JP3696069B2 - Method and apparatus for detecting defective pixels of solid-state image sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体撮像素子の欠陥画素検出方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CCD(固体撮像素子)を構成する画素の中には、所定の信号レベルの電気信号を発生しない欠陥画素が製造段階で生じることがある。この欠陥画素には、入射光に対して所定以上の大きさの電気信号を出力する白点の欠陥画素と呼ばれるものと所定以下の電気信号しか出力しない黒点の欠陥画素と呼ばれるものとがある。特に、白点の欠陥画素が1つでもあると、よく目立ち、画質を著しく低下させるため、画素欠陥補正を行なう必要がある。
【0003】
画素欠陥補正方法としては、欠陥画素の位置を検出して記憶しておき、欠陥画素の隣接画素の信号を使って欠陥画素の信号を補正する方法が一般的である。CCD製造時に発生している画素欠陥に対しては、その位置を不揮発性の外部メモリに記憶させておき、その位置情報に基づいて画素欠陥補正を行なう。欠陥画素は経時変化によって発生することもあるため、CCD製造後も欠陥画素を検出して、補正できるようにしておく必要がある。
【0004】
図1は、画素欠陥検出・補正機能を備えた従来のCCD信号処理回路の構成を示している。
【0005】
CCD1の出力信号は、CDS(相関2重サンプリング回路)2およびAGC(自動利得制御回路)3で処理された後、A/D変換回路4でデジタル信号に変換される。A/D変換回路4の出力データは、画素欠陥検出・補正回路10に送られる。
【0006】
画素欠陥検出・補正回路10は、外部メモリ7の情報を元に、入力データに対して画素欠陥補正を行なう。画素欠陥検出・補正回路10の出力データは、カメラ信号処理回路5に送られ、通常のカメラ信号処理が行なわれる。なお、タイミング制御回路6は、各部のタイミングを制御する。
【0007】
画素欠陥検出・補正回路10は、欠陥画素検出回路11、画素欠陥補正回路12、選択回路13、アドレス比較回路14、水平アドレスカウンタ(Hアドレスカウンタ)15、垂直アドレスカウンタ(Vアドレスカウンタ)16および複数の欠陥画素アドレスメモリ17を備えている。
【0008】
図2は、欠陥画素検出回路11の構成を示している。この例では、白点の欠陥画素を検出する回路を示している。
【0009】
欠陥画素検出回路11は、欠陥画素検出モード時において、欠陥画素を検出する。欠陥画素検出回路11は、2つの遅延回路21、22と、判定回路23とからなる。各遅延回路21、22は、1画素分が伝送されるに要する時間と等しい時間だけ入力データを遅延させて出力する。
【0010】
判定回路23には、隣接する3つの画素の画素データD1、D2、D3が入力される。3つの画素のうち中央の画素を注目画素とすると、判定回路23は、注目画素の画素データD2と、その前後の画素の画素データD1、D3との差の絶対値(|D2−D1|、|D3−D2|)をそれぞれ求め、両絶対値がともに所定値Thより大きいときに、注目画素を白点の欠陥画素と見做して、注目画素に対する垂直アドレス(Vアドレス)と水平アドレス(Hアドレス)とを、欠陥画素アドレスデータとして欠陥画素アドレスメモリ17に格納する。欠陥画素アドレスメモリ17に格納された欠陥画素アドレスデータは、外部メモリ7に格納される。
【0011】
従来においては、奇数フィールドにおいて検出された欠陥画素アドレスデータと、偶数フィールドにおいて検出された欠陥画素アドレスデータとが区別されて外部メモリ7に格納される。そして、通常モード時において、奇数フィールドが入力されるときには、奇数フィールドにおいて検出された欠陥画素アドレスデータが欠陥画素アドレスメモリ17に設定され、偶数フィールドが入力されるときには、偶数フィールドにおいて検出された欠陥画素アドレスデータが欠陥画素アドレスメモリ17に設定される。
【0012】
図3は、画素欠陥補正回路12の構成を示している。
【0013】
画素欠陥補正回路12は、2つの遅延回路31、32と、加算平均回路33とからなる。各遅延回路31、32は、1画素分が伝送されるに要する時間と等しい時間だけ入力データを遅延させて出力する。
【0014】
加算平均回路33には、隣接する3つの画素の画素データD1、D2、D3のうち、両側の画素の画素データD1、D3が入力される。3つの画素のうち中央の画素が欠陥画素である場合には、中央の画素の補正後の画素データD2’は、その前後の画素の画素データD1、D3の加算平均値{(D1+D3)/2}として求められる。
【0015】
画素欠陥補正回路12の後段に設けられた選択回路13(図1参照)は、水平アドレスカウンタ15の水平アドレスおよび垂直アドレスカウンタ16の垂直アドレスが、欠陥画素アドレスメモリ17に記憶されている欠陥画素アドレスと一致したときに、欠陥補正回路12によって算出された当該欠陥画素アドレスに対応する補正値を選択して出力する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、製造後に発生する白点の欠陥画素を正確に検出して、補正することは困難であった。特に、AGCゲインが大きいときにのみ認知できるような画素欠陥を、ノイズと区別して正確に検出することが困難であった。
【0017】
また、従来では、欠陥画素アドレスを、奇数フィールド、偶数フィールドに分けて外部メモリ7に保持しているため、外部メモリ7としては、大きな容量のメモリが必要であった。
【0018】
この発明は、白点の欠陥画素を正確に検出することができる固体撮像素子の欠陥画素検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【0019】
この発明は、欠陥画素の位置データを記憶する外部メモリの容量の低減化が図れる固体撮像素子の欠陥画素検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
第1の発明による固体撮像素子の欠陥画素検出方法は、注目画素の周囲の画素データの平均値と、注目画素の画素データとを比較することによって、注目画素が欠陥画素である否かを判定することを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素検出方法であって、所定フィールド数に相当する1セット分の欠陥画素判定処理を開始し、1フィールド毎に欠陥画素であると判定された画素のアドレスを欠陥画素アドレスメモリに記憶し、1フィールドに対する欠陥画素判定が終了する毎に、欠陥画素アドレスメモリに格納された欠陥画素アドレスを読み込んで、欠陥画素と判定された画素それぞれに対して、当該画素が欠陥画素であると判定された回数を算出するといった動作を繰り返して行い、1セット分の欠陥画素判定処理が終了したときに、欠陥画素であると判定された回数が所定値以上である画素を欠陥画素として検出し、第1セット目において、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、第1セットの各フィールド毎に欠陥画素アドレスメモリに記憶された欠陥画素アドレスの最大のアドレスのうち、第1セット目において最小のアドレスを欠陥画素判定の再開位置として第2セット目の欠陥画素判定処理を行なうようにし、第2セット目以降においても、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、同様にして次のセットの欠陥画素判定処理を行なうことを特徴とする。
【0024】
第2の発明による固体撮像素子の欠陥画素装置は、固体撮像素子と、該固体撮像素子の注目画素の周囲の画素データの平均値と、注目画素の画素データとを比較することによって、注目画素が欠陥画素である否かを判定する欠陥画素検出手段を備え、前記欠陥画素検出手段は、所定フィールド数に相当する1セット分の欠陥画素判定処理を開始し、1フィールド毎に欠陥画素であると判定された画素のアドレスを欠陥画素アドレスメモリに記憶し、1フィールドに対する欠陥画素判定が終了する毎に、欠陥画素アドレスメモリに格納された欠陥画素アドレスを読み込んで、欠陥画素と判定された画素それぞれに対して、当該画素が欠陥画素であると判定された回数を算出するといった動作を繰り返して行い、1セット分の欠陥画素判定処理が終了したときに、欠陥画素であると判定された回数が所定値以上である画素を欠陥画素として検出し、第1セット目において、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、第1セットの各フィールド毎に欠陥画素アドレスメモリに記憶された欠陥画素アドレスの最大のアドレスのうち、第1セット目において最小のアドレスを欠陥画素判定の再開位置として第2セット目の欠陥画素判定処理を行なうようにし、第2セット目以降においても、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、同様にして次のセットの欠陥画素判定処理を行なうことを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図4〜図8を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【0027】
〔1〕全体構成の説明
【0028】
図4は、画素欠陥検出・補正機能を備えたCCD信号処理回路の構成を示している。
【0029】
図4において、図1と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0030】
CCD1は、図5に示すように、色フィルタアレイを備えている。この例では、奇数番目の行においては、シアン(Cy)の色フィルタと、黄色(Ye)の色フィルタとが水平方向に交互に配置されている。偶数番目の行においては、マゼンダ(Mg)の色フィルタと、緑(G)の色フィルタとが水平方向に交互に配置されている。
【0031】
このような色フィルタアレイを備えたCCD1からの信号の読み出し方式について説明する。
【0032】
奇数(ODD)フィールドにおいては、垂直方向奇数番目の行の画素値とその下側の偶数番目の行の画素値とが加算されて出力される。つまり、n番目の走査線では、D1(=Cy+Mg)、D2(=Ye+G)、D1、D2…の順番に、n+1番目の走査線ではD3(=Cy+G)、D4(=Ye+Mg)、D3、D4…の順番に、信号が出力されていく。
【0033】
偶数(EVEN)フィールドにおいては、垂直方向偶数番目の行の画素値とその下側の奇数番目の行の画素値とが加算されて出力される。つまり、m番目の走査線では、D1(=Mg+Cy)、D2(=G+Ye)、D1、D2…の順番に、m+1番目の走査線ではD3(=G+Cy)、D4(=Mg+Ye)、D3、D4…の順番に、信号が出力されていく。
【0034】
CCD1から出力された信号D1〜D4は、CDS(相関2重サンプリング回路)2およびAGC(自動利得制御回路)3で処理された後、A/D変換回路4でデジタル信号に変換される。A/D変換回路4の出力データは、画素欠陥検出・補正回路50に送られる。
【0035】
画素欠陥検出・補正回路50は、入力データに対して画素欠陥補正を行なう。画素欠陥検出・補正回路50の出力データは、カメラ信号処理回路5に送られ、通常のカメラ信号処理が行なわれる。なお、タイミング制御回路6は、各部のタイミングを制御する。
【0036】
画素欠陥検出・補正回路50は、欠陥画素検出回路51、画素欠陥補正回路52、選択回路53、アドレス比較回路54、水平アドレスカウンタ(Hアドレスカウンタ)55、垂直アドレスカウンタ(Vアドレスカウンタ)56、複数の欠陥画素アドレスメモリ57および複数の検出欠陥画素アドレスメモリ58を備えている。
【0037】
欠陥画素アドレスメモリ57および検出欠陥画素アドレスメモリ58は、CPU40に接続されている。CPU40は、外部メモリ7を備えている。
【0038】
〔2〕欠陥画素検出回路の説明
【0039】
図6は、欠陥画素検出回路51の構成を示している。この例では、白点の欠陥画素を検出する回路を示している。
【0040】
白点の画素欠陥検出は、真っ黒な画面を撮像している状態またはCCDカメラにレンズキャップが嵌められたまま撮像している状態で行なわれる。
【0041】
白点の欠陥画素を検出する回路は、2つのラインメモリ61、62、6つの遅延回路63、64、65、66、67、68と、判定回路69とからなる。各ラインメモリ61、62は、1水平ライン分が伝送されるに要する時間と等しい時間だけ入力データを遅延させて出力する。各遅延回路63〜68は、1画素分が伝送されるに要する時間と等しい時間だけ入力データを遅延させて出力する。
【0042】
したがって、判定回路69には、図7に示すように、3×3画素の大きさのブロック内の各画素の画素データD1〜D9が入力される。9つの画素のうち中央の画素を注目画素とすると、判定回路23は、次式(1)の条件を満たすか否かを判定する。
【0043】
{(D1+D2+D3+D4+D6+D7+D8+D9)/8}+Th<D5 …(1)
【0044】
つまり、判定回路69は、注目画素の画素データD5が、周辺の8画素の画素データの平均値に所定値Thを加えた値より大きいという条件を満たすか否かを判定する。そして、この条件を満たした場合には、判定回路69は、注目画素を白点の欠陥画素候補と判定して、注目画素に対する垂直アドレス(Vアドレス)と水平アドレス(Hアドレス)とを検出欠陥画素アドレスメモリ58に格納する。このような判定を行なうと、欠陥画素の周囲にノイズがあっても、欠陥画素を正確に検出できるようになる。
【0045】
〔2−1〕欠陥画素検出処理(その1)の説明
【0046】
欠陥画素検出回路51は、このような欠陥画素検出処理を複数フィールドにわたって繰り返し行なう。最初の1フィールドに対する欠陥画素検出処理が終了すると、CPU40は、検出欠陥画素アドレスメモリ58の内容を読み出して、欠陥画素アドレスとして内部メモリ(図示略)に記憶する。
【0047】
以後、1フィールドに対する欠陥画素検出処理が終了する毎に、CPU40は、検出欠陥画素アドレスメモリ58の内容を読み出して、既に欠陥画素アドレスとして記憶されているものと比較する。そして、新たな欠陥画素アドレスであれば、その欠陥画素アドレスを内部メモリに記憶する。既に記憶されている欠陥画素アドレスと同じ欠陥画素アドレスであれば、内部メモリに既に記憶されているその欠陥画素アドレスに関連して検出回数を記憶する。
【0048】
このようにして、CPU40による所定フィールド数に相当するN回分の欠陥画素アドレス記憶および検出回数カウント処理が終了すると、CPU40は、検出回数が予め定められた所定回数以上である欠陥画素アドレスのみを欠陥画素であると判定し、外部メモリ7に欠陥画素と判定した欠陥画素アドレスを格納する。
【0049】
〔2−2〕欠陥画素検出処理(その2)の説明
【0050】
1フィールドにおいて欠陥画素検出回路51によって検出される欠陥画素候補数が、検出欠陥画素アドレスメモリ58の欠陥画素アドレス記憶最大数kより多くなる場合も考えられる。そこで、このような場合には、次のようにして、欠陥画素検出を行なう。
【0051】
欠陥画素検出回路51による最初の1フィールドに対する欠陥画素検出処理において、検出欠陥画素アドレスメモリ58の欠陥画素アドレス記憶最大数k以上の欠陥画素候補が検出されたとすると、検出欠陥画素アドレスメモリ58には、図8(a)に示すように、1〜k番目に検出された欠陥画素候補に対応する欠陥画素アドレスが格納される。図8の例では、k=8としている。k+1番目移行に検出された欠陥画素候補に対応する欠陥画素アドレスは、検出欠陥画素アドレスメモリ58には格納されない。
【0052】
そして、欠陥画素検出回路51によるNフィールド分の欠陥画素検出処理およびそれに伴うCPU40による欠陥画素アドレス記憶および検出回数カウント処理が終了したとする。ここでは、N=4とし、2フィールド目、3フィールド目および4フィールド目において、検出欠陥画素アドレスメモリ58に、図8(b)、図8(c)および図8(d)に示すように、欠陥画素検出回路51によって検出された1〜k個目の欠陥画素候補に対応する欠陥画素アドレスが格納されたとする。なお、図8(a)〜(d)において、欠陥画素を示す四角内の数字は、当該画素が欠陥画素として検出された回数を示している。
【0053】
CPU40は、上記と同様に、欠陥画素アドレス記憶および検出回数カウント処理を1フィールド毎に行ない、N回分の欠陥画素アドレス記憶および検出回数カウント処理が終了すると、検出回数が予め定められた所定回数以上である欠陥画素アドレスのみを欠陥画素であると判定し、外部メモリ7に欠陥画素と判定した欠陥画素アドレスを格納する。
【0054】
この後、検出開始位置を変えて、Nフィールド分の欠陥画素検出処理を開始する。各フィールドにおいて検出された1〜k個目の欠陥画素候補は、全て一致しているとは限らないので、図8(a)〜(d)に示すように、各フィールドにおいてk番目に検出された欠陥画素候補のアドレスは、通常、一致しない。
【0055】
そこで、図8(e)に示すように、前回のNフィールド分の欠陥画素検出処理において、各フィールドで検出されたk番目の欠陥画素候補のうち、最も小さいアドレスを、検出開始位置として、欠陥画素検出処理を開始する。
【0056】
2回目のNフィールド分の欠陥画素検出処理においても、検出欠陥画素アドレスメモリ58の欠陥画素アドレス記憶最大数k以上の欠陥画素候補が検出された場合には、同様にして3回目のNフィールド分の欠陥画素検出処理を行なうことになる。
【0057】
そして、Nフィールド分の欠陥画素検出処理において、検出された欠陥画素候補数が、検出欠陥画素アドレスメモリ58の欠陥画素アドレス記憶最大数kより少ない数となった場合に、欠陥画素検出処理は終了する。
【0058】
上記方法によれば、検出欠陥画素アドレスメモリ58の容量が小さくても、画面全体の欠陥画素を検出できるようになる。
【0059】
〔2−3〕欠陥画素アドレスデータの改良についての説明
【0060】
ところで、図9に示すように、CCD1の欠陥画素は、欠陥画素の位置によって、奇数(ODD)フィールドと偶数(EVEN)フィールドとで、同じアドレスとなる場合(図9(a))と、奇数(ODD)フィールドと偶数(EVEN)フィールドとで、垂直アドレスが1ラインずれる場合(図9(b))とがある。
【0061】
そこで、1ビットの状態フラグFを用いて、この2つの状態を区別するようにするようにすることが好ましい。つまり、欠陥画素アドレスデータを、奇数フィールドでの水平および垂直アドレスと状態フラグFとで構成して、外部メモリ7に格納するようにする。もちろん、欠陥画素アドレスデータを、偶数フィールドでの水平および垂直アドレスと状態フラグFとで構成して、外部メモリ7に格納するようにしてもよい。
【0062】
このようにすると、図9(b)に示すように、同じ欠陥画素であっても、奇数フィールドと偶数フィールドとで、垂直アドレスが1ラインずれる場合にも、1つの欠陥画素アドレスデータのみを外部メモリ7に格納できるようになる。このため、外部メモリ7の容量の低減化が図れる。
【0063】
このようにした場合には、CPU40は、外部メモリ7内の欠陥画素アドレスデータに基づいて、入力フィールドに応じた欠陥画素アドレス(奇数フィールドでの欠陥画素アドレス、偶数フィールドでの欠陥画素アドレス)を求め、求めた欠陥画素アドレスをフィールド毎に欠陥画素アドレスメモリ57に設定する。
【0064】
〔2−4〕欠陥画素検出開始条件についての説明
【0065】
白点の欠陥画素は、画面一面が黒の画像を撮像している状態またはCCDカメラにキャップを嵌めて撮像している状態で、かつAGC回路3のゲインが大きくなければ、正確に検出することができない。したがって、このような検出条件下以外で、白点の欠陥画素検出が行なわれないように、欠陥画素検出開始時に検出条件を満たしているか否かを判定をし、検出条件を満たしている場合にのみ、欠陥画素検出を開始させるようにすることが好ましい。
【0066】
つまり、AGC回路3のゲインが最大でかつ画面内を数領域に分割したそのすべての領域の平均輝度レベルが所定レベル以下である場合に、画素欠陥検出指令が入力された場合にのみ、画素欠陥検出を開始させる。
【0067】
〔3〕画素欠陥補正回路の説明
【0068】
図10は、画素欠陥補正回路52の構成を示している。
【0069】
画素欠陥補正回路52は、4つの遅延回路71、72、73、74と、加算平均回路75と、加重加算回路76とからなる。各遅延回路71〜74は、1画素分が伝送されるに要する時間と等しい時間だけ入力データを遅延させて出力する。
【0070】
したがって、最新の入力データD5と4つの遅延回路71〜74とによって、隣接する5つの画素の画素データD1〜D5を得ることができる。隣接する5つの画素5つの画素のうち中央の画素が欠陥画素であるとする。
【0071】
加算平均回路75には、隣接する5つの画素の画素データD1〜D5のうち、両端の画素の画素データD1、D5が入力され、その加算平均値{(D1+D5)/2}が算出される。加重加算回路76には、加算平均回路75の出力と、5つの画素のうち中央の画素の画素データD3とが入力され、それらが加重加算される。
【0072】
加重加算回路76は、Kを0≦K≦1の範囲の係数とし、欠陥画素の画像データD3の補正後のデータをD3’とすると、次式(2)の演算を行なって、欠陥画素の画像データD3を補正する。
【0073】
D3’=K・{(D1+D5)/2}+(1−K)・D3 …(2)
【0074】
つまり、色再生しても欠陥画素が目立たないようにするために、欠陥画素の前後に存在しかつ欠陥画素と同色カラーフィルタの画素データD1,D5を用いて、欠陥画素を補正する。また、白点の欠陥画素は正常画素に比べてレベルが大きくなるが、映像信号も含んでいるので、欠陥画素の画素データD3と、D1およびD5の加算平均値とを加重加算することにより、白点ノイズを目立たなくしつつ、その画素情報も映像に再現させるようにしているのである。
【0075】
画素欠陥補正回路52の後段に設けられた選択回路53(図4参照)は、水平アドレスカウンタ55の水平アドレスおよび垂直アドレスカウンタ56の垂直アドレスが、欠陥画素アドレスメモリ57に記憶されている欠陥画素アドレスと一致したときに、画素欠陥補正回路52によって算出された当該欠陥画素アドレスに対応する補正値を選択して出力する。
【0076】
【発明の効果】
この発明によれば、白点の欠陥画素を正確に検出することができるようになる。
【0077】
また、この発明によれば、欠陥画素の位置データを記憶する外部メモリの容量の低減化が図れるようになる。
【0078】
また、この発明によれば、白点の欠陥画素の白点ノイズを目立たなくしつつ、その欠陥画素で検出された画素情報も映像に再現させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画素欠陥検出・補正機能を備えた従来のCCD信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の欠陥画素検出回路11の構成を示すブロック図である。
【図3】図1の画素欠陥補正回路12の構成を示すブロック図である。
【図4】画素欠陥検出・補正機能を備えたCCD信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図5】CCD1に設けられた色フィルタアレイの一部を示す模式図である。
【図6】図4の欠陥画素検出回路51の構成を示すブロック図である。
【図7】図6の判定回路69に入力される3×3画素分の画像データを示す模式図である。
【図8】欠陥画素検出処理を説明するための模式図である。
【図9】欠陥画素の位置によって、奇数フィールドと偶数フィールドとで、同じアドレスとなる場合と、垂直アドレスが1ラインずれる場合とがあることを示す模式図である。
【図10】図4の画素欠陥補正回路52の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
7 外部メモリ
40 CPU
50 画素欠陥検出・補正回路
51 欠陥画素検出回路
52 画素欠陥補正回路
53 選択回路
54 アドレス比較回路
55 水平アドレスカウンタ
56 垂直アドレスカウンタ
57 欠陥画素アドレスメモリ
58 検出欠陥画素アドレスメモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a defective pixel detection method and apparatus for a solid-state image sensor.
[0002]
[Prior art]
Among pixels constituting a CCD (solid-state imaging device), defective pixels that do not generate an electrical signal of a predetermined signal level may occur in the manufacturing stage. This defective pixel includes a so-called white spot defective pixel that outputs an electrical signal having a magnitude greater than or equal to a predetermined magnitude with respect to incident light, and a black spot defective pixel that outputs only an electrical signal not greater than a predetermined magnitude. In particular, if there is even one defective pixel with a white spot, it is conspicuous and the image quality is remarkably lowered, so that it is necessary to perform pixel defect correction.
[0003]
As a pixel defect correction method, a method in which a position of a defective pixel is detected and stored, and a signal of a defective pixel is corrected using a signal of a pixel adjacent to the defective pixel. For pixel defects occurring at the time of CCD manufacture, the position is stored in a nonvolatile external memory, and pixel defect correction is performed based on the position information. Since defective pixels may occur due to changes over time, it is necessary to detect and correct defective pixels even after manufacturing the CCD.
[0004]
FIG. 1 shows a configuration of a conventional CCD signal processing circuit having a pixel defect detection / correction function.
[0005]
The output signal of the
[0006]
The pixel defect detection /
[0007]
The pixel defect detection /
[0008]
FIG. 2 shows the configuration of the defective
[0009]
The defective
[0010]
The
[0011]
Conventionally, defective pixel address data detected in the odd field and defective pixel address data detected in the even field are distinguished and stored in the
[0012]
FIG. 3 shows the configuration of the pixel defect correction circuit 12.
[0013]
The pixel defect correction circuit 12 includes two delay circuits 31 and 32 and an addition averaging circuit 33. Each of the delay circuits 31 and 32 delays and outputs the input data by a time equal to the time required to transmit one pixel.
[0014]
Among the pixel data D1, D2, and D3 of the three adjacent pixels, the pixel data D1 and D3 of the pixels on both sides are input to the addition averaging circuit 33. When the center pixel of the three pixels is a defective pixel, the corrected pixel data D2 ′ of the center pixel is the average value {(D1 + D3) / 2 of the pixel data D1 and D3 of the previous and subsequent pixels. }.
[0015]
The selection circuit 13 (see FIG. 1) provided in the subsequent stage of the pixel defect correction circuit 12 has a defective pixel in which the horizontal address of the
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example, it is difficult to accurately detect and correct white point defective pixels generated after manufacturing. In particular, it has been difficult to accurately detect pixel defects that can be recognized only when the AGC gain is large, in distinction from noise.
[0017]
Conventionally, since the defective pixel address is held in the
[0018]
An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting defective pixels of a solid-state imaging device capable of accurately detecting defective pixels of white spots.
[0019]
It is an object of the present invention to provide a defective pixel detection method and apparatus for a solid-state imaging device that can reduce the capacity of an external memory that stores position data of defective pixels.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a defective pixel of a solid-state imaging device, by comparing an average value of pixel data around a target pixel with pixel data of the target pixel to determine whether the target pixel is a defective pixel. A defective pixel detection method for a solid-state imaging device, comprising: starting a defective pixel determination process for one set corresponding to a predetermined number of fields, and detecting pixels determined to be defective pixels for each field The address is stored in the defective pixel address memory, and every time defective pixel determination for one field is completed, the defective pixel address stored in the defective pixel address memory is read, and for each pixel determined to be a defective pixel, When an operation such as calculating the number of times a pixel is determined to be a defective pixel is repeated and one set of defective pixel determination processing is completed, A defective pixel in which the number of pixels determined to be a prime pixel is detected as a defective pixel and the number of pixels determined to be a defective pixel in the first set can be stored in the defective pixel address memory When the number of addresses is larger than the number of addresses, the defective pixel address is resumed from the defective defective pixel address stored in the defective pixel address memory for each field of the first set. The defective pixel determination process of the second set is performed as the position, and the number of pixels determined to be defective pixels after the second set is also based on the number of defective pixel addresses that can be stored in the defective pixel address memory. If there are too many, the next set of defective pixel determination processing is performed in the same manner.
[0024]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a defective pixel device for a solid-state image sensor, comparing an average value of pixel data around a target pixel of the solid-state image sensor with the pixel data of the target pixel by comparing the pixel data of the target pixel. Includes defective pixel detection means for determining whether or not is a defective pixel, and the defective pixel detection means starts a defective pixel determination process for one set corresponding to a predetermined number of fields, and is defective for each field. The pixel address determined to be stored in the defective pixel address memory and the defective pixel address stored in the defective pixel address memory is read each time the defective pixel determination for one field is completed, and the pixel determined to be a defective pixel For each, the operation of calculating the number of times that the pixel is determined to be a defective pixel is repeated, and a defective pixel determination process for one set is performed. When the number of pixels determined to be defective pixels is not less than a predetermined value, the number of pixels determined to be defective pixels in the first set is determined as a defective pixel address. If there are more defective pixel addresses than can be stored in the memory, the smallest address in the first set among the largest defective pixel addresses stored in the defective pixel address memory for each field of the first set. As a defective pixel determination restart position, the second set of defective pixel determination processing is performed, and the number of pixels determined to be defective pixels can be stored in the defective pixel address memory after the second set. If there are more defective pixel addresses than the number of defective pixel addresses, the next set of defective pixel determination processing is performed in the same manner.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0027]
[1] Description of overall configuration [0028]
FIG. 4 shows a configuration of a CCD signal processing circuit having a pixel defect detection / correction function.
[0029]
In FIG. 4, the same components as those in FIG.
[0030]
As shown in FIG. 5, the
[0031]
A method of reading a signal from the
[0032]
In the odd (ODD) field, the pixel values of the odd-numbered rows in the vertical direction and the pixel values of the even-numbered rows below the sum are output. That is, for the nth scanning line, D1 (= Cy + Mg), D2 (= Ye + G), D1, D2,... Signals are output in the order of….
[0033]
In the even (EVEN) field, the pixel value of the even-numbered row in the vertical direction and the pixel value of the odd-numbered row below the sum are output. That is, in the m-th scanning line, D1 (= Mg + Cy), D2 (= G + Ye), D1, D2,... Signals are output in the order of….
[0034]
Signals D1 to D4 output from the
[0035]
The pixel defect detection /
[0036]
The pixel defect detection /
[0037]
The defective
[0038]
[2] Description of defective pixel detection circuit
FIG. 6 shows the configuration of the defective pixel detection circuit 51. In this example, a circuit for detecting defective pixels of white spots is shown.
[0040]
The detection of a pixel defect of a white spot is performed in a state where a black screen is imaged or in a state where an image is captured while a lens cap is fitted to a CCD camera.
[0041]
A circuit for detecting defective pixels of white spots includes two line memories 61 and 62, six
[0042]
Therefore, as shown in FIG. 7, the determination circuit 69 receives pixel data D1 to D9 of each pixel in a 3 × 3 pixel block. Assuming that the center pixel of the nine pixels is the target pixel, the
[0043]
{(D1 + D2 + D3 + D4 + D6 + D7 + D8 + D9) / 8} + Th <D5 (1)
[0044]
That is, the determination circuit 69 determines whether or not a condition that the pixel data D5 of the target pixel is larger than the value obtained by adding the predetermined value Th to the average value of the pixel data of the surrounding eight pixels. When this condition is satisfied, the determination circuit 69 determines that the target pixel is a white point defective pixel candidate, and detects a vertical address (V address) and a horizontal address (H address) for the target pixel. Stored in the pixel address memory 58. When such a determination is made, the defective pixel can be accurately detected even if there is noise around the defective pixel.
[0045]
[2-1] Description of Defective Pixel Detection Process (Part 1)
The defective pixel detection circuit 51 repeats such defective pixel detection processing over a plurality of fields. When the defective pixel detection process for the first field is completed, the
[0047]
Thereafter, every time defective pixel detection processing for one field is completed, the
[0048]
In this way, when the defective pixel address storage and the detection count process corresponding to the predetermined number of fields by the
[0049]
[2-2] Description of Defective Pixel Detection Process (Part 2)
It is also conceivable that the number of defective pixel candidates detected by the defective pixel detection circuit 51 in one field is greater than the maximum number k of defective pixel addresses stored in the detected defective pixel address memory 58. Therefore, in such a case, defective pixel detection is performed as follows.
[0051]
In the defective pixel detection process for the first field by the defective pixel detection circuit 51, if defective pixel candidates of the defective pixel address storage maximum number k or more in the detected defective pixel address memory 58 are detected, the detected defective pixel address memory 58 stores As shown in FIG. 8A, the defective pixel address corresponding to the first to kth detected defective pixel candidates is stored. In the example of FIG. 8, k = 8. The defective pixel address corresponding to the defective pixel candidate detected at the (k + 1) th transition is not stored in the detected defective pixel address memory 58.
[0052]
Assume that the defective pixel detection processing for N fields by the defective pixel detection circuit 51 and the accompanying defective pixel address storage and detection count processing by the
[0053]
Similarly to the above, the
[0054]
Thereafter, the detection start position is changed, and defective pixel detection processing for N fields is started. Since the 1st to kth defective pixel candidates detected in each field do not always match, as shown in FIGS. 8A to 8D, they are detected kth in each field. Usually, the addresses of the defective pixel candidates do not match.
[0055]
Therefore, as shown in FIG. 8E, in the previous defective pixel detection process for N fields, the defect address is determined using the smallest address among the kth defective pixel candidates detected in each field as the detection start position. The pixel detection process is started.
[0056]
Also in the defective pixel detection process for the second N fields, if defective pixel candidates of the defective pixel address storage maximum number k or more in the detected defective pixel address memory 58 are detected, the third N fields are similarly processed. The defective pixel detection process is performed.
[0057]
Then, in the defective pixel detection process for N fields, when the number of detected defective pixel candidates is less than the maximum defective pixel address storage number k in the detected defective pixel address memory 58, the defective pixel detection process ends. To do.
[0058]
According to the above method, even if the capacity of the detected defective pixel address memory 58 is small, defective pixels on the entire screen can be detected.
[0059]
[2-3] Description of improvement of defective pixel address data
By the way, as shown in FIG. 9, when the defective pixel of the
[0061]
Therefore, it is preferable to distinguish between the two states by using a 1-bit state flag F. That is, the defective pixel address data is constituted by the horizontal and vertical addresses in the odd field and the status flag F, and is stored in the
[0062]
In this way, as shown in FIG. 9B, even if the same defective pixel, even if the vertical address is shifted by one line between the odd field and the even field, only one defective pixel address data is externally transmitted. It can be stored in the
[0063]
In such a case, the
[0064]
[2-4] Description of defective pixel detection start condition
A white point defective pixel is accurately detected when a black image is captured on the entire screen or when a cap is attached to a CCD camera and the gain of the
[0066]
That is, only when the pixel defect detection command is input when the gain of the
[0067]
[3] Description of pixel defect correction circuit
FIG. 10 shows the configuration of the pixel
[0069]
The pixel
[0070]
Therefore, pixel data D1 to D5 of five adjacent pixels can be obtained by the latest input data D5 and the four
[0071]
The pixel data D1 and D5 of the pixels at both ends among the pixel data D1 to D5 of the five adjacent pixels are input to the addition averaging circuit 75, and the addition average value {(D1 + D5) / 2} is calculated. The weighted addition circuit 76 receives the output of the addition averaging circuit 75 and the pixel data D3 of the center pixel among the five pixels, and weights and adds them.
[0072]
The weighted addition circuit 76 calculates the following equation (2), assuming that K is a coefficient in the range of 0 ≦ K ≦ 1, and the corrected data of the image data D3 of the defective pixel is D3 ′. The image data D3 is corrected.
[0073]
D3 '= K. {(D1 + D5) / 2} + (1-K) .D3 (2)
[0074]
In other words, in order to prevent defective pixels from becoming noticeable even when colors are reproduced, the defective pixels are corrected using pixel data D1 and D5 of the same color filter as the defective pixels that exist before and after the defective pixels. In addition, although the white point defective pixel has a higher level than the normal pixel, it also includes a video signal. Therefore, by weighted addition of the pixel data D3 of the defective pixel and the addition average value of D1 and D5, The pixel information is also reproduced in the video while making the white spot noise inconspicuous.
[0075]
The selection circuit 53 (see FIG. 4) provided in the subsequent stage of the pixel
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, it becomes possible to accurately detect defective pixels of white spots.
[0077]
In addition, according to the present invention, it is possible to reduce the capacity of the external memory that stores the position data of defective pixels.
[0078]
Further, according to the present invention, the pixel information detected by the defective pixel can be reproduced on the video while making the white point noise of the defective pixel of the white point inconspicuous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional CCD signal processing circuit having a pixel defect detection / correction function.
2 is a block diagram showing a configuration of the defective
3 is a block diagram showing a configuration of a pixel defect correction circuit 12 of FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a CCD signal processing circuit having a pixel defect detection / correction function.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a part of a color filter array provided in the
6 is a block diagram showing a configuration of the defective pixel detection circuit 51 of FIG. 4. FIG.
7 is a schematic diagram showing image data for 3 × 3 pixels input to a determination circuit 69 in FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining defective pixel detection processing;
FIG. 9 is a schematic diagram showing that an odd field and an even field may have the same address and a vertical address may be shifted by one line depending on the position of a defective pixel.
10 is a block diagram showing a configuration of a pixel
[Explanation of symbols]
7
50 pixel defect detection / correction circuit 51 defective
Claims (2)
所定フィールド数に相当する1セット分の欠陥画素判定処理を開始し、1フィールド毎に欠陥画素であると判定された画素のアドレスを欠陥画素アドレスメモリに記憶し、1フィールドに対する欠陥画素判定が終了する毎に、欠陥画素アドレスメモリに格納された欠陥画素アドレスを読み込んで、欠陥画素と判定された画素それぞれに対して、当該画素が欠陥画素であると判定された回数を算出するといった動作を繰り返して行い、1セット分の欠陥画素判定処理が終了したときに、欠陥画素であると判定された回数が所定値以上である画素を欠陥画素として検出し、
第1セット目において、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、第1セットの各フィールド毎に欠陥画素アドレスメモリに記憶された欠陥画素アドレスの最大のアドレスのうち、第1セット目において最小のアドレスを欠陥画素判定の再開位置として第2セット目の欠陥画素判定処理を行なうようにし、
第2セット目以降においても、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、同様にして次のセットの欠陥画素判定処理を行なうことを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素検出方法。A defective pixel detection method for a solid-state imaging device, characterized by determining whether or not a target pixel is a defective pixel by comparing an average value of pixel data around the target pixel and pixel data of the target pixel There,
A set of defective pixel determination processing corresponding to a predetermined number of fields is started, the addresses of pixels determined to be defective pixels for each field are stored in the defective pixel address memory, and defective pixel determination for one field is completed. Each time, the defective pixel address stored in the defective pixel address memory is read, and the operation of calculating the number of times that the pixel is determined to be defective is repeated for each pixel determined to be defective. When a defective pixel determination process for one set is completed, a pixel whose number of times determined to be a defective pixel is a predetermined value or more is detected as a defective pixel,
In the first set, when the number of pixels determined to be defective pixels is larger than the number of defective pixel addresses that can be stored in the defective pixel address memory, the defective pixel address memory for each field of the first set. In the second set of defective pixel determination processing, the second set of defective pixel determination processing is performed using the minimum address in the first set as the defective pixel determination restart position.
In the second set and thereafter, if the number of pixels determined to be defective pixels is greater than the number of defective pixel addresses that can be stored in the defective pixel address memory, the next set of defective pixels is determined in the same manner. A defective pixel detection method for a solid-state imaging device, characterized by performing processing.
前記欠陥画素検出手段は、所定フィールド数に相当する1セット分の欠陥画素判定処理を開始し、1フィールド毎に欠陥画素であると判定された画素のアドレスを欠陥画素アドレスメモリに記憶し、1フィールドに対する欠陥画素判定が終了する毎に、欠陥画素アドレスメモリに格納された欠陥画素アドレスを読み込んで、欠陥画素と判定された画素それぞれに対して、当該画素が欠陥画素であると判定された回数を算出するといった動作を繰り返して行い、1セット分の欠陥画素判定処理が終了したときに、欠陥画素であると判定された回数が所定値以上である画素を欠陥画素として検出し、
第1セット目において、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、第1セットの各フィールド毎に欠陥画素アドレスメモリに記憶された欠陥画素アドレスの最大のアドレスのうち、第1セット目において最小のアドレスを欠陥画素判定の再開位置として第2セット目の欠陥画素判定処理を行なうようにし、
第2セット目以降においても、欠陥画素であると判定された画素の数が、欠陥画素アドレスメモリに記憶できる欠陥画素アドレスの個数よりも多い場合には、同様にして次のセットの欠陥画素判定処理を行なうことを特徴とする固体撮像素子の欠陥画素検出装置。Defective pixel detection means for determining whether or not a pixel of interest is a defective pixel by comparing a solid-state imaging device, an average value of pixel data around the pixel of interest of the solid-state imaging device, and pixel data of the pixel of interest With
The defective pixel detection means starts a defective pixel determination process for one set corresponding to a predetermined number of fields, stores an address of a pixel determined to be a defective pixel for each field in a defective pixel address memory, Each time defective pixel determination for a field is completed, the defective pixel address stored in the defective pixel address memory is read, and for each pixel determined to be a defective pixel, the number of times that the pixel is determined to be a defective pixel When a defective pixel determination process for one set is completed, a pixel whose number of times determined to be a defective pixel is a predetermined value or more is detected as a defective pixel.
In the first set, when the number of pixels determined to be defective pixels is larger than the number of defective pixel addresses that can be stored in the defective pixel address memory, the defective pixel address memory for each field of the first set. In the second set of defective pixel determination processing, the second set of defective pixel determination processing is performed using the minimum address in the first set as the defective pixel determination restart position.
In the second set and thereafter, if the number of pixels determined to be defective pixels is larger than the number of defective pixel addresses that can be stored in the defective pixel address memory, the next set of defective pixels is determined in the same manner. A defective pixel detection apparatus for a solid-state imaging device, characterized by performing processing.
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