JPH0583638A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥画素の位置データの発生頻度に応じて自
動的に欠陥画素の補正を行う。 【構成】 欠陥画素位置検出回路１０が欠陥の可能性の
ある画素の位置データを検出し、頻度検出回路１１が前
記画素の位置データの発生頻度を検出し、判断回路１２
が発生頻度の大きい画素の位置データを欠陥画素と判断
し記憶記憶回路１３に記憶し、補正回路１５が前記記憶
回路１３のデータにもとづいて欠陥画素の補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置の画素欠
陥補償に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、固体撮像素子を完全につくること
は困難であり、撮像素子の一部に欠陥画素が発生するこ
とがある。これは画面上に点状のキズとなって表われ、
画質を著しく劣化させるため問題となる。そのため、欠
陥を電気回路で補正する手段が各種提案されている。従
来の固体撮像装置の画素欠陥補償としては、例えば特開
昭５９−４５７８２号公報に示されている。

【０００３】図１０はこの従来の固体撮像装置のブロッ
ク図を示すものであり、１００は固体撮像素子、１０１
は１画素の遅延回路、１０２は切り換えスイッチ、１０
３は駆動回路、１０４は欠陥画素の位置情報を記憶する
メモリ、１０５は欠陥画素のタイミングで切り換えスイ
ッチ１０２を切り換える一致検出回路である。

【０００４】以上のように構成された従来例の動作につ
いて、以下説明する。メモリ１０４に、あらかじめ欠陥
画素の位置データを記憶しておく。被写体を撮影する時
に、一致検出回路１０５はメモリ１０４から読み出した
位置データと駆動回路１０３から得られる固体撮像素子
１００の読み出し画素の位置データを比較して、両者が
一致した場合、即ち固体撮像素子１００から読み出した
画素が欠陥画素である場合は切り換えスイッチ１０２を
遅延回路１０１の出力を通すように切り換えることによ
り、欠陥画素をその１画素前のデータに置き換える補正
を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】固体撮像素子の欠陥画
素のなかには、温度変化および経時変化により成長する
ものがあり、このような欠陥画素は製造段階での検出が
困難で非常に問題となっている。従来方式では、製造段
階であらかじめ欠陥画素の位置を確定しなくてはならな
いために、この様な欠陥を補正することはできず問題で
あった。

【０００６】本発明はかかる点に鑑み、撮影段階におい
ても自動的に欠陥画素を検出して補正する固体撮像装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、固体撮像素子
の欠陥画素の位置を検出する欠陥画素位置検出手段と、
検出した欠陥画素の位置の発生頻度を検出する頻度検出
手段と、発生頻度に応じて欠陥画素の位置を決定する判
断手段と、前記判断手段で決定した欠陥画素の位置を記
憶する記憶手段と、前記記憶手段から読み出したデータ
に基づいて欠陥画素の補正を行う補正手段とを備えてい
る。

【０００８】

【作用】本発明は前記した構成により、欠陥画素位置検
出手段が欠陥の可能性のある画素の位置データを検出
し、頻度検出手段が前記画素の位置データの発生頻度を
検出し、判断手段が発生頻度の大きい画素の位置データ
を欠陥画素と判断し、記憶手段に記憶し、補正手段が前
記記憶手段のデータに基づいて欠陥画素の補正を行う。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例における固体撮
像装置のブロック図を示すものであり、撮像素子１０
０、駆動回路１０３は、図１０で示す従来例と同様であ
る。また、１０は欠陥画素の位置データを検出する欠陥
画素位置検出回路、１１は検出した欠陥画素の位置デー
タの発生頻度を検出する頻度検出回路、１２は欠陥画素
の位置を決定する判断回路、１３は欠陥画素の位置デー
タを記憶する記憶回路、１４は欠陥画素のタイミングで
補正パルスｓｈを出力する一致検出回路、１５は補正パ
ルスｓｈがアクティブのとき欠陥画素を補正する補正回
路、１６はタイミング発生回路である。

【００１０】以上のように構成された本実施例の固体撮
像装置について、以下その動作を説明する。

【００１１】図２に欠陥画素位置検出回路１０のブロッ
ク図を示す。同図に示すように、欠陥画素検出回路１０
は欠陥検出回路２０と記憶回路２１より構成される。欠
陥検出回路２０は端子２００より撮像素子１００の出力
信号と、端子２０１より一致検出回路１４の補正パルス
ｓｈとを入力し、補正パルスｓｈがアクティブでない状
態、即ち補正回路１５が欠陥画素の補正を行っていない
状態で、欠陥の可能性のある画素を検出した場合に、欠
陥検出パルスを記憶回路２１に出力する。これは記憶回
路１３に既に記憶されている欠陥画素の位置データを再
度検出しないためであり、以下に述べる記憶回路２１、
及び頻度検出回路１１の回路規模を削減できる効果があ
る。記憶回路２１は欠陥検出パルスと、端子２０２より
駆動回路１０３の出力信号である位置データと、端子２
０３よりタイミング発生回路１６の制御パルスＳ１とを
入力し、制御パルスＳ１がハイレベルの状態で動作状態
となり、その時欠陥検出パルスを入力した場合には、前
記位置データを記憶することにより欠陥画素の位置の検
出を行い、その結果を端子２０４より頻度検出回路１１
に出力する。図３の（ａ）に制御パルスＳ１のタイミン
グを示す。同図において、ＶＤはフィールド同期信号で
ある。制御パルスＳ１は（Ｒ１＋Ｔ１）で示す時間毎に
Ｒ１で示す１フィールド期間だけハイレベルとなり記憶
回路２１を動作させる。従って、記憶回路２１には、１
フィールド期間に検出された欠陥画素の位置データがす
べて記憶されることになる。なお、記憶回路２１が制御
パルスＳ１を受けて欠陥画素の位置データの記憶を開始
する前に、記憶回路２１のデータは全てクリアされる。

【００１２】欠陥検出回路２０の構成例を図４に示す。
なお、同図において、欠陥検出回路２０は補正回路１５
と回路の一部を共用しており、補正回路１５については
後述する。撮像素子１００の出力信号は１画素の遅延時
間を有する遅延回路３０及び遅延回路３１を通る。減算
回路３４と減算回路３５は遅延回路３０の出力信号（以
下でsigとする）と遅延回路３０の入力信号（以下でsig
fとする）及び遅延回路３１の出力信号（以下でsigbと
する）との差分をとる。減算回路３４の出力をｓｂ１、
減算回路３５の出力をｓｂ２とすると、以下のようにな
る。

【００１３】 ｓｂ１＝ｓｉｇ−ｓｉｇｆ ｓｂ２＝ｓｉｇ−ｓｉｇｂ 比較回路３６と比較回路３７は信号ｓｂ１，ｓｂ２をレ
ファレンス信号ＲＥＦと比較して、前記信号がＲＥＦよ
り大きいときに出力信号をアクティブとする。ＡＮＤ回
路３８は比較回路３６，３７の出力が共にアクティブの
時、即ち、画素信号ｓｉｇが前後の画素の信号ｓｉｇｆ
及びｓｉｇｂと比較してレベル差が大きい時に出力信号
をアクティブにし、ＡＮＤ回路３９は端子２０１から入
力される一致検出回路１４の補正パルスｓｈがアクティ
ブでない状態、即ち、補正回路１５が欠陥画素の補正を
行っていない状態で、且つ、ＡＮＤ回路３８の出力がア
クティブの時に、欠陥検出パルスを端子２０５を通し
て、記憶回路２１に出力する。

【００１４】次に、頻度検出回路１１の動作を説明す
る。頻度検出回路１１は欠陥画素位置検出回路１０で検
出した欠陥画素の位置データの発生頻度を計数する。図
５にその構成を示す。同図において、５１は欠陥画素の
位置データを記憶するメモリであり、５２は前記位置デ
ータの発生頻度データを記憶するメモリである。また、
メモリ５１の位置データとメモリ５２の頻度データは対
応づけされており、電源オン時にはメモリ５１，５２の
内容はクリアされる。以下動作を説明する。端子２０８
から欠陥画素位置検出回路１０の出力信号を入力し、比
較回路５０で、欠陥画素の位置データを記憶するメモリ
５１の内容と比較を行い、メモリ５１にある位置データ
と同じデータであれば、頻度を記憶するメモリ５２の前
記位置データに対応する頻度データをインクリメントし
て記憶し、比較回路５０で比較した結果、入力した欠陥
画素の位置データとメモリ５１のデータが等しくない場
合は、制御回路５３は入力した位置データをメモリ５１
に新たに記憶し、またメモリ５２の対応する頻度データ
を１にセットする。以上の処理を記憶回路２１のデータ
がなくなるまで繰り返し、１セットの動作を終了する。
なお、制御回路５３は端子２０９より入力するタイミン
グ発生回路１６の制御パルスＳ２に応じて入力データの
取り込み、及び頻度の計数を行う。図３の（ａ）に制御
パルスＳ２のタイミングを示す。同図において、Ｒ１で
示すフィールドで欠陥画素検出回路１０が欠陥画素の位
置データを検出した後に、入力の取り込みを開始させる
制御パルスＳ２が発生する。頻度検出回路１１は上記の
処理をＮセット繰り返した後、即ち制御パルスＳ２をＮ
回入力した後に、メモリ５１及びメモリ５２の内容を判
断回路１２に出力し、同時にメモリ５１及びメモリ５２
の内容をクリアして以下同様の処理を繰り返す。

【００１５】判断回路１２は、頻度検出回路１１で求め
た頻度データの比較を行い、頻度データが所定の値より
大きい時には対応する欠陥画素の位置データが実際の欠
陥画素のデータであると判断し、その欠陥画素の位置デ
ータを記憶回路１３に記憶する。記憶回路１３に記憶さ
れた欠陥画素の位置データは一致検出回路１４で駆動回
路１０３の位置データと比較され、一致した場合は補正
パルスｓｈを出力する。補正回路１５の構成を図４に示
す。補正パルスｓｈは端子２０６より入力され、切り換
えスイッチ３３を制御する。補正パルスｓｈがアクティ
ブでないときは、切り換えスイッチ３３はｂに接続し、
信号ｓｉｇが端子２０７に現われる。一方、補正パルス
ｓｈがアクティブの場合は、切り換えスイッチ３３はａ
に接続し、信号ｓｉｇｆと信号ｓｉｇｂが加算回路３２
で加算平均された信号が端子２０７に出力され、欠陥画
素の補正が行われる。

【００１６】なお、上述した頻度検出回路１１及び判断
回路１２の動作をマイクロコンピュータにてソフトウエ
ア的に処理することも可能であり、この場合のフローチ
ャートは図６及び図７のようになる。ここで、マイクロ
コンピュータのメモリ上に欠陥画素の位置データを記憶
するメモリ領域ＡＤＲ、頻度データを記憶するメモリ領
域ＤＯＳを確保し、欠陥画素の位置データを前記メモリ
領域ＡＤＲ内の配列ａｄｒ（ｉ）に、対応する頻度デー
タを前記メモリ領域ＤＯＳ内の配列ｄｏｓ（ｉ）に記憶
する。なお、添え字ｉでデータの対応づけを行う。図６
のフローチャートについて簡単に説明すると、 （手順３００）メモリ領域ＡＤＲ，ＤＯＳをクリアす
る。 （手順３０１）セット数をカウントする変数ｃｏｕｎｔ
をクリアする。 （手順３０２）セット数がＮ回未満なら手順３０３を行
い、それ以外なら手順３０５を行う。 （手順３０３）欠陥画素位置検出回路１０からデータを
読み込み頻度の計数を行う。 （手順３０４）セット数をカウントする変数ｃｏｕｎｔ
をインクリメントし、手順３０２から繰り返す。 （手順３０５）頻度が所定値ＬＥＶを越える頻度データ
ｄｏｓ（ｉ）があれば、対応する欠陥画素の位置データ
ａｄｒ（ｉ）を記憶回路１３に記憶して、手順３００か
ら繰り返す。

【００１７】次に、図７に示す手順３０３の演算処理の
フローチャートを説明すると、 （手順４００）欠陥画素位置検出回路１０から欠陥画素
の位置データｄａｔａを読み込む。 （手順４０１）ｄａｔａと同じ内容がメモリ領域ＡＤＲ
内に存在しなければ手順４０２を行い、それ以外なら手
順４０３を行う。 （手順４０２）ｄａｔａをメモリ領域ＡＤＲに新たに記
憶し、かつ、対応するメモリ領域ＤＯＳの内容に１をセ
ットする。 （手順４０３）メモリ領域ＡＤＲ内のｄａｔａと同じ値
を持つ位置データに対応するメモリ領域ＤＯＳの内容を
インクリメントする。 （手順４０４）欠陥画素位置検出回路１０から１フィー
ルド分のデータをすべて取り込んだ場合はリターンを行
い、それ以外は手順４００から繰り返す。

【００１８】以上のように、本実施例によれば、欠陥画
素位置検出回路１０で検出した位置データを頻度検出回
路１１で頻度計数を行い、それに基づいて判断回路１２
で欠陥画素の位置を決定しているために、欠陥画素を検
出する精度が高く、誤動作がない。従って、星空やスポ
ット状の反射のある被写体を撮影したときでも、誤って
画素欠陥補正を行うことがない。さらに、温度変化およ
び経時変化等により成長する欠陥に対しても自動的に補
正することができる。

【００１９】図８は本発明の第２の実施例を示す固体撮
像装置のブロック図であり、撮像素子１００、駆動回路
１０３、記憶回路１３、一致検出回路１４、補正回路１
５、欠陥検出回路２０は図１と同様である。また、８１
は記憶回路、８２はマイクロコンピュータ、８３はタイ
ミング発生回路であり、記憶回路８１は記憶素子制御回
路８０、記憶素子１Ａ、及び記憶素子１Ｂより構成され
る。

【００２０】前記のように構成された第２の実施例の固
体撮像装置について、以下その動作を説明する。

【００２１】記憶回路８１はタイミング発生回路８３の
制御パルスＳ３がハイレベルになり、かつ、欠陥検出回
路２０から欠陥検出パルスを入力したときに、欠陥画素
の位置データを記憶素子１Ａ、及び記憶素子１Ｂに記憶
する。ここで、制御パルスＳ３は図３の（ｂ）に示すよ
うにＲ２の期間（この期間をｍフィールドとする）ハイ
レベルとなるが、記憶素子制御回路８０は１フィールド
で１ラインだけ記憶動作を行う。図９にその様子を示
す。同図は欠陥画素の補正を行う有効画面内の走査線を
示すものであり、実線と点線はフィールドの異なる走査
線を示す。ここで、制御パルスＳ３がハイレベルになる
と、最初のフィールドでは、１のラインの欠陥画素の位
置データ検出を行い、２番目のフィールドでは２のライ
ンの欠陥画素の位置データ検出を行い、以下同様にし
て、ｍラインの欠陥画素の位置データ検出をｍフィール
ドかけて行う。この様に、欠陥画素の位置データ検出を
１ライン毎に行うことにより記憶回路８１の記憶素子の
個数を減らすことができる。なお、本実施例では、１ラ
インに最大２個の欠陥があることを想定して記憶素子を
２つ設けているが、これは一例でありこれに限らない。

【００２２】マイクロコンピュータ８２はタイミング発
生回路８３の制御パルスＳ４のタイミングで、記憶回路
８１に記憶されている欠陥画素の位置データを取り込
む。制御パルスＳ４は図３の（ｂ）に示すようにＲ２で
示すｍフィールドの間にｍ個のパルスを発生する。従っ
て、マイクロコンピュータ８２はｍフィールドかけて有
効画面内の欠陥画素の位置データを全て取り込む。取り
込まれたデータは第１実施例の図６，図７で示すフロー
チャートと同様の処理が行われる。

【００２３】以上のように、本実施例によれば、欠陥画
素の位置データを複数フィールドかけてマイクロコンピ
ュータ８２に取り込むことにより、記憶回路８１の記憶
素子の回路規模を減らすことができる。

【００２４】なお、図４の欠陥検出回路２０は、前後の
画素とのレベルを比較することにより欠陥を検出してい
たが、ラインメモリ等を持つことにより上下の画素との
比較を行ってもよく、さらに信号の絶対レベルの大小を
欠陥画素の検出の判断に利用することもでき、これに限
らない。

【００２５】第１実施例の図２において、欠陥検出回路
２０が補正パルスｓｈを入力し、補正パルスがアクティ
ブの時には欠陥検出パルスを出力しないようにしたが、
記憶回路１３に記憶されている欠陥画素の位置データを
再度チェックして、より正確に欠陥画素を検出する場合
は、欠陥検出回路２０が補正パルスの有無に関わらず欠
陥画素を検出するようにしてもよい。図８の欠陥検出回
路２０についても同様である。

【００２６】また、図６，図７で示したフローチャート
は一例であり、欠陥画素の位置データの頻度を検出し、
頻度の多いデータを欠陥画素と判断するものであればこ
れに限らない。

【００２７】図３の（ａ）及び（ｂ）における、時間Ｔ
１，Ｔ２は撮像素子の特性等により決める。また、画素
欠陥は頻繁に発生するものではないため、電源オンする
毎に１回だけ欠陥画素の検出をしてもよい。この場合、
頻度検出を行うために、頻度検出回路１１の欠陥画素位
置記憶メモリ５１、及び頻度記憶メモリ５２等を不揮発
性のメモリで構成すればよい。また、第２の実施例の図
８において、記憶回路８１は、有効画面をライン毎にｍ
個のエリアに分割し、各エリア毎、即ち１ライン毎に欠
陥画素の位置データを記憶し、マイクロコンピュータ８
２に取りむことにより、記憶素子の数を減らしていた
が、有効画面の分割数はこれに限らない。例えば、画面
を上下に２つのエリアに分割すれば、分割しない時に比
べて記憶素子の数は半分で済むことになる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、欠陥画
素を自動的に検出し補正することができ、さらにマイク
ロコンピュータを用いることにより回路規模も小さく実
現でき、その実用的な効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における固体撮像装置の
構成を示すブロック図

【図２】図１における欠陥画素位置検出回路１０の構成
を示すブロック図

【図３】図１におけるタイミング発生回路１６及び図８
におけるタイミング発生回路８３の動作を示すタイミン
グ波形図

【図４】図２における欠陥検出回路２０及び図１におけ
る補正回路１５の構成を示すブロック図

【図５】図１における頻度検出回路１１の構成を示すブ
ロック図

【図６】図１における頻度検出回路１１及び判断回路１
２の処理のフローチャート

【図７】図１における頻度検出回路１１及び判断回路１
２の処理のフローチャート

【図８】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
構成を示すブロック図

【図９】図８における記憶回路８１の動作を説明するた
めの説明図

【図１０】従来例の固体撮像装置の構成を示すブロック
図

【符号の説明】

１００ 撮像素子 １０３ 駆動回路 １０ 欠陥画素位置検出回路 １１ 頻度検出回路 １２ 判断回路 １３ 記憶回路 １４ 一致検出回路 １５ 補正回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子の欠陥画素の位置を検出す
   る欠陥画素位置検出手段と、 検出した前記欠陥画素の位置の発生頻度を検出する頻度
   検出手段と、 発生頻度に応じて前記欠陥画素の位置を決定する判断手
   段と、 前記判断手段で決定した前記欠陥画素の位置を記憶する
   記憶手段と、 前記記憶手段から読み出したデータに基づいて前記欠陥
   画素の補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とす
   る固体撮像装置。
2. 【請求項２】 欠陥画素位置検出手段が、欠陥画素を複
   数フィールドに分けて検出することを特徴とする請求項
   １記載の固体撮像装置。