JP6512291B2 - Signal processing method and driving method of solid-state imaging device - Google Patents
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Description
本発明は固体撮像素子の信号処理方法及び駆動方法に関する。特に、短時間のうちに高速で起こる現象を撮影するために好適に用いられる固体撮像素子の信号処理方法及び駆動方法に関する。 The present invention relates to a signal processing method and a driving method of a solid-state imaging device. In particular, the present invention relates to a signal processing method and a driving method of a solid-state imaging device suitably used to capture a phenomenon that occurs at high speed in a short time.
爆発、破壊、燃焼、衝突、あるいは放電のように、短時間のうちに高速で起こる現象を高速で連続撮影するための高速撮影装置(高速ビデオカメラ)が従来知られている(例えば非特許文献1)。こうした装置では、100万フレーム/秒程度あるいはそれ以上の速度で連続撮影を行うため、一般的なビデオカメラやデジタルカメラなどに利用される撮像素子と異なる、特殊な構造を有する固体撮像素子が用いられる。 BACKGROUND ART High-speed imaging devices (high-speed video cameras) for continuously capturing, at high speed, phenomena that occur at high speed in a short time, such as explosion, destruction, combustion, collision, or discharge, are conventionally known (for example, non-patent documents 1). Such an apparatus uses a solid-state imaging device having a special structure different from an imaging device used for a general video camera, digital camera, and the like because continuous imaging is performed at a speed of about one million frames per second or more. Be
本発明者らは、そのような固体撮像素子の1つを特許文献1において提案している。この固体撮像素子は、N個(例えば10万個)の画素と、N個の画素のそれぞれに対応するM個(例えば128個)の記憶素子を備えている。N個の画素は画素領域に集約されており、該画素領域内に2次元配列(例えば250×400個の格子状配列)されている。また、N×M個の記憶素子は、前記画素領域から空間的に分離された記憶領域に配置されている。画素領域内の各画素からは画素出力線が延設されており、スイッチングトランジスタを介して当該画素に対応するM個の記憶素子に接続されている。
The present inventors have proposed one such solid-state imaging device in
上記固体撮像素子では、各画素において所定のサンプリング時間、信号を蓄積させ、続いて該画素に対応するM個の記憶素子のうちの1つに出力信号を保持させるという動作を繰り返し行う。そして、M個の記憶素子の全てに出力信号が保持されると、最初の記憶素子に戻り、該記憶素子から順に画素信号を上書きしていく。各画素における信号の蓄積及び記憶素子への出力は全画素において一斉に行われる。撮影終了後、各記憶素子に保持された信号は固体撮像素子の外部に読み出され、M枚(例えば128フレーム)の画像が作成される。 In the solid-state imaging device, an operation of accumulating signals in each pixel for a predetermined sampling time and subsequently holding an output signal in one of M storage elements corresponding to the pixels is repeated. Then, when the output signal is held in all the M storage elements, the processing returns to the first storage element, and the pixel signals are sequentially overwritten from the storage element. The accumulation of the signal in each pixel and the output to the storage element are simultaneously performed in all the pixels. After the end of imaging, the signals held in the respective storage elements are read out of the solid-state imaging element, and M (for example, 128 frames) images are created.
上述の固体撮像素子では、通常、画素の数に比べて2桁以上多くの記憶素子が設けられ、例えば上述した例の場合、記憶素子の数は1000万個以上にもなる。通常、固体撮像素子は、素子に欠陥を生じさせる要因である塵埃の混入を防ぐためにクリーンルームにおいて製造されるが、それでも塵埃の混入を完全に防ぐことは困難である。また、素子の欠陥は配線パターンの形成不良など塵埃の混入以外の要因でも起こりうる。そのため、上述のとおり極めて多数の記憶素子を有する固体撮像素子の製造工程において、ある割合で記憶素子に不具合が生じることは避けがたい。1つの記憶素子の不具合により生じるデータの欠落は1フレーム中の1画素の信号分のみであり撮像データ全体に致命的な影響を及ぼすものではないが、画像内に信号のない領域が存在すると見た目に不自然さを感じさせてしまうという問題があった。 In the above-described solid-state imaging device, generally, two or more digits of storage elements are provided in comparison with the number of pixels, and in the case of the above-described example, for example, the number of storage elements is ten million or more. Usually, solid-state imaging devices are manufactured in a clean room to prevent the entry of dust, which is a factor causing defects in the elements, but it is still difficult to completely prevent the entry of dust. In addition, a defect of the element may occur due to a factor other than the mixing of dust, such as a defective formation of a wiring pattern. Therefore, as described above, in the process of manufacturing a solid-state imaging device having a very large number of storage devices, it is difficult to avoid the occurrence of defects in the storage devices at a certain rate. Loss of data caused by the failure of one storage element is only for the signal of one pixel in one frame and does not have a fatal effect on the entire imaging data, but if there is an area without a signal in the image, it looks Had the problem of making it feel unnatural.
本発明が解決しようとする課題は、1つの画素に対して該画素からの出力信号を保持するための複数の記憶素子が対応付けられた構成を有する固体撮像素子について、記憶素子の一部に不具合が生じた場合でも欠落のない撮像データを取得することができる固体撮像素子の信号処理方法及び駆動方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a solid-state imaging device having a configuration in which a plurality of storage elements for holding an output signal from one pixel is associated with one pixel is a part of the storage element. A signal processing method and a driving method of a solid-state imaging device capable of acquiring imaging data without omission even when a failure occurs.
上記課題を解決するために成された本発明の第1の態様は、
互いに隣接して配置され、それぞれが受光した光の強度に応じた信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれに対して所定の複数個設けられた記憶素子であって、前記複数の画素のそれぞれから出力される信号が順に保持される記憶素子と
を有する固体撮像素子において、前記複数の画素にそれぞれ対応する前記複数個の記憶素子の一部又は全部から読み出された信号を処理する方法であって、
前記記憶素子から読み出された信号の中から予め決められた条件に適合しない不適合信号を特定し、
前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素において前記不適合信号と隣接する時間に取得された信号に基づいて正常な信号を推定する
ことを特徴とする。
The first aspect of the present invention made to solve the above-mentioned problems is
A plurality of pixels disposed adjacent to each other and outputting signals according to the intensity of light received by each;
A plurality of predetermined storage elements provided for each of the plurality of pixels, wherein the plurality of storage elements sequentially hold signals output from each of the plurality of pixels; A method of processing a signal read out from part or all of the plurality of storage elements respectively corresponding to
Identifying a nonconforming signal that does not meet predetermined conditions from among the signals read from the storage element;
And estimates a normal signal on the basis of the signals acquired at a time adjacent to the non-conforming signal in a pixel corresponding to the storage element before Symbol incompatible signal is read.
上記複数の画素の互いに隣接した配置とは、典型的には2次元的な配置(例えば格子状やハニカム状の配置)であるが、直線状、曲線状、ループ状などの1次元配置であってもよい。
上記予め決められた条件に適合しない不適合信号とは、例えば、製造工程において不具合が生じていることが判明している記憶素子等(記憶素子に接続される信号線等も含む)から読み出された信号、隣接する画素との信号の大きさの差が所定の閾値よりも大きい信号、あるいは一定以上の明度で撮影されているにもかかわらず信号値がゼロである信号(信号そのものが記憶素子に保持されていない場合を含む)などである。The arrangement of the plurality of pixels adjacent to each other is typically a two-dimensional arrangement (for example, a lattice or honeycomb arrangement), but is a one-dimensional arrangement such as linear, curvilinear, or looped. May be
The nonconforming signal which does not conform to the predetermined condition is, for example, read out from a memory element or the like (including a signal line connected to the memory element or the like) which is known to have a defect in the manufacturing process. Signal, or a signal whose difference in magnitude between adjacent pixels is larger than a predetermined threshold, or a signal whose signal value is zero although the image is photographed with a certain brightness or more (the signal itself is a storage element (Including the case of not being held by
上記固体撮像素子では、複数の画素において同じタイミングで受光した光の強度に対応する信号を各画素から所定のサンプリング周期で読み出し、当該画素に対応する複数の記憶素子に順に保持させる。各画素と当該画素に対応する複数の記憶素子を結ぶ信号出力線が各画素に独立に設けられる場合には、各画素から記憶素子への信号の出力を全画素で一斉に行う。一方、1本の信号出力線を複数の画素が共有する構成の場合には、該複数の画素を順に切り替えて、当該画素に対応する記憶素子に信号を出力する。各画素に独立に信号出力線が設けられる構成では、記憶素子への信号の出力に要する時間が短いため、サンプリング周期を短くすることができる。また、複数の画素が1本の信号出力線を共有する構成では、信号出力線の本数を少なくして画素領域における受光面積の割合を大きくすることができる。 In the solid-state imaging device, a signal corresponding to the intensity of light received at the same timing in a plurality of pixels is read out from each pixel at a predetermined sampling cycle, and held in order in a plurality of storage elements corresponding to the pixels. In the case where signal output lines connecting each pixel and a plurality of storage elements corresponding to the pixel are provided independently for each pixel, output of signals from each pixel to the storage element is simultaneously performed on all the pixels. On the other hand, in the case of a configuration in which a plurality of pixels share one signal output line, the plurality of pixels are sequentially switched to output a signal to a storage element corresponding to the pixel. In the configuration in which the signal output line is provided independently for each pixel, the sampling period can be shortened because the time required for outputting the signal to the storage element is short. Further, in the configuration in which a plurality of pixels share one signal output line, the ratio of the light receiving area in the pixel area can be increased by reducing the number of signal output lines.
例えば、複数の画素が格子状に2次元配置された固体撮像素子である場合に、不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素(対象画素)と隣接する4つまたは8つの画素(周辺画素)で不適合信号と同じタイミングで取得された信号の値を平均して正常な信号を推定する(周辺補正)。あるいは、対象画素において該不適合信号の前及び/又は後に取得された1乃至複数の信号の値を平均して正常な信号を推定する(前後補正)。あるいは、周辺補正と前後補正の両方により正常な信号を推定する。このように、本発明の第1の態様の信号処理方法を用いると、固体撮像素子の記憶素子から読み出された信号の一部に問題が生じていても、当該記憶素子から本来読み出されるべき正常な信号を推定して欠落のない撮像データを取得することができる。 For example, in the case of a solid-state imaging device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged in a grid, four or eight pixels (peripheral adjacent to a pixel (target pixel) corresponding to a storage element from which a nonconforming signal is read In the pixel), the values of the signals acquired at the same timing as the nonconforming signal are averaged to estimate a normal signal (peripheral correction). Alternatively, the value of one or more signals acquired before and / or after the nonconforming signal in the target pixel is averaged to estimate a normal signal (back and forth correction). Alternatively, a normal signal is estimated by both peripheral correction and longitudinal correction. As described above, when the signal processing method according to the first aspect of the present invention is used, even if there is a problem in a part of the signal read from the storage element of the solid-state imaging device, it should be read from the storage element A normal signal can be estimated to obtain imaging data without omission.
上記正常な信号を推定する際に、周辺補正を行うか、前後補正を行うか、あるいはそれら両方を行うかは、撮像する対象物の特性に応じて使用者が判断すればよい。しかし、未熟な使用者の場合、そうした判断を適切に下すことが難しい。 When estimating the above-mentioned normal signal, whether the peripheral correction, the front / rear correction or both of them should be performed may be determined by the user according to the characteristics of the object to be imaged. However, in the case of an unskilled user, it is difficult to make such judgment properly.
そこで、上記第1の態様では、さらに、
前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素に隣接して配置された画素について、該不適合信号と同じ時間に取得された信号と、該不適合信号と隣接する時間に取得された信号との間の相関度を求め、
前記相関度が予め決められた値よりも小さい場合に、前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素に隣接して配置された画素において該不適合信号と対応する時間に取得された信号に基づいて前記正常な信号を推定する
ことが好ましい。
Therefore, in the first aspect, further,
A signal acquired at the same time as the nonconforming signal, and a signal acquired at the time adjacent to the nonconforming signal, for the pixel disposed adjacent to the pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read out Find the degree of correlation between
When the degree of correlation is smaller than a predetermined value, a signal acquired at a time corresponding to the nonconforming signal in a pixel arranged adjacent to a pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read it is preferable that to estimate the normal signal on the basis of.
この態様では、周辺画素において不適合信号と同じ時間に取得された信号、及び不適合信号の前後に取得された信号の相関度を求める。信号の相関度は、不適合信号と、その前後に取得された信号の値の変化の大きさから求められる。例えば、求められた相関度が予め決められた閾値以上の値である場合には、動きの少ない(あるいは静止した)信号であり、求めた相関度が予め決められた閾値未満である場合には、動きの激しい信号である、と考えることができる。従って、前者の場合には前後補正によって、後者の場合には周辺補正によって、正常な信号を推定することができる。 In this aspect, the degree of correlation between the signals acquired at the same time as the nonconforming signal in the peripheral pixels and the signals acquired before and after the nonconforming signal is determined. The degree of correlation of the signal is determined from the nonconforming signal and the magnitude of the change in the value of the signal acquired before and after it. For example, when the calculated degree of correlation is a value equal to or greater than a predetermined threshold value, the signal is small (or stationary) and the calculated degree of correlation is less than a predetermined threshold value. , It can be considered that the signal is intense. Therefore, a normal signal can be estimated by the back-and-forth correction in the former case and by the peripheral correction in the latter case.
また、前後補正と周辺補正を組み合わせた補正処理を行うようにしてもよい。例えば、上記相関度の値に応じて前後補正と周辺補正にそれぞれ重み付けを行い、それら両方を用いて正常な信号を推定することができる。 Further, correction processing combining the front and back correction and the peripheral correction may be performed. For example, according to the value of the degree of correlation, each of the front and back correction and the peripheral correction may be weighted, and both may be used to estimate a normal signal.
また、上記課題を解決するために成された本発明の第2の態様は、
それぞれが受光した光の強度に応じた信号を出力する1乃至複数の画素と、
前記1乃至複数の画素のそれぞれに対して所定の複数個設けられた記憶素子と
を有する固体撮像素子の駆動方法であって、
前記1乃至複数の画素のそれぞれに対応する前記所定の複数個の記憶素子の中から予め決められた条件に適合しない不適合記憶素子を特定し、
前記1乃至複数の画素のそれぞれについて、当該画素に対応付けられた所定の複数個の記憶素子の中から前記不適合記憶素子を除いた正常記憶素子を用いて当該画素から出力される信号を順に保持する
ことを特徴とする。In addition, the second aspect of the present invention made to solve the above-mentioned problems is
One or more pixels each outputting a signal according to the intensity of the light received;
A driving method of a solid-state imaging device including: a plurality of predetermined storage devices provided for each of the one or the plurality of pixels;
Identifying a nonconforming storage element which does not conform to a predetermined condition among the predetermined plurality of storage elements corresponding to each of the one or more pixels;
For each of the one or more pixels, a normal storage element obtained by removing the nonconforming storage element from a plurality of predetermined storage elements associated with the pixel is used to sequentially hold the signal output from the pixel It is characterized by
上記不適合記憶素子とは、例えば、所定の検査において動作不良が確認されている記憶素子、前回の撮像時に正常な信号を読み出すことができなかった記憶素子、あるいは信号の書き込みや読み出しのために設けられている信号出力線に不具合がある記憶素子である。 The non-compliant storage element is, for example, a storage element for which a malfunction has been confirmed in a predetermined inspection, a storage element for which a normal signal could not be read out in the previous imaging, or provided for writing or reading out a signal. Storage element having a defect in the signal output line being
本発明の第2の態様では、予め決められた条件に適合しない(不具合が生じた)記憶素子を使用せず、正常な記憶素子のみを用いて複数フレーム分の信号を保持させるため、それらを順に読み出すと欠落のない正常な撮像データが得られる。 The second aspect of the present invention does not use storage elements that do not conform to the predetermined conditions (a failure has occurred), but uses only normal storage elements to hold signals for a plurality of frames. If read out in order, normal imaging data without omission can be obtained.
固体撮像素子では、画素からの出力信号を保持する記憶素子をシフトレジスタによって指定することが多い。シフトレジスタは、画素を、該画素に対応する複数の記憶素子のうちの1つに選択的に接続するものであり、パルスを1つ受信する毎に画素に接続する記憶素子を順に切り替える。従って、不適合記憶素子よりも1つ前の記憶素子に画素からの出力信号を保持した後、シフトレジスタに2つのパルスを連続送信することにより、該特定された記憶素子をスキップし、正常な記憶素子のみを用いて画素からの出力信号を順に保持させることができる。 In a solid-state imaging device, a storage element holding an output signal from a pixel is often designated by a shift register. The shift register selectively connects the pixel to one of the plurality of storage elements corresponding to the pixel, and switches the storage element connected to the pixel in order each time one pulse is received. Therefore, after holding the output signal from the pixel in the memory element one before the non-conforming memory element, the specified memory element is skipped by continuously transmitting two pulses to the shift register, and the normal memory Only elements can be used to hold the output signals from the pixels in order.
本発明の第1の態様である固体撮像素子の信号処理方法を用いることにより、該固体撮像素子の記憶素子から読み出された信号の一部に問題が生じていても、当該記憶素子から本来読み出されるべき正常な信号を推定して欠落のない撮像データを取得することができる。また、本発明の第2の態様である固体撮像素子の駆動方法を用いることにより、該固体撮像素子の記憶素子の一部に不具合がある場合でも欠落のない撮像データを取得することができる。 By using the signal processing method for a solid-state imaging device according to the first aspect of the present invention, even if there is a problem in a part of the signal read from the storage device of the solid-state imaging device, A normal signal to be read out can be estimated to obtain missing imaging data. In addition, by using the method for driving a solid-state imaging device according to the second aspect of the present invention, it is possible to acquire imaging data without omission even when there is a defect in a part of the storage device of the solid-state imaging device.
本発明に係る固体撮像素子の信号処理方法及び駆動方法の一実施例について、以下、図面を参照して説明する。図1は、本実施例における固体撮像素子1の半導体チップ上のレイアウトを示す概略平面図、及び該固体撮像素子の撮像動作を制御するとともに信号を処理する制御・信号処理部50の概略構成図である。
One embodiment of a signal processing method and a driving method of a solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing the layout on the semiconductor chip of the solid-
はじめに、本実施例における固体撮像素子1の概略構成を説明する。
図1に示すように、固体撮像素子1は、複数の画素が配置された矩形状の画素領域2と、該画素領域2から空間的に分離され、複数の記憶素子が配置された矩形状の記憶領域3とを備えている。画素領域2には、10万個の画素10が250×400個の2次元アレイ状に配置されている。また、記憶領域3にも、画素10と同数(即ち10万個)の記憶ユニット30が250×400個の2次元アレイ状に配置されている。さらに、各記憶ユニット30には128個の記憶素子が配置されており、各画素10と該画素10に対応する後述の記憶ユニット30内の記憶素子は画素出力線40で接続されている。画素10から読み出された信号は、該画素10に対応する記憶ユニット30内の記憶素子に順に保持される。First, a schematic configuration of the solid-
As shown in FIG. 1, the solid-
記憶領域3の近傍には、垂直走査回路領域4と水平走査回路領域5が設けられている。垂直走査回路領域4と水平走査回路領域5には、記憶領域3中の記憶ユニット30に含まれる記憶素子からの信号の読み出しを制御するためのシフトレジスタなどの回路が配設されている。
In the vicinity of the
画素領域2に配置された画素10の1つの回路構成を図2に示す。画素10は、フォトダイオード11、転送用トランジスタ12、リセット用トランジスタ13、フローティングディフュージョン14、バッファ用トランジスタ15、第1電流遮断用トランジスタ16、第1バイアス用トランジスタ17、第1コンデンサ18、第1サンプリング用トランジスタ19、第2サンプリング用トランジスタ20、第2コンデンサ21、ソースフォロア増幅用トランジスタ22、第2電流遮断用トランジスタ23、負荷電流源用トランジスタ24、及び出力制御用トランジスタ25を含んで構成されている。
One circuit configuration of the
転送用トランジスタ12、リセット用トランジスタ13、第1電流遮断用トランジスタ16、第1サンプリング用トランジスタ19、及び第2サンプリング用トランジスタ20のゲート端子には、それぞれφT、φR、φX1、φNS、φSSなる駆動パルス信号(制御信号)を供給するための駆動ラインが接続されている。また、第2電流遮断用トランジスタ23及び出力制御用トランジスタ25のゲート端子にはφX2なる駆動パルス信号(制御信号)を供給するための駆動ラインが接続されている。
The gate terminals of the
図3は画素10と該画素10に対応する記憶ユニット30の接続、及び記憶ユニット30内の回路構成を示す図である。図3には1つの画素10と該画素10に対応する記憶ユニット30のみを記載しているが、上述のとおり、画素10と記憶ユニット30はいずれも250×400個の2次元アレイ状に配置されている。
FIG. 3 is a diagram showing the connection of the
画素10から延設されている画素出力線40は、書き込み用トランジスタ31を介して記憶ユニット30内の記憶素子に接続されている。記憶ユニット30には、蓄積フレーム数L(この例ではL=128)分のサンプリング用トランジスタ36及びコンデンサ37(記憶素子)が設けられている。書き込み用トランジスタ31のゲート端子には、全記憶ユニット30に共通の駆動パルス信号φWSを供給するための駆動ラインが接続されている。サンプリング用トランジスタ36のゲート端子には、1個の記憶ユニット30に含まれるL個のサンプリング用トランジスタ36を順に指定するための駆動パルス信号φVCLK1_O<?>(?は0〜127)を供給するシフトレジスタVSR1が接続されている。シフトレジスタVSR1はスタート信号φVS1とクロック信号φVCLK1を受けて動作する。図4に示すように、シフトレジスタVSR1には、最初にスタート信号φVS1が送信され、その後、所定の間隔でクロック信号φVCLK1が送信される。クロック信号φVCLK1を1つ受信するごとに、L個のサンプリング用トランジスタ36のオン/オフが順に切り替えられる。
The
書き込み用トランジスタ31と記憶ユニット30の間には、記憶ユニット30から信号を読み出すための垂直読み出し用トランジスタ38と水平読み出し用トランジスタ39が接続されている。垂直読み出し用トランジスタ38には、2次元配置された記憶ユニット30の縦方向の位置を指定するφVCLK0_O<*>(*は0〜249)なる駆動パルス信号を供給するシフトレジスタVSR0が接続されている。シフトレジスタVSR0はスタート信号φVS0とクロック信号φVCLK0を受けて動作する。また、水平読み出し用トランジスタ39には、記憶ユニット30の横方向の位置を指定するφHCLK_O<#>(#は0〜399)なる駆動パルス信号を供給するシフトレジスタHSRが接続されている。シフトレジスタHSRはスタート信号φHSとクロック信号φHCLKを受けて動作する。
Between the
次に、図5の駆動パルス信号の送信パターンを参照して固体撮像素子1の撮像動作を説明する。
はじめに、転送用トランジスタ12をオフ(φT:オン→オフ)にしてフォトダイオード11をフローティング状態にし、光電変換で発生した電荷の蓄積(露光)を開始する。このとき、フローティングディフュージョン14はリセット電圧VRにリセットされている。少し遅れてリセット用トランジスタ13をオフ(φR:オン→オフ)にしてフローティングディフュージョン14をフローティング状態にする。このとき、フローティングディフュージョン14の電圧はリセット電圧VR+リセットノイズ電圧になる。続いて、第1サンプリング用トランジスタ19、第2サンプリング用トランジスタ20を共にオン(φNS、φSS:オフ→オン)にして、第1コンデンサ18の第2サンプリング用トランジスタ20側の端子電圧と第2コンデンサ21の第2サンプリング用トランジスタ20側の端子電圧をいずれもリセット電圧VRにリセットする。Next, the imaging operation of the solid-
First, the
さらに、第1サンプリング用トランジスタ19のみをオフ(φNS:オン→オフ)にし、第1コンデンサ18の第2サンプリング用トランジスタ20側の端子と第2コンデンサ21の第2サンプリング用トランジスタ20側の端子をいずれもフローティング状態にする。このとき、バッファ用トランジスタ15を通して第1コンデンサ18に与えられる電圧がリセット電圧+リセットノイズ電圧であれば、ソースフォロア増幅用トランジスタ22のゲート端子に印加される電圧はリセット電圧VRになるため、リセットノイズが除去される。その後、転送用トランジスタ12をオン(φT:オフ→オン)にして、フォトダイオード11からフローティングディフュージョン14に信号電荷を転送する。これにより、ソースフォロア増幅用トランジスタ22のゲート端子に印加される電圧は、リセット電圧VRから[正味の信号電圧]×[CDS(Correlated Double Sampling:相関二重 サンプリング)回路のゲイン]だけ下がる。
Furthermore, only the
さらに、第2サンプリング用トランジスタ20もオフ(φSS:オン→オフ)にすると、ソースフォロア増幅用トランジスタ22のゲート端子に印加される電圧が確定する。このときの電圧はリセットノイズ電圧が除かれた[正味の信号電圧]×[CDS回路のゲイン]なる電圧である。その後、出力制御用トランジスタ25をオン(φX2;オフ→オン)にして、フローティングディフュージョン14におけるリセットノイズを含まない信号電圧を、ソースフォロア増幅用トランジスタ22を介して画素出力線40に出力する。
Furthermore, when the
上記のように画素10から信号を画素出力線40に出力する間に、記憶ユニット30では、シフトレジスタVSR1にスタート信号φVS1と最初のクロック信号φVCLKを送信し、シフトレジスタVSR1によって当該画素10に対応する最初の記憶素子のサンプリング用トランジスタ36をオン(φVCLK1_O<0>:オフ→オン)にする。そして、書き込み用トランジスタ31をオン(φWS:オフ→オン)にして最初の記憶素子に画素10からの出力信号を保持させる。これにより、1つのサイクルが完了する。
As described above, while the signal is output from the
2回目から128回目のサイクルでは、スタート信号φVS1を除き上記同様に制御パルス信号を送信して各トランジスタをオン/オフさせる。図4に示したとおり、クロック信号φVCLK1を1つ送信するごとにサンプリング用トランジスタ36をオンにする記憶素子が順に切り替えられ、画素10からの出力信号が保持される。L個の記憶素子(のコンデンサ37)に出力信号が保持されると、再び上述した一連の動作が繰り返され、最初の記憶素子(のコンデンサ37)から順に画素信号が上書きされる。
In the second to 128th cycles, the control pulse signal is transmitted in the same manner as described above except for the start signal φ VS1 to turn on / off each transistor. As shown in FIG. 4, each time one clock signal φVCLK1 is transmitted, the storage element for turning on the
撮像動作を終えると、垂直読み出し用トランジスタ38と水平読み出し用トランジスタ39により記憶ユニット30を順に指定し、さらに該記憶ユニット30内の記憶素子を順に指定して(サンプリング用トランジスタ36をオンにして)、該記憶素子(のコンデンサ37)に保持された信号を固体撮像素子1の外部に読み出す。
After the imaging operation, the
以下、本発明に係る信号処理方法の具体的な一実施例について説明する。
再び図1を参照して制御・信号処理部50の構成を説明する。制御・信号処理部50は、記憶部51の他に、機能ブロックとして撮像制御部52、不適合信号特定部53、信号推定部54、及び画像生成部55を備えている。制御・信号処理部50の実体はパーソナルコンピュータであり、入力部60と表示部70が接続されている。また、上記の各機能ブロックは、記憶部51に保存された制御・信号処理プログラムを実行することにより具現化される。記憶部51には、製造工程において発見された記憶素子の不具合情報(例えばX番目の画素のKフレーム目の信号が保持される記憶素子に不具合あり)が保存されている。また、使用者が、一定の明度の下で予備撮影を行い、各記憶素子から読み出した信号の値が予備撮影時の明度と整合しない記憶素子の情報を記憶部51に保存するようにしてもよい。Hereinafter, a specific example of the signal processing method according to the present invention will be described.
The configuration of the control /
使用者により撮像が指示されると、撮像制御部52は指示内容(撮像時間、サンプリング間隔等)に基づいて上述した固体撮像素子1に駆動パルス信号を送信して各部を動作させる。撮像が終了すると、記憶素子に保持された信号を上述の手順で読み出し、記憶部51に保存する。
When imaging is instructed by the user, the
記憶部51に全ての信号が保存されると、不適合信号特定部53は記憶部51に保存された記憶素子の不具合情報を読み出し、対応する不適合信号を特定する。また、保存された信号を相互に比較して、記憶素子の不具合情報に対応する信号以外の不適合信号の有無を確認する。具体的には、隣接する画素との信号の大きさの差が使用者により予め指定された所定の閾値よりも大きい信号、あるいは一定以上の明度で撮影されているにもかかわらず信号値がゼロである信号(信号そのものが記憶素子に保持されていない場合を含む)などを不適合信号として追加で特定する。
When all the signals are stored in the
不適合信号が特定されると、信号推定部54は、不適合信号に代わる正常な信号を推定する。本実施例では以下に説明する2通りの推定方法(前後補正、周辺補正)が用いられる。
When the nonconforming signal is identified, the
1つ目の方法(前後補正)では、図6に示すように、欠落したフレーム(Kフレーム)の前のフレーム(K−1フレーム)における同一画素10の信号と後のフレーム(K+1フレーム)における同一画素10の信号を平均する。
2つ目の方法(周辺補正)では、図7に示すように、欠落したフレーム(Kフレーム)内の信号であって、不適合信号に対応する画素(対象画素)と上下左右に隣接する4つの画素(周辺画素)の信号を平均する。あるいは、不適合信号に対応する画素と斜め方向に隣接する4つの画素の信号も含めた、合計8つの信号を平均してもよい。この場合には、8つの信号を単純平均するほか、上下左右に隣接する画素の信号と斜め方向に隣接する画素の信号に重み付けを加えて平均してもよい。
また、これら2つの方法は、いずれか一方を用いることも、両方を併用することもできる。In the first method (back and forth correction), as shown in FIG. 6, the signal of the
In the second method (peripheral correction), as shown in FIG. 7, it is a signal in a missing frame (K frame) and is adjacent to the pixel (target pixel) corresponding to the nonconforming signal in the top, bottom, left, and right Average the signals of the pixels (peripheral pixels). Alternatively, a total of eight signals may be averaged, including the signals of four pixels diagonally adjacent to the pixel corresponding to the nonconforming signal. In this case, in addition to simple averaging of eight signals, weighting may be applied to signals of pixels adjacent vertically and horizontally and pixels adjacent diagonally and averaged.
Moreover, these two methods can also use either one or both in combination.
信号推定部54により正常な信号が推定されると、画像生成部55は推定した信号を用いて画像データを作成し、表示部70に表示する。このように、本実施例の信号処理方法を用いると、固体撮像素子1の製造工程で記憶素子に不具合が発生したり、あるいは記憶素子への信号の書き込みや記憶素子からの読み出しの際に不具合が発生したりしても、当該記憶素子から本来読み出されるべき正常な信号を推定して欠落のない撮像データを取得することができる。
When a normal signal is estimated by the
また、以下に説明する方法を用いて正常な信号を推定することも可能である。上記2つ目の方法では、1つの記憶素子から読み出した信号を、そのまま撮像データを構成する1つの信号として用いたが、この変形例では、隣接する4つの画素における同一時点での信号を平均し、その平均値を撮像データにおける1つの信号として用いる。即ち、図8に記載した実線で囲まれた画素配置から、破線で囲まれた信号を生成して撮像データを生成する。そして、不適合信号が存在する場合には、当該信号を除く3つの信号を平均して撮像データにおける1つの信号とする。この方法によっても上記同様に欠落のない撮像データを得ることができる。 It is also possible to estimate the normal signal using the method described below. In the second method, the signal read from one storage element is used as it is as one signal constituting imaging data, but in this modification, the signals at the same point in four adjacent pixels are averaged. The average value is used as one signal in imaging data. That is, from the pixel arrangement surrounded by a solid line shown in FIG. 8, a signal surrounded by a broken line is generated to generate imaging data. Then, when there is a nonconforming signal, the three signals excluding the signal are averaged to obtain one signal in the imaging data. Also by this method, it is possible to obtain imaging data without omission as described above.
実施例1では、使用者が、前後補正、周辺補正、あるいはその両方を用いた信号処理のいずれかを決定して正常な信号を推定する。しかし、未熟な使用者の場合、そうした判断を適切に下すことが難しい。実施例2では、未熟な使用者であっても正常な信号を推定することができる構成を説明する。 In the first embodiment, the user determines either signal processing using back-and-front correction, peripheral correction, or both to estimate a normal signal. However, in the case of an unskilled user, it is difficult to make such judgment properly. In the second embodiment, a configuration in which even an unskilled user can estimate a normal signal will be described.
図9は、実施例2における固体撮像素子1と制御・信号処理部150の構成であり、図10は実施例2における信号処理のフローチャートである。固体撮像素子1の構成及び動作は上述したとおりであるため、説明を省略する。また、制御・信号処理部150の構成要素のうち、記憶部151、撮像制御部152、不適合信号特定部153、信号推定部154、及び画像生成部155も実施例1と同じであるため、説明を省略する。実施例2では、制御・信号処理部150が、さらに相関度算出部156及び補正モード決定部157を機能ブロックとして備えている。
FIG. 9 is a configuration of the solid-
以下、X番目の画素のKフレーム目の信号が保持される記憶素子に不具合がある場合を例に、具体的な信号処理の方法を説明する。以下、X番目の画素(対象画素)をx-y座標の原点で表し、該対象画素に隣接する8つの画素(周辺画素)を座標位置で表す。即ち、8つの周辺画素の座標は(x, y)=(-1, -1), (-1, 0), (-1, 1), (0, -1), (0, 1), (1, -1), (1, 0), (1, 1)となる。 Hereinafter, a specific signal processing method will be described by taking, as an example, a case where there is a defect in the storage element in which the signal of the Kth frame of the Xth pixel is held. Hereinafter, the X-th pixel (target pixel) is represented by the origin of the xy coordinates, and eight pixels (peripheral pixels) adjacent to the target pixel are represented by coordinate positions. That is, the coordinates of eight peripheral pixels are (x, y) = (-1, 1), (-1, 0), (-1, 1), (0, -1), (0, 1), It becomes (1, -1), (1, 0), (1, 1).
入力部160を通じて使用者から撮像が指示されると、撮像制御部152による制御の下で固体撮像素子1による撮像動作が実行される。そして、各記憶素子に保持された信号が読み出されると、不適合信号特定部153により不適合信号が特定される。
When imaging is instructed by the user through the
続いて、相関度算出部156が、K−1フレームにおける8つの周辺画素の信号値とKフレームにおける8つの周辺画素の信号値を用いて、次式(1)から相関度C−1(前フレームと当該フレームの相関度)を計算する(ステップS1)。ここで用いる式(1)及び後述の式(3)では、動きが少ない信号ほど相関度が高く計算される。
相関度算出部156は、また、Kフレームにおける8つの周辺画素の信号値とK+1フレームにおける8つの周辺画素の信号値を用いて、次式(3)から相関度C+1(後フレームと当該フレームの相関度)を計算する(ステップS2)。
Using the signal values of the eight peripheral pixels in the K frame and the signal values of the eight peripheral pixels in the K + 1 frame, the correlation
相関度算出部156により上式(1), (3)から相関度C−1、C+1が計算されると、続いて、補正モード決定部157は、これらの値から補正モードを決定する(ステップS3)。具体的には、相関度C−1、C+1が1である場合には、動きが少ない信号(あるいは静止信号)であると判断し、補正モードを前後補正に決定する。一方、相関度C−1、C+1が0である場合には、動きの激しい信号であると判断し、補正モードを周辺補正に決定する。また、相関度C−1、C+1が0と1の中間値である場合には、動画信号(例えば物体の移動を撮影した信号)であると判断する。そして、前後フレームの相関度C−1、C+1の値をそのまま前後フレームの重み付け係数W K−1 、W K+1 に設定するとともに、前後フレームの相関度C−1、C+1の値を2から差し引いた値を当該フレームの重み付け係数W K に設定する(ステップS4)。
When the correlation
補正モード決定部157が前後フレーム及び当該フレームの重み付け係数を決定すると、信号推定部154が、次式(4)から正常な信号の値を推定する(ステップS5)。そして、画像生成部155が、推定した信号値を用いて画像を生成し、表示部170の画面に表示する。
ここで、3種類の信号(静止体の撮像信号、移動体の撮像信号、及び発光体の撮像信号)について具体的な計算例を説明する。 Here, specific calculation examples will be described for three types of signals (imaging signal of a stationary body, imaging signal of a moving body, and imaging signal of a light emitter).
図11に、静止信号(前後のフレームとの相関が大きい信号)の信号値の一例を示す。図11(a)はK−1フレームの信号値(X番目の画素及び該画素に隣接する8つの画素(以下、「周辺画素」と呼ぶ。)における信号値のみを記載)、図11(b)はKフレームの信号値(網掛けの信号値"10"が本来得られるべき信号値)、図11(c)はK+1フレームの信号値である。
FIG. 11 shows an example of signal values of a stationary signal (a signal having a large correlation with the preceding and following frames). 11 (a) shows the signal value of the K-1 frame (eight pixels adjacent to the X-th pixel and the pixel (hereinafter, referred to as "surrounding pixels".), Wherein only the signal value in), FIG. 11 (b 11) is the signal value of K frame (the signal value for which the shaded signal value “10” is to be originally obtained), and FIG. 11 (c) is the signal value of K + 1 frame.
図11に示す例では、前フレームの相関度C−1(=重み付け係数W K−1 )=1.00、後フレームの相関度C+1 (=重み付け係数W K+1 )=1.00、となる。従って、補正モード決定部157により補正モードが前後補正に決定され、信号推定部154により前後フレームにおけるX番目の画素の信号値の平均から正常な信号の推定値10が求められる。この値は、対象画素において本来得られるべき値と一致する。仮に、この例で周辺平均により信号値を推定すると381となり、本来得られるべき信号値と乖離した値になってしまうが、実施例2の方法を用いることによって正しい値を推定することができる。
In the example illustrated in FIG. 11 , the correlation degree C −1 (= weighting coefficient W K−1 ) of the previous frame is 1.00, and the correlation degree C +1 ( = weighting coefficient W K + 1 ) of the back frame is 1.00. Therefore, the correction mode is determined by the correction
図12に、移動体の撮像信号(右上から左下に向かって移動する物体を撮影した例であり、前後のフレームとの相関が中程度の信号)の信号値の一例を示す。図12(a)はK−1フレームの信号値、図12(b)はKフレームの信号値(網掛けの信号値"1000"が本来得られるべき信号値)、図12(c)はK+1フレームの信号値である。この例では、前フレームの相関度C−1(=重み付け係数W K−1 )=0.94、後フレームの相関度C+1(=重み付け係数W K+1 )=0.76、となり、補正モード決定部157により前後補正と周辺補正の両方を用いる補正モードが決定され、当該フレームの重み付け係数W K =0.30が計算される。そして、信号推定部154により正常な信号の推定値331が求められる。仮に、この例で周辺平均により信号値を推定すると243となる。従って、周辺平均を用いるよりも実施例2の方法を用いる方が本来得られるべき信号値に近くなることが分かる。
FIG. 12 shows an example of signal values of an imaging signal of a moving object (a signal in which an object moving from upper right to lower left is photographed and the correlation with the preceding and following frames is intermediate). 12 (a) shows the signal value of the K-1 frame, FIG. 12 (b) shows the signal value of the K frame (the signal value for which the shaded signal value "1000" should be originally obtained), and FIG. 12 (c) shows K + 1 It is a signal value of a frame. In this example, the degree of correlation C −1 (= weighting coefficient W K−1 ) = 0.94 of the previous frame, and the degree of correlation C +1 (= weighting coefficient W K + 1 ) = 0.76 of the subsequent frame. A correction mode using both correction and marginal correction is determined, and the weighting factor W K = 0.30 of the frame is calculated. Then, the
図13に、発光体の撮像信号(動きの激しい物体を撮影した例であり、前後のフレームとの相関がない例)を示す。図13(a)はK−1フレームの信号値、図13(b)はKフレームの信号値(網掛けの信号値"1000"が本来得られるべき信号値)、図13(c)はK+1フレームの信号値である。この例では、前フレームの相関度C−1(=重み付け係数W K−1 )=0.00、後フレームの相関度C+1(=重み付け係数W K+1 )=0.00、となる。従って、補正モード決定部157により補正モードが周辺補正に決定され、信号推定部154により正常な信号の推定値875が求められる。
FIG. 13 shows an imaging signal of a light emitter (an example in which an object with strong motion is photographed and there is no correlation with the preceding and following frames). 13 (a) shows the signal value of the K-1 frame, FIG. 13 (b) shows the signal value of the K frame (the signal value for which the shaded signal value "1000" should be originally obtained), and FIG. 13 (c) shows K + 1 It is a signal value of a frame. In this example, the correlation degree C −1 (= weighting coefficient W K−1 ) = 0.00 of the previous frame and the correlation degree C +1 (= weighting coefficient W K + 1 ) = 0.00 of the later frame. Therefore, the correction mode is determined to be peripheral correction by the correction
上述した3つの計算例から分かるように、実施例2の方法では、前後フレームと当該フレームの相関度に基づいて補正モードが決定され、正常な信号値が推定される。そのため、未熟な使用者であっても不適合信号を適切な値に補正処理することができる。 As can be seen from the above-described three calculation examples, in the method of the second embodiment, the correction mode is determined based on the degree of correlation between the preceding and succeeding frames and the relevant frame, and a normal signal value is estimated. Therefore, even an unskilled user can correct the nonconforming signal to an appropriate value.
なお、上記例では、説明を容易にするため、相関度C−1、C+1が1である場合に補正モードを前後補正に決定し、相関度C−1、C+1が0である場合に動きの激しい信号であると判断し、補正モードを周辺補正に決定したが、補正モードを決定する基準とする相関度の値は適宜に設定すればよい。例えば、相関度が0.9以上の場合に前後補正を用い、0.1以下の場合に周辺補正を用いる等とすることができる。また、上述の例(補正モードを決定する基準値を1, 0とする場合)では、補正モード決定部157による補正モードの決定(ステップS3)をスキップし、重み付け係数を計算して正常な信号値を推定しても同じ結果が得られる。
In the above example, for ease of description, correlation C -1, C +1 is determined before and after correction of the correction mode if it is 1, correlation C -1, if C +1 is 0 Although the signal is determined to be a signal with strong motion, and the correction mode is determined to be the peripheral correction, the value of the degree of correlation with which the correction mode is determined may be set appropriately. For example, it is possible to use front-back correction when the degree of correlation is 0.9 or more, and use peripheral correction when it is 0.1 or less . Further, in the above example (when the reference value for determining the correction mode is 1, 0), determination of the correction mode (step S3) by the correction
また、上述した相関度の計算式も一例であり、撮影の対象物の特性(動きの特性や発色の程度等)や撮影条件(サンプリング間隔の長さ等)を考慮して、他の式から相関度を計算するようにしてもよい。以下に相関度の計算式の例に示す。 In addition, the formula for calculating the degree of correlation described above is also an example, and in consideration of the characteristics of the object to be photographed (such as the characteristics of the movement and the degree of coloration) and the photographing conditions (such as the length of the sampling interval) The degree of correlation may be calculated. The following is an example of the calculation formula of the degree of correlation.
さらに、上述の例では、前後フレームの相関度C−1、C+1をそのまま前後フレームの重み付け係数として用いたが、その他、前後フレームの相関度C−1、C+1を二乗した値を重み付け係数とする等、種々の変更が可能である。Furthermore, in the above-described example, the correlations C -1 and C +1 of the preceding and following frames are used as weighting coefficients of the preceding and following frames as they are, but other weighting factors are obtained by squaring the correlations C -1 and C +1 of the preceding and following frames. Various modifications are possible, such as.
次に、本発明に係る固体撮像素子の駆動方法の一実施例について説明する。固体撮像素子1の構成は図1〜3により説明したものと同じである。本実施例の駆動方法は駆動パルス信号の送信形態に特徴を有している。
Next, an embodiment of a method of driving a solid-state imaging device according to the present invention will be described. The configuration of the solid-
本実施例では、使用者により撮像開始が指示されると、撮像制御部52は記憶部51に記憶部51に保存された記憶素子の不具合情報を読み出して不適合記憶素子を特定する。ここでは、ある画素10に対応するL個の記憶素子のうちの3番目の記憶素子が不適合記憶素子である場合を例に説明する。記憶素子の不具合情報を読み出すと、撮像制御部52は、図14に示す駆動パルス信号の送信パターンを作成する。つまり、本実施例の駆動方法では、シフトレジスタVSR1へのクロック信号φVCLK1にスキップ信号を追加することにより、予め不具合が発生していることが判明している記憶素子をスキップして画素10からの出力信号を保持させる。また、撮像終了後にも同様に、撮像時にスキップした記憶素子をスキップしてそれ以外の記憶素子から順に信号を読み出す。
In the present embodiment, when the user instructs to start imaging, the
本実施例の駆動方法では、製造工程において不具合が発生していることが分かっている記憶素子や、前回の撮像時に正常な信号が読み出されなかった記憶素子を、撮像開始前に不適合素子として特定し、該記憶素子を除いた正常な記憶素子のみを用いて画素10から出力される信号を保持する。そのため、記憶素子の不具合の影響のない撮像データを得ることができる。
In the driving method of this embodiment, a storage element known to have a defect in the manufacturing process and a storage element from which a normal signal was not read at the previous imaging time are regarded as incompatible elements before the start of imaging. A signal output from the
上記実施例はいずれも一例であって本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。画素の数や配置、記憶素子の数や配置はいずれも一例に過ぎず、他の構成の固体撮像素子についても上記同様の信号処理方法や駆動方法を用いることができる。例えば、上記実施例では各画素10に独立に画素出力線40を設けたが、複数の画素10が1本の画素出力線を共有し、シフトレジスタ等によって順に接続する画素10を切り替えるようにしても良い。
The above embodiments are all examples and can be appropriately modified in accordance with the spirit of the present invention. The number and arrangement of pixels and the number and arrangement of storage elements are merely examples, and the same signal processing method and driving method as described above can be used for solid-state imaging devices having other configurations. For example, although the
上記実施例では格子状に画素が2次元配列された固体撮像素子を例に挙げたが、ハニカム状に画素が配列された固体撮像素子にも上記信号処理方法及び駆動方法を用いることができる。また、上記実施例の信号処理方法のうちの隣接フレームの信号を平均して正常な信号を推定するものや、上記実施例の駆動方法は、画素が1次元的に配列された固体撮像素子(曲線状やループ状に配列されたものを含む)についても用いることができる。また、上記実施例1〜3を組み合わせて用いることも可能である。例えば、撮像開始前に不具合が確認されている記憶素子をスキップして撮像を行い(実施例3に相当)、さらに撮像終了後に読み出した信号の中に不適合信号(即ち、記憶素子からの読み出し過程で不具合が生じた信号)が含まれる場合に、該不適合信号に代わる正常な信号を推定する(実施例1及び2に相当)ことができる。 In the above embodiment, the solid-state imaging device in which the pixels are two-dimensionally arranged in a grid is exemplified. However, the above signal processing method and driving method can be used for a solid-state imaging device in which the pixels are arranged in a honeycomb. Further, among the signal processing methods of the above-described embodiment, a signal of the adjacent frame is averaged to estimate a normal signal, or the driving method of the above-described embodiment is a solid-state imaging device in which pixels are arranged one-dimensionally. It can also be used for a curvilinear shape or a loop shape. Moreover, it is also possible to combine and use said Examples 1-3. For example, imaging is performed by skipping storage elements whose defects have been confirmed before the start of imaging (corresponding to the third embodiment), and a signal that is read out after the imaging is not compatible (that is, reading process from the storage element) In the case where a signal in which a failure has occurred is included, it is possible to estimate a normal signal (corresponding to Examples 1 and 2) to replace the nonconforming signal.
1…固体撮像素子
2…画素領域
3…記憶領域
4…垂直走査回路領域
5…水平走査回路領域
10…画素
11…フォトダイオード
12…転送用トランジスタ
13…リセット用トランジスタ
14…フローティングディフュージョン
15…バッファ用トランジスタ
16…第1電流遮断用トランジスタ
17…第1バイアス用トランジスタ
18…第1コンデンサ
19…第1サンプリング用トランジスタ
20…第2サンプリング用トランジスタ
21…第2コンデンサ
22…ソースフォロア増幅用トランジスタ
23…第2電流遮断用トランジスタ
24…負荷電流源用トランジスタ
25…出力制御用トランジスタ
30…記憶ユニット
31…書き込み用トランジスタ
36…サンプリング用トランジスタ
37…コンデンサ
38…垂直読み出し用トランジスタ
39…水平読み出し用トランジスタ
40…画素出力線
50、150…制御・信号処理部
51、151…記憶部
52、152…撮像制御部
53、153…不適合信号特定部
54、154…信号推定部
55、155…画像生成部
156…相関度算出部
157…補正モード決定部
60、160…入力部
70、170…表示部DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の画素のそれぞれに対して所定の複数個設けられた記憶素子であって、前記複数の画素のそれぞれから出力される信号が順に保持される記憶素子と
を有する固体撮像素子において、前記複数の画素にそれぞれ対応する前記複数個の記憶素子の一部又は全部から読み出された信号を処理する方法であって、
前記記憶素子から読み出された信号の中から予め決められた条件に適合しない不適合信号を特定し、
前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素において前記不適合信号と隣接する時間に取得された信号に基づいて正常な信号を推定する
ことを特徴とする固体撮像素子の信号処理方法。 A plurality of pixels disposed adjacent to each other and outputting signals according to the intensity of light received by each;
A plurality of predetermined storage elements provided for each of the plurality of pixels, wherein the plurality of storage elements sequentially hold signals output from each of the plurality of pixels; A method of processing a signal read out from part or all of the plurality of storage elements respectively corresponding to
Identifying a nonconforming signal that does not meet predetermined conditions from among the signals read from the storage element;
Signal processing method of the solid-state imaging device and estimates a normal signal based on the previous SL is a signal obtained in the time incompatible signal adjacent to the non-conforming signal at the corresponding pixel storage element that is read.
前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素に隣接して配置された画素について、該不適合信号と同じ時間に取得された信号と、該不適合信号と隣接する時間に取得された信号との間の相関度を求め、
前記相関度が予め決められた値よりも小さい場合に、前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素に隣接して配置された画素において該不適合信号と対応する時間に取得された信号に基づいて前記正常な信号を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子の信号処理方法。 further,
A signal acquired at the same time as the nonconforming signal, and a signal acquired at the time adjacent to the nonconforming signal, for the pixel disposed adjacent to the pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read out Find the degree of correlation between
When the degree of correlation is smaller than a predetermined value, a signal acquired at a time corresponding to the nonconforming signal in a pixel arranged adjacent to a pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read signal processing method for a solid state image pickup device according to claim 1, characterized in that you estimate the normal signal on the basis of.
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像素子の信号処理方法。 Processing using the signal acquired at a time corresponding to the nonconforming signal in a pixel disposed adjacent to the pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read using the degree of correlation; and the nonconforming signal Weighting is applied to processing using a signal acquired at a time adjacent to the nonconforming signal in a pixel corresponding to the storage element from which the data is read out, and both processing is performed to estimate a normal signal. The signal processing method of the solid-state imaging device according to claim 2.
前記複数の画素のそれぞれに対して所定の複数個設けられた記憶素子であって、前記複数の画素のそれぞれから出力される信号が順に保持される記憶素子と
を有する固体撮像素子において、前記複数の画素にそれぞれ対応する前記複数個の記憶素子の一部又は全部から読み出された信号を処理する装置であって、
前記記憶素子から読み出された信号の中から予め決められた条件に適合しない不適合信号を特定する不適合信号特定部と、
前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素において前記不適合信号と隣接する時間に取得された信号に基づいて正常な信号を推定する信号推定部と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。 A plurality of pixels disposed adjacent to each other and outputting signals according to the intensity of light received by each;
A plurality of predetermined storage elements provided for each of the plurality of pixels, wherein the plurality of storage elements sequentially hold signals output from each of the plurality of pixels; A device for processing a signal read from part or all of the plurality of storage elements respectively corresponding to the pixels of
A nonconforming signal identification unit that identifies nonconforming signals that do not conform to predetermined conditions from among the signals read from the storage element;
A signal estimation unit for estimating a normal signal based on the previous SL is a signal obtained in the time incompatible signal adjacent to the non-conforming signal in a pixel corresponding to the storage element that is read,
A signal processing apparatus comprising:
前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素に隣接して配置された画素について、該不適合信号と同じ時間に取得された信号と、該不適合信号と隣接する時間に取得された信号との間の相関度を求める相関度算出部
を備え、
前記信号推定部が、前記相関度が予め決められた値よりも小さい場合に、前記不適合信号が読み出された記憶素子に対応する画素に隣接して配置された画素において該不適合信号と対応する時間に取得された信号に基づいて前記正常な信号を推定する
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子の信号処理装置。 further,
A signal acquired at the same time as the nonconforming signal, and a signal acquired at the time adjacent to the nonconforming signal, for the pixel disposed adjacent to the pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read out A correlation degree calculation unit for determining the correlation degree between
The signal estimation unit corresponds to the nonconforming signal in a pixel disposed adjacent to a pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read, when the degree of correlation is smaller than a predetermined value. signal processing device for a solid state image pickup device according to claim 4, characterized in that you estimate the normal signal on the basis of the signal acquisition time.
ことを特徴とする請求項5に記載の信号処理装置。 Processing using the signal acquired at a time corresponding to the nonconforming signal in a pixel disposed adjacent to the pixel corresponding to the storage element from which the nonconforming signal is read using the degree of correlation; and the nonconforming signal Weighting is applied to processing using a signal acquired at a time adjacent to the nonconforming signal in a pixel corresponding to the storage element from which the data is read out, and both processing is performed to estimate a normal signal. The signal processing device according to claim 5.
前記1乃至複数の画素のそれぞれに対して所定の複数個設けられた記憶素子と
を有する固体撮像素子の駆動方法であって、
前記1乃至複数の画素のそれぞれに対応する前記所定の複数個の記憶素子の中から予め決められた条件に適合しない不適合記憶素子を特定し、
前記1乃至複数の画素のそれぞれについて、当該画素に対応付けられた所定の複数個の記憶素子の中から前記不適合記憶素子を除いた正常記憶素子を用いて当該画素から出力される信号を順に保持する
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 One or more pixels each outputting a signal according to the intensity of the light received;
A driving method of a solid-state imaging device including: a plurality of predetermined storage devices provided for each of the one or the plurality of pixels;
Identifying a nonconforming storage element which does not conform to a predetermined condition among the predetermined plurality of storage elements corresponding to each of the one or more pixels;
For each of the one or more pixels, a normal storage element obtained by removing the nonconforming storage element from a plurality of predetermined storage elements associated with the pixel is used to sequentially hold the signal output from the pixel A method of driving a solid-state imaging device characterized by:
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