠陥検出回路 3a メモリ 3b 加算回路 3c 比較回路 3d,3g セレクタ 3f 平均回路 8 信号処理回路 11 RAM

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子と、該固体撮像素子の出力
    信号が供給される欠陥補正回路と、前記固体撮像素子の
    出力に基づいて欠陥を検出する欠陥検出回路とを有し、
    該欠陥検出回路の出力信号に基づいて前記欠陥補正回路
    で前記固体撮像素子の欠陥補正を行うようにした固体撮
    像装置において、 前記欠陥検出回路は、水平方向に(n+2)個及び垂直
    方向に3個の画素信号が記憶できるメモリと、加算回路
    と、周辺画素信号との相関関係を検出する相関検出手段
    とを備え、奇数フィールドあるいは偶数フィールドに対
    応する画素信号を水平方向に個及び垂直方向に3個、
    各フィールド毎に水平方向に1画素づつずらして選択
    し、選択された画素信号と前記メモリに記憶されている
    画素信号とを同じ画素位置からの画素信号同士を加算
    し、加算した画素信号をフレーム毎に1画素づつ水平方
    向にずらして前記メモリに記憶し、ずらす方向側の端よ
    り3列(水平方向に3個、垂直方向に3個)内に記憶さ
    れている(n−1)回加算された検査画素信号とその垂
    直及び水平方向を含む(n−1)回加算された周辺画素
    信号とを前記相関検出手段で相関関係を検出して欠陥画
    素を検出するようにしたことを特徴とする固体撮像装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の固体撮像装置において、 前記相関検出手段は画素信号レベルを比較する比較回路
    であることを特徴とする固体撮像装置。
  3. 【請求項3】 固体撮像素子と、該固体撮像素子の出力
    信号が供給される欠陥補正回路と、前記固体撮像素子の
    出力に基づいて欠陥を検出する欠陥検出回路とを有し、
    該欠陥検出回路の出力信号に基づいて前記欠陥補正回路
    で前記固体撮像素子の欠陥補正を行うようにした固体撮
    像装置において、 前記欠陥検出回路は、水平方向に(n+2)個及び垂直
    方向に3個の画素信号が記憶できるメモリと、加算回路
    と、平均回路と、周辺画素信号との相関関係を検出する
    相関検出手段とを備え、奇数フィールドあるいは偶数フ
    ィールドに対応する画素信号を水平方向にn個及び垂直
    方向に3個、各フィールド毎に水平方向に1画素づつず
    らして選択し、選択された画素信号と前記メモリに記憶
    されている画素信号とを同じ画素位置からの画素信号同
    士を加算平均し、加算平均した画 素信号をフレーム毎に
    1画素づつ水平方向にずらして前記メモリに記憶し、ず
    らす方向側の端より3列(水平方向に3個、垂直方向に
    3個)内に記憶されている(n−1)回加算平均された
    検査画素信号とその垂直及び水平方向を含む(n−1)
    回加算平均された周辺画素信号とを前記相関検出手段で
    相関関係を検出して欠陥画素を検出するようにしたこと
    を特徴とする固体撮像装置。
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