JP4524529B2

JP4524529B2 - 固体撮像素子の黒欠陥検出装置及び撮像装置、並びに黒欠陥検出方法

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Publication number: JP4524529B2
Application number: JP2001087063A
Authority: JP
Inventors: 隆行中島
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Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2021-03-26
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子について黒欠陥検出を正確に行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子に関する欠陥画素の検出には、白欠陥検出（所謂白点の欠陥画素検出であり、入射光量に対する正常な輝度よりも明るくなる欠陥画素を検出すること。）と黒欠陥検出（所謂黒点の欠陥画素検出であり、入射光量に対する正常な輝度よりも暗くなる欠陥画素を検出すること。）が挙げられ、後者の検出方法としては、白い被写体を撮影した時に固体撮像素子から得られる出力の信号レベルを、予め規定された基準レベルと比較することによって行う方法が知られている。
【０００３】
図７は従来の検出方法の要点に関する説明図であり、固体撮像素子の出力信号レベルを横軸に沿って並べた棒グラフで示したものである。尚、この例では補色系カラーフィルタ（各種色フィルタを配列したフィルタアレイ）を使用しており、図中の「Ｍｇ」はマゼンタ、「Ｇ」は緑を表している。
【０００４】
また、「ＢＬＫ」は黒レベルを表し、「Ｌｓｈ」は欠陥検出のための閾値（欠陥判定用基準レベル）を表していて、矢印「Ｅ１」や、「Ｅ２」で示す信号出力について素子に欠陥が生じていることを想定している。つまり、矢印「Ｅ１」に示す位置においては、破線で示す信号レベルが本来得られるはずが、図示するように、「Ｌｓｈ」よりやや上回ったレベルの出力しか得られず（矢印「Ｄ１」参照。）、また、矢印「Ｅ２」に示す位置においては、破線で示す信号レベルが本来得られるはずが、図示するように、「Ｌｓｈ」に比してやや下回ったレベルの出力しか得られない（矢印「Ｄ２」参照。）ため、各位置において欠陥が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法のように単一の判定基準レベルを設定して当該レベルと信号レベルとを比較する方法では、黒欠陥検出を正確に行う上で下記に示す問題がある。
【０００６】
矢印「Ｅ２」に示す位置においては信号レベルが閾値Ｌｓｈより小さいので欠陥が検出されるが、矢印「Ｅ１」に示す位置では信号レベルが閾値Ｌｓｈを越えているので欠陥が検出されない。即ち、欠陥レベル（欠陥の度合を示すレベルであり、図７の矢印「Ｄ１」参照。）が大きい場合と、欠陥レベル（図７の矢印「Ｄ２」参照。）を比較した場合に、前者については信号レベルが閾値Ｌｓｈを越えているという理由だけで欠陥検出がなされないので（欠陥レベルが大きくても本来の信号レベルが高い場合には欠陥が検出され難い。）、感度差のあるカラーフィルタを用いた固体撮像素子において黒欠陥検出を高精度で行うことが難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、固体撮像素子に関する正確な黒欠陥検出を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、黒欠陥の生じている受光素子を検出する黒欠陥検出回路と白欠陥の生じている受光素子を検出する白欠陥検出回路を備え、上記黒欠陥検出回路が、上記複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数を設定する利得係数設定手段と、各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して各別の利得係数を乗じることにより、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなるようにレベル補正する補正手段と、上記同一の規定レベルを白レベルに設定する白レベル設定手段と、上記白レベルから、各受光素子の出力信号レベルに対して利得係数を乗じた後の信号レベルを引き算して、黒欠陥の大きさを示す検出信号に対してレベル反転処理を施して黒欠陥検出信号を白欠陥検出信号として出力する手段とを備え、上記白欠陥検出回路が、上記の規定レベルと、黒欠陥の生じている受光素子から得られる上記レベル反転された白欠陥検出信号のレベルとの差分から黒欠陥を判別して黒欠陥のレベルと欠陥位置情報を検出するものである。
【０００９】
従って、本発明によれば、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなり、黒欠陥の生じている受光素子から得られる出力信号のレベルが上記規定レベルとは異なるレベルを示すことに基づいて、黒欠陥の位置及び度合を正確に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、固体撮像素子に対して平面光（平面波の光）を入射した当該固定撮像素子から出力される信号レベルを監視することで黒欠陥が生じている受光素子を検出するための黒欠陥検出装置や黒欠陥検出方法、あるいはこれらを用いた撮像装置に関するものである。
【００１１】
そして、固体撮像素子については、入射光の波長特性により感度差が生じる複数種の光フィルタが各受光素子毎にそれぞれ設けられていることを前提とする。尚、光フィルタについては、その波長域に関して、可視光域の場合にはカラーフィルタ（色フィルタあるいは色分解フィルタ）が使用されるが、これに限らず紫外線フィルタや赤外線フィルタ等への幅広い適用が可能である。
【００１２】
図１は、黒欠陥検出装置を用いた撮像装置１を構成するカメラ信号処理部に本発明を適用した場合の構成例を示すものである。尚、本例では、補色コーディングのカラーフィルタ（シアン「Ｃｙ」、黄「Ｙｅ」、緑「Ｇ」、マゼンタ「Ｍｇ」を含むモザイク状の色フィルタアレイ）を用いたＣＣＤ（電荷結合素子）型固体撮像素子を例示しているが、原色コーディング（ＲＧＢ）のカラーフィルタを用いた撮像素子への適用が可能であるし、ＣＣＤ型に限らずＭＯＳ（金属酸化物半導体）型等の撮像素子への適用が可能であることは勿論である。また、単板式に限らず２板式等への適用が可能である。
【００１３】
カメラ信号処理部は、下記に示す構成要素を具備する（括弧内の数字は符号を示す。）。
【００１４】
・レンズ系及びアイリス（２）
・光フィルタとしてカラーフィルタを用いた固体撮像素子（３）
・サンプルホールド及び自動利得制御回路（４）
・アナログ／ディジタル変換回路（５）
・欠陥検出及び補正回路（６）
・信号処理回路（７）
・制御部（８）。
【００１５】
尚、図では、サンプルホールドを「Ｓ／Ｈ」、自動利得制御を「ＡＧＣ」、アナログ／ディジタル変換を「Ａ／Ｄ変換」と略記している。
【００１６】
レンズ系及びアイリス２（所謂光学系）は、固体撮像素子３とともに撮影系を構成しており、黒欠陥検出の際には、平面光が入射される。
【００１７】
固体撮像素子３は、光学系を通した被写体からの光をフィルターアレイ（本例では補色系カラーフィルタ）の感度特性に応じた受光量から電気信号に変換するためのものである。
【００１８】
サンプルホールド及び自動利得制御回路４は、固体撮像素子３の出力信号に係るサンプリング（標本抽出）と、利得調節を自動的に行うことで信号レベルの安定化に必要な回路であり、その出力信号は後段のアナログ／ディジタル変換回路５に送出される。
【００１９】
アナログ／ディジタル変換回路５によって量子化されたディジタル信号出力は、欠陥検出及び補正回路６を経た後、信号処理回路７に送出される。
【００２０】
欠陥検出及び補正回路６は、アナログ／ディジタル変換回路５の出力信号に基づいて黒欠陥検出、白欠陥検出を含む欠陥検出を行うとともに、検出結果に応じた補正処理を担当している。
【００２１】
また、信号処理回路７は、その入力信号に対して輝度（Ｙ）信号処理及びクロマ（Ｃ）信号処理、エンコード等を含む各種の処理を施した後に複合映像信号（ビデオ信号）を出力する。
【００２２】
制御部８については、マイクロコンピュータ８ａ及び不揮発性メモリ８ｂを用いて構成され、マイクロコンピュータ８ａは、欠陥検出結果を不揮発性メモリ８ｂに記憶させたり、あるいは欠陥補正時において不揮発性メモリ８ｂに記憶されているデータを読み出してこれを欠陥検出及び補正回路６に送出することで欠陥補正アドレス（欠陥位置の情報）を設定する等の役割を有する。また、不揮発性メモリ８ｂについては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去書き込み可能な読み専用メモリ）が挙げられるが、電源供給停止時においてデータ保持が可能な記憶手段であればこれに限らず、別のメモリ（例えば、バックアップ機能を備えた揮発性メモリ等。）、あるいは記録媒体による補助記憶装置等を使用しても構わない。
【００２３】
欠陥検出及び補正回路６の構成については、例えば、図１に示されるように、下記の構成要素を具備する（括弧内の数字は符号を示す。）。
【００２４】
・黒欠陥検出用回路（９）
・白欠陥検出回路（１０）
・セレクタ（１１）
・欠陥アドレスメモリ（１２）
・補正信号発生回路（１３）
・欠陥補正回路（１４）。
【００２５】
黒欠陥検出用回路９は、黒欠陥検出の中心部分であり、検出結果はセレクタ１１を介して白欠陥検出回路１０に送出される。尚、その構成及び動作については後で詳述するが、本発明の実施形態については、下記に示す態様が挙げられる。
【００２６】
（ｉ）黒欠陥検出結果を示す信号をそのまま用いて黒欠陥が生じている受光素子を特定すると共に、その位置情報を記憶手段に記憶させておき、欠陥補正時には当該記憶手段から読み出した情報に基づいて欠陥補正用のタイミング信号を生成して欠陥補正を行う形態
（ｉｉ）黒欠陥検出結果を示す信号をそのまま用いずに、黒欠陥の検出信号を白欠陥相当の検出信号へと転化させることで、白欠陥検出及び白欠陥補正のための手段を流用する形態。
【００２７】
先ず、（ｉ）については黒欠陥検出を行い、その結果に基づいて素直に黒欠陥補正を行う形態である。例えば、欠陥画素が判明した場合にその１画素分前の画素出力によって置換を行うことで、欠陥の生じている受光素子から得られる出力信号を無視したり、あるいは隣接画素の画素出力から得られる演算値で代用するといった処理を行う。但し、本形態では、白欠陥検出及び補正を黒欠陥検出及び補正とは別個に行う必要がある。
【００２８】
他方、形態（ｉｉ）によれば、黒と白の違いが信号レベルの相対的な関係であること、つまり、黒レベルと白レベルについてレベル軸の向きを逆転させれば互い白黒反転した関係となることに着目して、黒欠陥の検出信号を、白欠陥相当の検出信号に変換することにより、白欠陥検出手段の仕組みをそのまま利用して黒欠陥検出を行うことができる。つまり、信号変換によって黒欠陥を白欠陥とみなして受光素子の位置を特定して、その位置情報を記憶手段に記憶させておき、欠陥補正時には当該記憶手段から読み出した情報に基づいて欠陥補正用のタイミング信号を生成して欠陥補正を行えば、結果として黒欠陥を補正したことになる。よって、白欠陥検出回路や白欠陥補正回路の兼用によって回路構成を簡単化して、コスト削減を図ることができるという利点が得られる。
【００２９】
セレクタ１１は、アナログ／ディジタル変換回路５の出力信号又は黒欠陥検出用回路９からの信号のいずれかを選択して後段の白欠陥検出回路１０に送出する。つまり、黒欠陥検出時には、黒欠陥検出用回路９を通した信号を選択し、白欠陥検出時には、黒欠陥検出用回路９を通さない信号を選択する。
【００３０】
白欠陥検出回路１０は、白欠陥の生じている受光素子を特定するための回路であり、既知の構成を有する。例えば、欠陥判別のために信号レベルを所定の閾値と比較するための比較回路（コンパレータ）と、該比較回路の結果から欠陥画素の位置（固体撮像素子上の受光素子の位置）を特定するアドレス検出回路や、欠陥レベルの大きさに応じて順番に並び替えるためのソーティング回路等を備えている。尚、本例では前記（ｉｉ）の形態を採用しているので、白欠陥検出回路１０は、黒欠陥検出時においても使用される。つまり、本回路は上記黒欠陥検出用回路９とともに黒欠陥検出装置をも構成している。
【００３１】
欠陥アドレスメモリ１２は、検出された欠陥について固体撮像素子上の位置情報（アドレス）を保存するものである。つまり、当該メモリはマイクロコンピュータ８ａの制御下において、白欠陥検出回路１０からのデータを記憶したり、当該メモリから読み出された記憶データを補正信号発生回路１３に送出するものである。尚、本例では前記（ｉｉ）の形態を採用しているので、本メモリは白欠陥検出、黒欠陥検出において共通に使用される。
【００３２】
補正信号発生回路１３は、欠陥アドレスメモリ１２から送られてくるデータに基づいて欠陥補正用信号（タイミング信号）を生成するための回路であり、当該信号は欠陥補正回路１４に送出される。
【００３３】
欠陥補正回路１４は、アナログ／ディジタル変換回路５と信号処理回路７との間に配置され、補正信号発生回路１３からの欠陥補正用信号を受けて固体撮像素子３の出力信号に対して欠陥補正を行う。尚、本例では前記（ｉｉ）の形態を採用しているので、本回路は白欠陥検出、黒欠陥検出において共通に使用される。また、欠陥補正の方法については、欠陥が検出された位置の受光素子の出力値を、近傍位置における欠陥のない素子の出力値（正常な画素出力値）で置換したり、あるいは近傍位置の欠陥のない素子群の各出力値に基づく演算結果で代用する等といった各種の方法が挙げられること及び本発明に関する限りその方法の如何を問わないことから説明を省略する。
【００３４】
図２に示す黒欠陥検出用回路９の構成について説明する前に、黒欠陥検出方法について、図３乃至図６に従って説明する。
【００３５】
図３は、アナログ／ディジタル変換回路５によって変換された固体撮像素子３の画像出力レベルの一例（色差線順次方式）を、横軸（画素の水平走査方向に相当する。）に沿って並べて棒グラフに示したものである。尚、図示する信号レベルは、Ｇ（緑）のカラーフィルタとＭｇ（マゼンタ）のカラーフィルタに対応したレベルが交互に示されている。また、矢印「Ｅ１」や、「Ｅ２」で示す信号出力について素子に欠陥が生じていることを想定しており、矢印「Ｅ１」に示す位置（Ｍｇ）においては、他のＭｇのフィルタを経た出力レベルと同様に、破線で示す信号レベルが本来得られるはずが、他の出力レベルよりに比して小さくなっている（欠陥レベルを、矢印「Ｄ１」に示す。）。また、矢印「Ｅ２」に示す位置（Ｇ）においては、他のＭｇのフィルタを経た出力レベルと同様に、破線で示す信号レベルが本来得られるはずが、図示するように、他の出力レベルよりも小さくなっている（欠陥レベルを、矢印「Ｄ２」に示す。）。
【００３６】
尚、図中の「ＢＬＫ」は黒レベルを示す。
【００３７】
図４は、図３に示したグラフから黒レベルに示す「ＢＬＫ」の分を差し引いた後のグラフを示したものである。つまり、黒レベル「ＢＬＫ」を原点レベルの基準としている。
【００３８】
図５は、図４に示される各信号レベルに対して、予め決定されている利得係数をそれぞれ掛けた後の状態を示したものである。
【００３９】
例えば、補色コーディングにおいてＣｙ、Ｙｅ、Ｇ、Ｍｇの各カラーフィルタに対する利得係数をそれぞれ、「ＫCy」、「ＫYe」、「ＫG」、「ＫMg」とし、各カラーフィルタを通した受光素子の出力信号レベルをそれぞれ、「ＶCy」、「ＶYe」、「ＶG」、「ＶMg」とすると、「ＫCy×ＶCy」、「ＫYe×ＶYe」、「ＫG×ＶG」、「ＫMg×ＶMg」をそれぞれ計算してレベル補正を行う。
【００４０】
図５では、説明の便宜上、「ＫG＝２」、「ＫMg＝１」に各係数が選ばれているので、Ｇのフィルタを経た撮像出力レベル（黒欠陥のない受光素子による出力レベル）については、そのレベルが２倍になって規定レベル（図に「ＬＶＬ」と記す。）にまで達する。また、Ｍｇのフィルタを経た撮像出力レベル（黒欠陥のない受光素子による出力レベル）については、そのままのレベルである。つまり、規定レベル「ＬＶＬ」は黒欠陥のないＭｇに係る出力信号のレベルに規定されている。
【００４１】
このように、複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数が設定され、各光フィルタに対応する画素出力値、つまり、各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して各別の利得係数を乗じることにより、それぞれの光フィルタの感度特性が揃うように各出力信号間の差分を補正すると、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルＬＶＬになることが分かる。換言すれば、黒欠陥がない場合において、信号レベルが、同一の規定レベルＬＶＬとなるように各利得係数が事前に決定されているということである。
【００４２】
他方、黒欠陥の生じている受光素子から得られる出力信号については、図５の矢印「Ｆ１」、「Ｆ２」に示すように、規定レベルＬＶＬとは異なるレベルを示す。つまり、本例では、利得係数の設定値から分かるように、矢印「Ｆ１」に示すＭｇについての欠陥レベル（ＬＶＬ−ＫMg×ＶMg＝ＬＶＬ−ＶMg）は、図３や図４において矢印「Ｅ１」に示す欠陥レベルに等しいが、矢印「Ｆ２」に示すＧについての欠陥レベル（ＬＶＬ−ＫG×ＶG＝ＬＶＬ−２×ＶG）は、図３や図４において矢印「Ｅ２」に示す欠陥レベルよりも大きくなっている。
【００４３】
このように、黒欠陥のある受光素子については、その信号レベルが規定レベルＬＶＬに揃わないことが分かる。
【００４４】
図６は、規定レベルＬＶＬを白レベルに設定するともに、当該レベルから図５にされる各信号レベルを差し引いた結果を示したものであり、同図において矢印「Ｄ１」、「Ｄ２」の上にオーバーラインを付したものが、前記した矢印「Ｄ１」、「Ｄ２」に示す欠陥レベルにそれぞれ対応した演算結果を示している。
【００４５】
つまり、黒欠陥のある素子の欠陥レベルが上記の演算によってそれぞれ抽出される（図５においてレベルＬＶＬを基準レベルにとってレベル軸を逆向きに設定したときの各信号のレベル関係と同じである。つまり、白レベルを基準としてレベル反転を行ったのと等価である。）。
【００４６】
このように、黒欠陥に係る画像出力が、白欠陥に係る画像出力相当の信号に変換されて出力される。即ち、図５において、矢印「Ｆ１」、「Ｆ２」に示す位置では白欠陥が生じているために各信号レベルが規定レベルＬＶＬに達していないとみなすことができる（実際の原因は、当然に黒欠陥に依るが、上記した処方によって黒欠陥検出処理を白欠陥検出処理に転化できる。）。
【００４７】
図２は黒欠陥検出用回路９の構成例を示すものであり、下記の構成要素を具備する（括弧内の数字は符号を示す。）。
【００４８】
・初段の引き算回路（１５）
・掛算回路（１６）
・出力段の引き算回路（１７）
・平均値検出回路（１８）
・黒レベル設定部（１９）
・利得係数設定部（２０）
・セレクタ（２１）
・白レベル設定部（２２）
・シーケンサ（２３）。
【００４９】
本回路においては、アナログ／ディジタル変換回路５からの信号（例えば、図３参照。）は、引き算回路１５に送られる。そして、図４において説明したように、ここでは各信号のレベルから、黒レベルＢＬＫが引き算される。尚、黒レベルＢＬＫについてはマイクロコンピュータ８ａからの指令に従って黒レベル設定部１９により規定され、当該レベルを示す信号が引き算回路１５に送出されるようになっている。
【００５０】
そして、引き算回路１５の出力は掛算回路１６に送出され、ここでは、上記したように、各カラーフィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して各別の利得係数（ＫCy、ＫYe、ＫG、ＫMg）を乗じる処理が行われる（図５参照）。尚、各利得係数の値は、マイクロコンピュータ８ａからの指令に従って利得係数設定部２０に設定されてから、セレクタ２１を介して掛算回路１６に送られてくるように構成されており、シーケンサ２３からの制御信号に応じたセレクタ２１の切換制御によって、Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇ、Ｍｇの各フィルタに対する利得係数が選択されて当該係数の乗算タイミングが規定される。つまり、利得係数設定部２０、セレクタ２１、シーケンサ２３は、複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数を設定する利得係数設定手段２４を構成しており、各利得係数と、各フィルタを通した受光素子の出力信号レベルとがそれぞれ対応するように制御されて、両者の乗算処理が行われる。この処理により、黒欠陥でない撮像出力についてはそのレベルが同一レベルに揃えられるので、光フィルタ（この場合にはカラーフィルタ）の感度差が補正されて、各フィルタの違いが吸収される。
【００５１】
また、掛算回路１６は、各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して各別の利得係数を乗じる役割を有しており、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなるようにレベル補正する補正手段２５を構成している。
【００５２】
掛算回路１６の出力は後段の引き算回路１７に送出されるが、マイクロコンピュータ８ａからの指令に従って白レベル設定部２２により白レベルが規定され、当該レベルを示す信号が引き算回路１７に送出されてくる。そして、ここでは、図６において説明したように、規定レベルを白レベルに規定して、このレベルから利得係数の乗算後の信号レベルが引き算される。これにより、黒欠陥の撮像出力が白欠陥の撮像出力相当の信号に変換されることになる。
【００５３】
引き算回路１７の出力は、前記したように、セレクタ２１を介して白欠陥検出回路１０に送出され、当該回路を使って黒欠陥検出が行われる。つまり、本例では、上記した規定レベルと、黒欠陥の生じている受光素子から得られる出力信号のレベルとの差分として得られる情報に基づいて黒欠陥を判別する判別手段２６として白欠陥検出回路１０が兼用されている。
【００５４】
つまり、図６に示した信号が、白欠陥検出回路１０に入力されることにより、欠陥レベルが検出されるとともに、固体撮像素子３における受光素子の欠陥位置情報（アドレス）が検出される。そして、本回路内にはソーティング回路が設けられていて、欠陥レベルの大きさに応じて検出情報の並べ替えが行われる（欠陥レベルの大きいものから順に並べ替えられる。）ので、映像信号への影響が大きい欠陥から先に検出したのと同じ結果が得られる。
【００５５】
そして、検出された欠陥位置情報は、マイクロコンピュータ８ａの制御下で、不揮発性メモリ８ｂに送られて記憶されて、一連の黒欠陥検出動作が終了する。
【００５６】
尚、黒欠陥補正処理に関しては、既存の白欠陥補正回路を兼用することから明らかなように白欠陥補正処理と同じであり、マイクロコンピュータ８ａの制御下おいて不揮発性メモリ８ｂから読み出された欠陥位置情報（欠陥アドレス）が欠陥アドレスメモリ１２上に一旦記憶されてから、これに応じて補正信号発生回路１３により生成される欠陥補正用信号が欠陥補正回路１４に送出されることで欠陥補正処理が行われる。
【００５７】
平均値検出回路１８は、アナログ／ディジタル変換回路５からの信号、即ち、光フィルタ毎の受光素子から得られる出力信号のレベルについて、それぞれの平均値を求めるための回路であり、シーケンサ２３により制御される。黒欠陥検出の前には、事前に利得係数を決定しておく必要があり、そのためには、固体撮像素子３に平面光の入射したときに、欠陥のない画素に係る出力信号のレベルについて平均値を平均値検出回路１８が算出して、これをマイクロコンピュータ８ａに送出する。マイクロコンピュータ８ａは、この平均値で上記の規定レベルを割った比率から決定される値を利得係数として算出する（これが利得係数設定部２０に対して設定される利得係数の値として用いられる。）。尚、本回路においては、平均値検出回路そのものが平均値検出手段を構成しているが、これに限らず、平均値計算処理をマイクロコンピュータ８ａに委ねる等の各種の形態が可能である。また、利得係数の値についてはマイクロコンピュータ８ａのメモリ内に保持しても良いし、安全性を考慮して不揮発性メモリ８ｂ内に記憶保持しても良いことは勿論である。
【００５８】
しかして、本発明に係る黒欠陥検出方法の手順を箇条書きにしてまとめると、下記のようになる。
【００５９】
（１）感度差を有する複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数をそれぞれ設定しておく。
【００６０】
（２）各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して上記利得係数を乗じることにより、それぞれの光フィルタの感度特性が揃うようにレベル補正を行う。
【００６１】
（３）黒欠陥の発生している画素について欠陥レベル及びその位置を検出する。つまり、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベル「ＬＶＬ」となるが、黒欠陥の生じている受光素子から得られる（利得調節後の）出力信号のレベル「Ｕｊ＝Ｋｊ×Ｖｊ」（但し、ｊは、「Cy,Ye,G,Mg」の何れかを示す。）が上記規定レベルとは異なるレベルを示すので、両者の差分量（ＬＶＬ−Ｕｊ）を演算により算出することで欠陥の度合を把握できる。
【００６２】
尚、（３）においては、黒欠陥のない各受光素子から得られる出力信号のレベルが同一の規定レベルとなるように利得係数の乗算によって揃えた後で、当該規定レベルから、各受光素子の出力信号レベルに対して（１）の利得係数を乗じた後の信号レベルを引き算すれば良い。その際には規定レベルを白レベルとし、当該レベルから各受光素子の出力信号レベルに対して利得係数を乗じた後の信号レベルを引き算すると、上記したように、黒欠陥の大きさを示す検出信号を白欠陥検出相当の信号とみなして処理できるので、回路構成が簡単で済む。
【００６３】
また、各利得係数の決定にあたっては、固体撮像素子３に平面光を当てたときに得られる、光フィルタ毎の受光素子から得られる出力信号のレベルを検出するとともに、各フィルタ毎に平均値を求め、該平均値で規定レベルを割った比率から利得係数を決定する方法が簡単であり、光フィルタや固体撮像素子の個体差に応じた利得係数を得ることができるので精度向上にとって好ましい。
【００６４】
上記に説明したように、各光フィルタに対応した利得係数を、当該光フィルタ毎の画素出力のレベルに対して乗算する演算処理を施して欠陥レベルを検出できるので、例えば、下記に示す利点が得られる。
【００６５】
・各フィルタの感度特性が異なっている固体撮像素子に関して、欠陥検出の際に入射される平面光の波長特性が問題とならない。つまり、波長特性に依存して検出信号レベルや欠陥レベルに差があるために、基準レベル（閾値）との比較に際して検出精度が不正確になってしまうことはない（つまり、欠陥レベルに利得係数を掛けた分が検出される。）し、また、黒欠陥検出において単一の基準レベルを設定する必要がなくなる。
【００６６】
・上記の形態（ｉｉ）を採用した場合には、白欠陥に係る検出手段や欠陥補正手段を利用できるので、回路の兼用によりコストや回路の実装面積の低減にとって有利である。
【００６７】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１、請求項４、請求項５に係る発明によれば、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなり、黒欠陥の生じている受光素子から得られる出力信号のレベルが上記規定レベルとは異なるレベルを示すことに基づいて、黒欠陥の位置及び度合を正確に検出することができるので、感度差のある光フィルタを用いた固体撮像素子について黒欠陥検出を正確に行うことができる。
また、黒欠陥検出信号を簡単な演算処理によって得ることができる。
また、黒欠陥の大きさを示す検出信号に対してレベル反転処理を施して白欠陥検出信号として出力することにより、白欠陥検出回路を利用して黒欠陥検出を行えるので、回路構成が簡単で済む。
【００７０】
請求項４に係る発明によれば、撮像装置において正確な黒欠陥検出を行うことにより劣化の極めて少ない撮影画像を取得することができる。
【００７１】
請求項２や請求項６に係る発明によれば、信号レベルの平均値算出に基づいて利得係数を簡単に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】黒欠陥検出用回路の回路構成例を示すブロック図である。
【図３】図４乃至図６とともに、黒欠陥検出方法についての説明図であり、本図は黒欠陥を含む信号出力例を示すグラフ図である。
【図４】図３に示す各信号から黒レベルを差し引いた後の各信号レベルを示したグラフ図である。
【図５】利得係数の乗算後における各信号レベルを示したグラフ図である。
【図６】白レベルを規定レベルとして、これから利得係数の乗算後における各信号レベルを引き算した後の信号レベルを示したグラフ図である。
【図７】従来の黒欠陥検出方法について説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
１…撮像装置、３…固体撮像素子、１８…平均値検出手段、２４…利得係数設定手段、２５…補正手段、２６…判別手段

Claims

入射光の波長特性により感度差が生じる複数種の光フィルタが各受光素子にそれぞれ設けられた固体撮像素子に対して、平面光が入射されたときに当該固定撮像素子から出力される信号レベルを監視することで黒欠陥が生じている受光素子を検出するための、固体撮像素子の黒欠陥検出装置において、
黒欠陥の生じている受光素子を検出する黒欠陥検出回路と白欠陥の生じている受光素子を検出する白欠陥検出回路を備え、
上記黒欠陥検出回路は、
上記複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数を設定する利得係数設定手段と、
各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して各別の利得係数を乗じることにより、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなるようにレベル補正する補正手段と、
上記同一の規定レベルを白レベルに設定する白レベル設定手段と、
上記白レベルから、各受光素子の出力信号レベルに対して利得係数を乗じた後の信号レベルを引き算して、黒欠陥の大きさを示す検出信号に対してレベル反転処理を施して黒欠陥検出信号を白欠陥検出信号として出力する手段とを備え、
上記白欠陥検出回路は、上記の規定レベルと、黒欠陥の生じている受光素子から得られる上記レベル反転された白欠陥検出信号のレベルとの差分から黒欠陥を判別して黒欠陥のレベルと欠陥位置情報を検出する
ことを特徴とする固体撮像素子の黒欠陥検出装置。
請求項１に記載した固体撮像素子の黒欠陥検出装置において、
平面光を固体撮像素子に入射したときに、光フィルタ毎の受光素子から得られる出力信号のレベルについて、その平均値を求める平均値検出手段を設け、
上記利得係数設定手段が、上記平均値で上記規定レベルを割った比率から決定される値を利得係数として設定する
ことを特徴とする固体撮像素子の黒欠陥検出装置。
請求項１に記載した固体撮像素子の黒欠陥検出装置において、
上記白欠陥検出回路は、検出された上記黒欠陥のレベルの大きさに応じてレベル情報の並び替えを行うソーティング手段を備えている
ことを特徴とする固体撮像素子の黒欠陥検出装置。
入射光の波長特性により感度差が生じる複数種の光フィルタが各受光素子にそれぞれ設けられた固体撮像素子を有し、該固体撮像素子に対して、平面光が入射されたときに当該固定撮像素子から出力される信号レベルを監視することで黒欠陥が生じている受光素子を検出する機能を備えた撮像装置において、
黒欠陥の生じている受光素子を検出する黒欠陥検出回路と白欠陥の生じている受光素子を検出する白欠陥検出回路を備え、
上記黒欠陥検出回路は、
上記複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数を設定する利得係数設定手段と、
各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して各別の利得係数を乗じることにより、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなるようにレベル補正する補正手段と、
上記同一の規定レベルを白レベルに設定する白レベル設定手段と、
上記白レベルから、各受光素子の出力信号レベルに対して利得係数を乗じた後の信号レベルを引き算して、黒欠陥の大きさを示す検出信号に対してレベル反転処理を施して黒欠陥検出信号を白欠陥検出信号として出力する手段とを備え、
上記白欠陥検出回路は、上記の規定レベルと、黒欠陥の生じている受光素子から得られる上記レベル反転された白欠陥検出信号のレベルとの差分から黒欠陥を判別して黒欠陥のレベルと欠陥位置情報を検出する
ことを特徴とする撮像装置。
入射光の波長特性により感度差が生じる複数種の光フィルタが各受光素子にそれぞれ設けられた固体撮像素子に対して、平面光が入射されたときに当該固定撮像素子から出力される信号レベルを監視することで黒欠陥が生じている受光素子を検出する、固体撮像素子の黒欠陥検出方法において、
上記複数種の光フィルタについて予め決められた利得係数をそれぞれ設定しておき、
各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対して上記利得係数を乗じることにより、黒欠陥のない受光素子から得られる出力信号のレベルが光フィルタの種類に拠らずに同一の規定レベルとなるようにレベル補正し、
上記同一の規定レベルを白レベルに設定し、
上記白レベルから、各受光素子の出力信号レベルに対して利得係数を乗じた後の信号レベルを引き算して、黒欠陥の大きさを示す検出信号に対してレベル反転処理を施して黒欠陥検出信号を白欠陥検出信号として出力し
上記の規定レベルと、黒欠陥の生じている受光素子から得られる上記レベル反転された白欠陥検出信号のレベルとの差分から黒欠陥を判別して黒欠陥のレベルと欠陥位置情報を検出する
ことを特徴とする固体撮像素子の黒欠陥検出方法。
請求項５に記載した固体撮像素子の黒欠陥検出方法において、平面光を固体撮像素子に入射したときに、光フィルタ毎の受光素子から得られる出力信号のレベルについて、その平均値を求め、該平均値で規定レベルを割った比率から利得係数を決定することを特徴とする固体撮像素子の黒欠陥検出方法。
請求項５に記載した固体撮像素子の黒欠陥検出方法において、検出された上記黒欠陥のレベルの大きさに応じてレベル情報の並び替えを行う
ことを特徴とする固体撮像素子の黒欠陥検出方法。