JPH06319084A - Defect detecting device for solid-state image pickup element and defect correcting device using detecting device - Google Patents

Defect detecting device for solid-state image pickup element and defect correcting device using detecting device

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JPH06319084A
JPH06319084A JP5131123A JP13112393A JPH06319084A JP H06319084 A JPH06319084 A JP H06319084A JP 5131123 A JP5131123 A JP 5131123A JP 13112393 A JP13112393 A JP 13112393A JP H06319084 A JPH06319084 A JP H06319084A
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solid
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state image
correction
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Masayuki Shimura
雅之 志村
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Abstract

PURPOSE:To obtain a defect detecting device capable of accurately detecting a defective picture element, by effectively amplifying only the level of a defect and corresponding also to a solid-state image pickup element having an oscillation correcting function. CONSTITUTION:At the time of detecting a defect, the CCD solid-state image pickup element 3 corresponding to oscillation correction is driven to read out a frame, the generation of a reading pulse XSG is stopped only for a prescribed field and during the stop period, vertical transfer clocks VCL are continuously generated. Thereby a timing generator 5 is controlled by a microcomputer 4, a defective picture element is detected by a defect detecting circuit 9 based upon the image pickup level of the element 3 and the address data of the defective picture element are stored in a RAM 23. A defect correcting pulse DEF is generated based upon the data read out from the RAM 23 and a defect correcting circuit 8 corrects the defect.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の画素
(点)欠陥を検出する欠陥検出装置及びこれを用いた欠
陥補正装置に関し、特に通常の撮像時にフィールド読出
し(フィールド蓄積モード)にて駆動される固体撮像素
子の欠陥検出装置及びその欠陥補正装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect detection apparatus for detecting pixel (point) defects of a solid-state image pickup device and a defect correction apparatus using the same, and particularly in field reading (field storage mode) during normal image pickup. The present invention relates to a defect detection device for a driven solid-state image sensor and a defect correction device for the defect detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCD等の半導体で形成した固体撮像素
子では、半導体の局部的な結晶欠陥等によって感度が低
下する欠陥画素が生じることがあり、このような場合、
その欠陥画素の撮像出力に起因する画質劣化が生じるこ
とが知られている。このような欠陥画素を検出する場
合、従来は、固体撮像素子の製造上の検査工程で膨大な
メモリやアベレージング装置など高価な装置を用いて検
出し、固体撮像素子毎にその欠陥画素についての欠陥デ
ータを付加して出荷するようにしており、セット内で自
動的に検出することは行っていなかった。したがって、
出荷以降に何らかのストレス要因で発生してしまう傷な
どに伴う画素欠陥には全く対処できなかった。
2. Description of the Related Art In a solid-state image pickup device formed of a semiconductor such as CCD, a defective pixel whose sensitivity is lowered due to a local crystal defect of the semiconductor may occur. In such a case,
It is known that image quality deterioration occurs due to the imaging output of the defective pixel. When detecting such defective pixels, conventionally, an expensive device such as an enormous memory or an averaging device is used in the inspection process in manufacturing the solid-state image sensor, and the defective pixel is detected for each solid-state image sensor. The defect data is added before shipment, and it is not automatically detected in the set. Therefore,
It was not possible to deal with pixel defects due to scratches or the like that occur due to some stress factor after shipment.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、近年、ビデオ
カメラなどの機器に組み込んだ状態でも、欠陥画素を検
出してこれを補正できる欠陥検出補正システムが提案さ
れている。ところで、通常問題となる欠陥のレベルは非
常に小さいため欠陥画素を簡単には検出することができ
ない。その検出感度を上げるべく信号を増幅すると、ノ
イズも一緒に増幅されてしまう。このため、欠陥のレベ
ルだけを効果的に増幅することにより、検出感度を向上
できることが望まれる。
Therefore, in recent years, there has been proposed a defect detection / correction system capable of detecting a defective pixel and correcting the defective pixel even when the defective pixel is incorporated in a device such as a video camera. By the way, since the level of the defect which is usually a problem is very small, the defective pixel cannot be easily detected. When the signal is amplified to increase the detection sensitivity, noise is also amplified. Therefore, it is desired to improve the detection sensitivity by effectively amplifying only the defect level.

【0004】また、最近では、ビデオカメラで手振れ補
正を行う方法の1つとして、通常の撮像時に必要とする
画素数よりも多い画素数を有する固体撮像素子、例えば
NTSC方式TV信号を導出する場合にはPAL方式対
応の固体撮像素子を用い、その画素領域の一部分を手振
れ補正に使用する方法が知られている。この手振れ補正
機能を有する固体撮像素子の場合には、実際の動作上で
は、後で詳述するように、通常の読出し駆動ではなく、
使用しない画素の信号電荷を掃き捨てる動作が行われ
る。したがって、この種の固体撮像素子の欠陥検出を行
う場合、上述した駆動条件の下では、一部分の画素の信
号電荷が掃き捨てられてしまうことから、全画素の情報
を読み取れないことになる。
In recent years, as one of the methods for correcting camera shake with a video camera, in the case of deriving a solid-state image pickup device having a number of pixels larger than the number of pixels required for normal image pickup, for example, an NTSC TV signal. There is known a method in which a solid-state image sensor compatible with the PAL system is used and a part of the pixel area thereof is used for camera shake correction. In the case of the solid-state image sensor having the image stabilization function, in actual operation, as will be described later in detail, not the normal read drive,
An operation of sweeping out signal charges of unused pixels is performed. Therefore, when detecting defects of this type of solid-state imaging device, the signal charges of some pixels are swept away under the above-mentioned driving conditions, and the information of all pixels cannot be read.

【0005】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、欠陥のレベルだけを
効果的に増幅することで欠陥画素を精度良く検出でき、
しかも手振れ補正機能を有する固体撮像素子にも対応可
能な欠陥検出装置及びこれを用いた欠陥補正装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to detect defective pixels with high accuracy by effectively amplifying only the level of defects.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a defect detection device that can be applied to a solid-state image sensor having a camera shake correction function and a defect correction device using the defect detection device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による欠陥検出装
置は、マトリクス状に2次元配列されたフォトセンサ及
びこのフォトセンサの垂直列毎に配された垂直転送レジ
スタを具備した固体撮像素子において、フォトセンサか
ら垂直転送レジスタへ信号電荷を読み出すための読み出
しパルス及び垂直転送レジスタを駆動して信号電荷を垂
直転送するための垂直転送クロックを発生するととも
に、欠陥検出時に固体撮像素子をフレーム読出しにて駆
動するタイミングジェネレータと、欠陥検出時に上記読
出しパルスの発生を所定フィールドだけ停止しかつこの
停止期間中上記垂直転送クロックを連続して発生させる
べくタイミングジェネレータを制御する制御手段と、固
体撮像素子の撮像出力レベルに基づいて欠陥画素を検出
する欠陥検出手段と、この欠陥画素についての欠陥デー
タを記憶するメモリとを備えた構成となっている。
A defect detection apparatus according to the present invention is a solid-state image pickup device comprising photosensors two-dimensionally arranged in a matrix and vertical transfer registers arranged in each vertical column of the photosensors. The readout pulse for reading the signal charge from the photo sensor to the vertical transfer register and the vertical transfer clock for driving the vertical transfer register to vertically transfer the signal charge are generated, and the solid-state image sensor is read by the frame when the defect is detected. A timing generator for driving, a control means for stopping the generation of the read pulse for a predetermined field at the time of defect detection, and a control means for controlling the timing generator so as to continuously generate the vertical transfer clock during the stop period, and an image pickup by the solid-state image sensor. Defect detecting means for detecting a defective pixel based on the output level; It has a configuration that includes a memory for storing the defect data for the defective pixel.

【0007】[0007]

【作用】一般的な駆動方式として採用されているフィー
ルド読出しにて駆動される固体撮像素子において、欠陥
検出時にはフレーム読出しにて駆動し、しかも長時間蓄
積駆動にて欠陥検出を行う。フレーム読出し駆動では、
各画素に蓄積された信号電荷を2フィールドに亘って画
素混合無しで読み出すことができる。したがって、画素
単位での欠陥検査を短時間で行うことができる。しか
も、長時間蓄積によって欠陥のレベルだけを増幅できる
ため、欠陥画素を精度良く検出できる。また、長時間蓄
積の際に、読出しパルスの発生を所定フィールドだけ停
止しかつこの停止期間中垂直転送クロックを連続して発
生させることにより、手振れ補正対応の固体撮像素子に
おいても、全ての画素について欠陥検査を行える。
In a solid-state image pickup device driven by field reading, which is adopted as a general driving method, when a defect is detected, it is driven by frame reading and defect detection is performed by long-term storage driving. With frame read drive,
The signal charge accumulated in each pixel can be read over two fields without pixel mixing. Therefore, the defect inspection on a pixel-by-pixel basis can be performed in a short time. Moreover, since only the defect level can be amplified by long-term storage, defective pixels can be detected with high accuracy. In addition, in the case of long-time accumulation, by stopping the generation of the read pulse for a predetermined field and continuously generating the vertical transfer clock during this stop period, even in a solid-state image sensor compatible with camera shake correction, Defect inspection can be performed.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、CCDカメラに適用された例えば
ディジタル信号処理構成の本発明の一実施例を示すブロ
ック図である。図1において、被写体はレンズ1及び絞
り(IRIS)2からなる光学系によってCCD固体撮像素子
3の撮像面上に結像される。この光学系の絞り2は、後
述する欠陥検出/補正時にマイコン4によって開閉制御
される。タイミングジェネレータ5は、適当なタイミン
グで各種の信号を発生し、CCD固体撮像素子3におけ
る各画素(フォトセンサ)からの垂直転送レジスタへの
信号電荷の読出し、垂直転送レジスタによる垂直転送、
水平転送レジスタによる水平転送等の駆動を行うための
ものである。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention having a digital signal processing configuration applied to a CCD camera, for example. In FIG. 1, a subject is imaged on an image pickup surface of a CCD solid-state image pickup device 3 by an optical system including a lens 1 and an aperture (IRIS) 2. The aperture 2 of this optical system is controlled to be opened / closed by the microcomputer 4 at the time of defect detection / correction described later. The timing generator 5 generates various signals at appropriate timings, reads out signal charges from each pixel (photosensor) in the CCD solid-state imaging device 3 to a vertical transfer register, performs vertical transfer by the vertical transfer register,
This is for driving horizontal transfer by the horizontal transfer register.

【0009】図2に、手振れ補正機能を有するCCD固
体撮像素子3の一構成例を示す。同図において、マトリ
クス状に2次元配列された多数のフォトセンサ31と、
これらフォトセンサ31の垂直列毎に配されかつ読出し
ゲート32を介して読み出された信号電荷を垂直方向に
転送する複数本の垂直転送レジスタ33とによって撮像
部34が構成されている。垂直転送レジスタ33に読み
出された信号電荷は、1走査線に相当する部分ずつ順に
水平転送レジスタ35へ転送される。この1走査線分の
信号電荷は、水平転送レジスタ35によって水平方向に
順次転送されて電荷検出部36に供給される。
FIG. 2 shows a structural example of the CCD solid-state image pickup device 3 having a camera shake correction function. In the figure, a large number of photosensors 31 arranged two-dimensionally in a matrix,
The image pickup section 34 is configured by a plurality of vertical transfer registers 33 arranged in each vertical column of the photosensors 31 and vertically transferring the signal charges read through the read gate 32. The signal charges read to the vertical transfer register 33 are sequentially transferred to the horizontal transfer register 35 in units corresponding to one scanning line. The signal charges for one scanning line are sequentially transferred in the horizontal direction by the horizontal transfer register 35 and supplied to the charge detection unit 36.

【0010】電荷検出部36は、例えばフローティング
・ディフュージョン・アンプによって構成され、水平転
送レジスタ35によって転送されてきた信号電荷を検出
して信号電圧に変換し、TV信号として出力する。水平
転送レジスタ35には不要電荷排出ゲート37が連続し
て設けられ、さらにこの不要電荷排出ゲート37には水
平転送レジスタ35中の電荷を排出する不要電荷排出ド
レイン38が連続して設けられている。この不要電荷排
出ドレイン38には、ポテンシャルが十分に深くなり、
不要電荷排出ゲート37が開いたときに、水平転送レジ
スタ35中に存在する電荷が流れ込めるような電圧が印
加されている。
The charge detection section 36 is composed of, for example, a floating diffusion amplifier, detects the signal charge transferred by the horizontal transfer register 35, converts it into a signal voltage, and outputs it as a TV signal. The horizontal transfer register 35 is continuously provided with an unnecessary charge discharging gate 37, and further, the unnecessary charge discharging gate 37 is continuously provided with an unnecessary charge discharging drain 38 for discharging charges in the horizontal transfer register 35. . The potential of the unnecessary charge discharging drain 38 becomes sufficiently deep,
A voltage is applied so that the charges existing in the horizontal transfer register 35 can flow in when the unnecessary charge discharging gate 37 is opened.

【0011】先述したタイミングジェネレータ5から
は、CCD固体撮像素子3のフォトセンサ31に蓄積さ
れた信号電荷を垂直転送レジスタ33に読み出す読出し
パルスXSG、この読出しパルスXSGによって読み出
された信号電荷を垂直転送する垂直転送クロックVCL
K、水平転送レジスタ35に転送された信号電荷を水平
転送する水平転送クロックHCLK、不要電荷排出ゲー
ト37をオン/オフ制御するドレインパルスSG、及び
後述するスイッチ39をオン/オフ制御するスイッチパ
ルスSP等の各種のタイミング信号が適宜発生される。
電荷検出部16の出力ラインと接地間には、スイッチ3
9及び抵抗40が直列接続されている。このスイッチ3
9は、通常はオフ(開)状態にあり、スイッチパルスS
Pが印加されることによってオン(閉)状態となり、出
力ラインを接地レベルとする。
From the timing generator 5 described above, a read pulse XSG for reading out the signal charge accumulated in the photosensor 31 of the CCD solid-state image pickup device 3 to the vertical transfer register 33, and the signal charge read out by this read pulse XSG is vertically added. Vertical transfer clock VCL to be transferred
K, a horizontal transfer clock HCLK for horizontally transferring the signal charges transferred to the horizontal transfer register 35, a drain pulse SG for controlling on / off of the unnecessary charge discharging gate 37, and a switch pulse SP for controlling on / off of a switch 39 described later. Various timing signals, etc., are appropriately generated.
The switch 3 is provided between the output line of the charge detector 16 and the ground.
9 and the resistor 40 are connected in series. This switch 3
9 is normally in the off (open) state, and the switch pulse S
When P is applied, it is turned on (closed) to bring the output line to the ground level.

【0012】上記構成の手振れ補正対応のCCD固体撮
像素子3としては、画面に写る範囲よりも大きな撮像面
積を有するもの、例えば、NTSC方式のTV信号を導
出する場合には、NTSC方式のものよりもライン数の
多いPAL方式対応のものが用いられる。そして、例え
ば上下方向の手振れ補正の際には、撮像部34の上下の
不用部分の信号電荷を高速の垂直転送クロックVCLK
によって高速転送し、不要電荷排出ゲート37を介して
不要電荷排出ドレイン38に掃き捨て、NTSC方式に
相当するライン分の信号電荷のみ用いる。すなわち、こ
の上下の不用部分を、撮像中に生じる手振れ量(その検
出機構については図示せず)に応じた動きデータに基づ
いて移動させることで、CCD固体撮像素子3に写る面
のぶれが吸収され、手振れ補正が実現されるのである。
As the CCD solid-state image pickup device 3 for image stabilization having the above-mentioned structure, one having an image pickup area larger than the range shown on the screen, for example, in the case of deriving a TV signal of NTSC system, one of NTSC system is used. Also, a PAL system compatible with a large number of lines is used. Then, for example, when correcting the shake in the vertical direction, the signal charges of the upper and lower unnecessary portions of the image pickup unit 34 are transferred to the high-speed vertical transfer clock VCLK.
The high-speed transfer is carried out, and the unnecessary charges are discharged to the unnecessary charges discharging drain 38 through the unnecessary charges discharging gate 37 to use only the signal charges of the line corresponding to the NTSC system. That is, by moving the upper and lower unnecessary portions based on the motion data according to the amount of camera shake (the detection mechanism is not shown) that occurs during imaging, the blur of the surface reflected on the CCD solid-state image sensor 3 is absorbed. As a result, camera shake correction is realized.

【0013】CCD固体撮像素子3の撮像出力は、S/
H(サンプル/ホールド)&AGC(自動利得制御)回
路6を経た後、A/D変換器7でA/D変換されて例え
ば10bit のデータとして欠陥補正回路8及び欠陥検出
回路9に供給される。欠陥補正回路8で欠陥補正された
撮像出力は、信号処理回路10で各種の信号処理が行わ
れて輝度(Y)信号及びクロマ(C)信号として出力さ
れ、しかる後エンコーダ11を経てビデオ出力となる。
The image pickup output of the CCD solid-state image pickup device 3 is S /
After passing through the H (sample / hold) & AGC (automatic gain control) circuit 6, it is A / D converted by the A / D converter 7 and supplied to the defect correction circuit 8 and the defect detection circuit 9 as, for example, 10-bit data. The image pickup output whose defect has been corrected by the defect correction circuit 8 is subjected to various kinds of signal processing by the signal processing circuit 10 to be output as a luminance (Y) signal and a chroma (C) signal. Become.

【0014】欠陥検出回路9は、フレーム読出し駆動で
のCCD固体撮像素子3の撮像出力レベルを所定の検出
レベルと比較することによって欠陥画素を検出するコン
パレータ21と、このコンパレータ21の検出出力に基
づいて欠陥画素のアドレスを特定しかつこのフレーム読
出し駆動でのアドレスをフィールド読出し駆動でのアド
レスに変換するアドレス検出変換回路22と、このアド
レス検出変換回路22によって与えられるアドレスデー
タを奇数・偶数の各フィールド毎に記憶するRAM23
とから構成されている。RAM23からの読出しアドレ
スは補正パルス発生回路12に供給される。この補正パ
ルス発生回路12は、RAM23からの読出しアドレス
に応じたタイミングで欠陥補正パルスDEFを発生して
欠陥補正回路8に供給する。
The defect detection circuit 9 detects the defective pixel by comparing the image pickup output level of the CCD solid-state image pickup device 3 in a frame read drive with a predetermined detection level, and a comparator 21 based on the detection output of the comparator 21. Address detection conversion circuit 22 for specifying the address of the defective pixel and converting the address in the frame read drive into the address in the field read drive, and the address data provided by the address detection conversion circuit 22 in odd and even numbers. RAM23 for each field
It consists of and. The read address from the RAM 23 is supplied to the correction pulse generation circuit 12. The correction pulse generation circuit 12 generates a defect correction pulse DEF at a timing according to the read address from the RAM 23 and supplies it to the defect correction circuit 8.

【0015】ところで、通常、CCD固体撮像素子3の
欠陥画素は1画素単位で存在する。CCD固体撮像素子
3を、一般的な駆動方式として採用されているフィール
ド読出し駆動(フィールド蓄積モード)にて動作させた
場合、1フィールド期間蓄積されたフォトセンサ31の
信号電荷は、垂直方向の隣接する2画素間にて混合され
て出力されることになる。したがって、フィールド毎に
全ての画素の信号電荷が読み出され、1画素の欠陥はラ
インを変えて2フィールドに亘って出力される。このた
め、欠陥補正は1画素に対して2フィールドの補正が必
要となる。
By the way, normally, the defective pixels of the CCD solid-state image pickup device 3 are present in units of one pixel. When the CCD solid-state image pickup device 3 is operated in the field reading drive (field storage mode) which is adopted as a general drive system, the signal charges of the photo sensor 31 accumulated for one field period are adjacent in the vertical direction. The two pixels are mixed and output. Therefore, the signal charges of all pixels are read out for each field, and the defect of one pixel is output over two fields by changing the line. Therefore, the defect correction requires correction of two fields for one pixel.

【0016】このことから、フィールド読出し駆動にて
欠陥検出を行おうとすると、2フィールドに亘る検査が
必要となる。すなわち、フィールド読出し駆動では、フ
ィールド毎に全画素が読み出されるため、各画素におけ
る信号電荷の蓄積時間を延長することによって欠陥レベ
ルを増幅する場合には、各フィールド毎に蓄積動作が必
要となり、蓄積時間が単純に2倍かかる計算となり、欠
陥検出に要する時間が長くなってしまう。図3は、フィ
ールド読出し駆動のタイミングチャートであり、(A)
は通常動作の場合を、(B)は長時間蓄積の場合をそれ
ぞれ示している。
For this reason, when attempting to detect a defect by the field read drive, the inspection over two fields is required. That is, in the field read drive, all pixels are read out for each field. Therefore, in order to amplify the defect level by extending the accumulation time of the signal charges in each pixel, the accumulation operation is required for each field. The time is simply calculated twice, and the time required for defect detection becomes long. FIG. 3 is a timing chart of field read driving, (A)
Shows the case of normal operation, and (B) shows the case of long-term storage.

【0017】図3において、VDはNTSC方式TV信
号の垂直同期信号、FLDは(EVEN/ODD)判別信号、XS
Gは各画素から信号電荷を読み出すための読出しパル
ス、ST/SPは欠陥検出開始/停止信号(立上がりが
開始、立下がりが停止)、VCLKは垂直転送クロッ
ク、S/H OUTはCCD固体撮像素子3の撮像出力のサ
ンプルホールド出力、Wパルスは欠陥検出パルス、DE
Fは欠陥補正パルスをそれぞれ示している。また、サン
プルホールド出力S/H OUTにおいて、パルスaはレベ
ルの小なる欠陥出力、パルスbはレベルの大なる欠陥出
力をそれぞれ表している。
In FIG. 3, VD is a vertical synchronizing signal of an NTSC TV signal, FLD is an (EVEN / ODD) discrimination signal, and XS.
G is a read pulse for reading the signal charge from each pixel, ST / SP is a defect detection start / stop signal (starting rising, stopping falling), VCLK is a vertical transfer clock, S / H OUT is a CCD solid-state image sensor Sample hold output of 3 imaging output, W pulse is defect detection pulse, DE
F indicates each defect correction pulse. In the sample-hold output S / H OUT, the pulse a represents a defect output with a small level, and the pulse b represents a defect output with a large level.

【0018】ところで、手振れ補正対応のシステムで
は、通常の読出し動作では、先述したようにNTSC分
の画素の信号電荷しか読み出されないため、使用する全
ての画素、本例ではPAL分の画素全ての検査ができな
いことになる。そこで、本発明では、欠陥検出に時間が
かからず、しかも手振れ補正対応のシステムにも適用し
得るように、欠陥検出時にはCCD固体撮像素子3をフ
レーム読出し駆動(フレーム蓄積モード)とし、かつ読
出しパルスXSG1,XSG2及び垂直転送クロックV
CLKのタイミングを制御するようにしている。図4
に、フレーム読出し駆動の場合のタイミングチャートを
示す。同図において、(A)は通常動作の場合を、
(B)は通常の長時間蓄積の場合を、(C)は手振れ対
応での長時間蓄積の場合をそれぞれ示している。
By the way, in the system for image stabilization, in the normal read operation, only the signal charges of the pixels of NTSC are read out as described above. Therefore, all the pixels to be used, in this example, all the pixels of PAL are read. The inspection will not be possible. Therefore, in the present invention, the CCD solid-state image pickup device 3 is set to the frame read drive (frame accumulation mode) and read at the time of defect detection so that the defect detection does not take time and can be applied to a system corresponding to the camera shake correction. Pulses XSG1, XSG2 and vertical transfer clock V
The timing of CLK is controlled. Figure 4
A timing chart in the case of frame read drive is shown in FIG. In the figure, (A) shows the case of normal operation,
(B) shows the case of normal long-time accumulation, and (C) shows the case of long-time accumulation in response to camera shake.

【0019】同図(C)から明らかなように、手振れ補
正時には、PAL方式の画素数分の信号電荷を読み出す
必要があることから、片フィールドの信号電荷を2フィ
ールドに亘って読み出す必要があることがわかる。その
ため、奇数(ODD)と偶数(EVEN)の両フィール
ドの信号電荷を読み出すには、例えば図4の例の場合、
奇数フィールドの読出し直後のフィールドが再び奇数フ
ィールドとなることから、偶数フィールドの読出しはそ
の奇数フィールド後の4フィールド目から行われること
になるため、トータル5フィールドの時間がかかること
になる。また、そのときの各フィールド信号の読出しの
タイミングは3フィールド相当の時間だけずれている。
As is clear from FIG. 2C, at the time of camera shake correction, it is necessary to read out the signal charges for the number of pixels in the PAL system, so it is necessary to read out the signal charges in one field over two fields. I understand. Therefore, in order to read out the signal charges of both odd (ODD) and even (EVEN) fields, for example, in the case of the example of FIG.
Since the field immediately after the reading of the odd field becomes the odd field again, the reading of the even field is performed from the fourth field after the odd field, so that it takes a total of 5 fields. Further, the read timing of each field signal at that time is shifted by a time corresponding to three fields.

【0020】したがって、この各フィールドの信号電荷
の蓄積時間を揃えるためには、蓄積の開始タイミングを
読出しタイミングに合わせて予めずらしておく必要があ
り、よって蓄積の開始タイミングを3フィールド分ずら
してある。このことから、地蓄積するフィールド数をn
とすれば、フレーム読出し駆動でのトータルの検出時間
は、n+5フィールドとなる。このような駆動タイミン
グの読出しでは、欠陥検出の開始時のフィールドに関係
なく欠陥画素の検出及びそのアドレスの記憶を終了する
ことができる。すなわち、終了時のフィールドが異なる
だけで、欠陥データの記憶に関してはどのフィールドが
後でも関係がない。
Therefore, in order to make the signal charge storage time of each field uniform, it is necessary to shift the storage start timing in advance in accordance with the read timing, and therefore the storage start timing is shifted by three fields. . From this, the number of fields accumulated in the ground is n
Then, the total detection time in the frame read driving is n + 5 fields. In such reading of the drive timing, the detection of the defective pixel and the storage of the address thereof can be finished regardless of the field at the start of the defect detection. That is, only the fields at the end are different, and it does not matter which field is later stored in the defective data.

【0021】この駆動法では、信号電荷の読出しを停止
するタイミングを垂直同期信号VDのパルス数で指定す
ると、読出しパルスXSGを停止するのは、ST/SP
信号の立上がり(START)後の垂直同期信号VDの
カウント数で次に示すタイミングで行えば良い。すなわ
ち、停止する読出しパルスXSGは、1,3〜n−2,
n,n+1,n+3となる。ここで、蓄積するフィール
ド数nは、検出精度と検出下限の設定から任意に決めら
れる値である。なお、読出しパルスXSGの停止中は、
垂直転送クロックVCLKは垂直ブランキング中の変調
がかからずに連続パルスとなるものとする。
In this driving method, when the timing for stopping the reading of the signal charges is designated by the number of pulses of the vertical synchronizing signal VD, the reading pulse XSG is stopped by ST / SP.
The number of counts of the vertical synchronizing signal VD after the rise of the signal (START) may be performed at the following timing. That is, the read pulse XSG to be stopped is 1, 3 to n-2,
It becomes n, n + 1, n + 3. Here, the number of accumulated fields n is a value arbitrarily determined from the setting of the detection accuracy and the detection lower limit. In addition, while the read pulse XSG is stopped,
The vertical transfer clock VCLK is a continuous pulse without being modulated during vertical blanking.

【0022】上述したフレーム読出し駆動での欠陥検出
の動作は、マイコン4により、読出しパルスXSGの発
生を上記のタイミングで停止しかつこの停止期間中垂直
転送クロックVCLKを連続して発生させるようにタイ
ミングジェネレータ5を制御することによって実現され
る。このように、欠陥検出をフレーム読出し駆動で行う
ことにより、フィールド読出し駆動の場合に比して、検
出時間を大幅に短縮できる。図5に、例えば10フレー
ム(20フィールド)蓄積とした場合のタイミングチャ
ートを示す。同図において、(A)は通常の長時間蓄積
の場合を、(B)は手振れ対応での長時間蓄積の場合を
それぞれ示している。同図(B)の場合、トータルの検
出時間は、フレーム読出し駆動では20フィールド+5
フィールドの時間で済む。これに対し、フィールド読出
し駆動では、各フィールド毎に蓄積動作が必要なため、
蓄積時間が単純に2倍かかる。
The above-described defect detection operation in the frame read drive is timed by the microcomputer 4 so that the generation of the read pulse XSG is stopped at the above timing and the vertical transfer clock VCLK is continuously generated during this stop period. It is realized by controlling the generator 5. As described above, by performing the defect detection by the frame read drive, the detection time can be significantly shortened as compared with the case of the field read drive. FIG. 5 shows a timing chart when, for example, 10 frames (20 fields) are stored. In the same figure, (A) shows a case of normal long-time accumulation, and (B) shows a case of long-time accumulation corresponding to camera shake. In the case of FIG. 6B, the total detection time is 20 fields + 5 in the frame read drive.
It only takes time in the field. On the other hand, in the field read drive, since the storage operation is required for each field,
The accumulation time simply takes twice as long.

【0023】次に、本発明に係る欠陥検出及び欠陥補正
のアルゴリズムにつき、図6のフローチャートにしたが
って説明する。CCDカメラの電源が投入されると、マ
イコン4は先ず、絞り2を閉じてCCD固体撮像素子3
への光入射が無い全黒の状態とし(ステップS1)、続
いてCCD固体撮像素子3をフレーム読出しにて駆動す
る(ステップS2)。続いて、CCD固体撮像素子3に
対してタイミングジェネレータ5から発生される読出し
パルスXSG1,XSG2を停止する(ステップS
3)。このように、読出しパルスXSG1,XSG2を
停止することで、図4(B)のタイミングチャートから
明かなように、各フォトセンサ31に信号電荷を長時間
蓄積できることから、画素欠陥信号を実質的に増幅でき
るため、欠陥画素を精度良く検出できることになる。
Next, the algorithm for defect detection and defect correction according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. When the power of the CCD camera is turned on, the microcomputer 4 first closes the diaphragm 2 and then the CCD solid-state image sensor 3
A black state is set in which no light is incident on (step S1), and then the CCD solid-state imaging device 3 is driven by frame reading (step S2). Then, the read pulses XSG1 and XSG2 generated from the timing generator 5 for the CCD solid-state image sensor 3 are stopped (step S).
3). As described above, by stopping the read pulses XSG1 and XSG2, as is apparent from the timing chart of FIG. 4B, signal charges can be accumulated in each photosensor 31 for a long time, so that a pixel defect signal is substantially generated. Since amplification is possible, defective pixels can be detected with high accuracy.

【0024】次に、CCD固体撮像素子3の撮像出力を
検査信号として欠陥検出回路9のコンパレータ21に入
力する(ステップS4)。欠陥検出回路9においては、
CCD固体撮像素子3の撮像出力レベルが所定の検出レ
ベル以上となったときのコンパレータ21の比較出力に
よって欠陥画素を検出し(ステップS5)、続いてアド
レス検出変換回路22で欠陥画素のアドレスを検出する
とともに、このフレーム読出し駆動でのラインアドレス
をフィールド読出し駆動でのラインアドレスに変換し
(ステップS6,S7)、このラインアドレスデータを
RAM23に記憶する(ステップS8)。以上により、
フレーム読出し駆動での欠陥検出の一連の処理が終了す
る。
Next, the image pickup output of the CCD solid state image pickup device 3 is inputted as an inspection signal to the comparator 21 of the defect detection circuit 9 (step S4). In the defect detection circuit 9,
The defective pixel is detected by the comparison output of the comparator 21 when the image pickup output level of the CCD solid-state image pickup device 3 becomes equal to or higher than a predetermined detection level (step S5), and then the address of the defective pixel is detected by the address detection conversion circuit 22. At the same time, the line address in the frame read drive is converted into the line address in the field read drive (steps S6 and S7), and the line address data is stored in the RAM 23 (step S8). From the above,
A series of processes for defect detection in the frame read drive is completed.

【0025】欠陥検出の一連の処理の終了後、欠陥補正
を行う必要のある通常の撮像モードに移行すると(ステ
ップS9)、マイコン4による制御により、タイミング
ジェネレータ5はCCD固体撮像素子3をフィールド読
出しにて駆動する(ステップS10)。このフィールド
読出し駆動状態においては、RAM23から欠陥画素に
ついてのアドレスデータを読み出して補正パルス発生回
路12に与える(ステップS11)。補正パルス発生回
路12では、RAM23からの読出しデータで与えられ
るタイミングで欠陥補正パルスを発生し(ステップS1
2)、欠陥補正回路8に供給する。
After the series of processes for defect detection is completed, when the normal image pickup mode in which defect correction is required is performed (step S9), the timing generator 5 reads the CCD solid-state image pickup device 3 in the field by the control of the microcomputer 4. Drive (step S10). In this field read driving state, the address data of the defective pixel is read from the RAM 23 and given to the correction pulse generation circuit 12 (step S11). The correction pulse generation circuit 12 generates a defect correction pulse at the timing given by the read data from the RAM 23 (step S1).
2) Supply to the defect correction circuit 8.

【0026】欠陥補正回路8は、この欠陥補正パルスに
より、CCD出力中の欠陥画素についての撮像出力を特
定し、例えば、その欠陥画素の撮像出力を1画素前の画
素出力で置換することによって欠陥補正を行う(ステッ
プS13)。そして、レンズ絞り2が開いているか否か
を判断し(ステップS14)、開いていなければ、レン
ズ絞り2を開いてCCD固体撮像素子3へ光を入射させ
(ステップS15)、通常の撮像モードへ入る。以降、
撮像モードが終了するまで、上述した一連の欠陥補正の
処理を繰り返して実行する。
The defect correction circuit 8 specifies the image pickup output of the defective pixel in the CCD output by this defect correction pulse, and replaces the image pickup output of the defective pixel with the pixel output of the previous pixel, for example. Correction is performed (step S13). Then, it is determined whether or not the lens diaphragm 2 is opened (step S14). If it is not opened, the lens diaphragm 2 is opened and light is incident on the CCD solid-state image sensor 3 (step S15), and the normal imaging mode is set. enter. Or later,
The above-described series of defect correction processing is repeatedly executed until the imaging mode ends.

【0027】上述したように、欠陥検出時にはCCD固
体撮像素子3をフレーム読出しで、しかも長時間蓄積に
て駆動することにより、フレーム読出し駆動では各画素
に蓄積された信号電荷を2フィールドに亘って画素混合
無しで読み出すことができるため、画素単位での欠陥検
査を短時間で行うことができ、しかも長時間蓄積によっ
て欠陥のレベルだけを増幅できるため、欠陥画素を精度
良く検出できる。また、長時間蓄積の際に、読出しパル
スXSGの発生を所定フィールドだけ停止しかつこの停
止期間中垂直転送クロックVCLKを連続して発生させ
るようにしたことにより、CCD固体撮像素子3が手振
れ補正対応のものであっても、全ての画素について欠陥
検査を行うことができる。
As described above, when the defect is detected, the CCD solid-state image pickup device 3 is driven by frame reading and by storing for a long time. In the frame reading driving, the signal charge accumulated in each pixel is spread over two fields. Since it is possible to read out without pixel mixture, defect inspection in pixel units can be performed in a short time, and since only the defect level can be amplified by long-term accumulation, defective pixels can be accurately detected. Further, when the read pulse XSG is stopped for a predetermined field during long-term storage and the vertical transfer clock VCLK is continuously generated during this stop period, the CCD solid-state image sensor 3 is capable of image stabilization. Defect inspection can be performed on all pixels, even if they are the same.

【0028】なお、上記実施例では、手振れ補正対応の
CCD固体撮像素子3に適用した場合について説明した
が、本発明は、この種のCCD固体撮像素子にも対応で
きるものであって、これに限定されるものではなく、通
常のCCD固体撮像素子にも同様に対応でき、しかもN
TSC方式対応のものでも、PAL方式対応のものでも
全く同じ動作で画素欠陥を検出できる。また、上記実施
例においては、CCDビデオカメラにおける信号処理系
をディジタル的に構成した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、本発明は、アナログ的に
構成した場合にも適用し得るものである。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the CCD solid-state image pickup device 3 compatible with camera shake correction has been described, but the present invention can also be applied to this type of CCD solid-state image pickup device. The present invention is not limited to the above, and can be applied to a normal CCD solid-state image pickup device as well.
Pixel defects can be detected by the same operation regardless of whether it is compatible with the TSC system or the PAL system. Further, although the case where the signal processing system in the CCD video camera is configured digitally has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to the case where it is configured analogically. I will get it.

【0029】さらに、タイミングジェネレータ5が垂直
同期信号VDを基準として全てのタイミング信号を生成
する構成の場合には、タイミングジェネレータ5に入力
する垂直同期信号VDに対し、読出しパルスXSGの発
生を停止したい部分にブランキングをかけるようにして
も、上記実施例の場合と同様の欠陥検出の駆動動作を実
現できる。
Further, in the case where the timing generator 5 is configured to generate all the timing signals based on the vertical synchronizing signal VD, it is desired to stop the generation of the read pulse XSG with respect to the vertical synchronizing signal VD input to the timing generator 5. Even if the portion is blanked, the drive operation for defect detection similar to that in the above embodiment can be realized.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一般的な駆動方式として採用されているフィールド読出
しにて駆動される固体撮像素子において、欠陥検出時に
はフレーム読出しで、しかも長時間蓄積にて駆動するよ
うにしたことにより、フレーム読出し駆動では各画素に
蓄積された信号電荷を2フィールドに亘って画素混合無
しで読み出すことができるため、画素単位での欠陥検査
を短時間で行うことができ、さらに長時間蓄積によって
欠陥のレベルだけを増幅できるため、欠陥画素を精度良
く検出できることになる。
As described above, according to the present invention,
In a solid-state imaging device driven by field readout, which is adopted as a general drive method, when a defect is detected, it is driven by frame readout and also by long-term storage. Since the accumulated signal charges can be read out over two fields without pixel mixture, defect inspection in pixel units can be performed in a short time, and only the defect level can be amplified by accumulation for a long time. The defective pixel can be detected with high accuracy.

【0031】また、長時間蓄積駆動の際に、読出しパル
スの発生を所定フィールドだけ停止しかつこの停止期間
中垂直転送クロックを連続して発生させるようにしたこ
とにより、手振れ補正対応の固体撮像素子においても、
全ての画素について欠陥検査を行えることになる。さら
に、読出しパルスと垂直転送クロックのタイミング制御
のみで簡単に実現できるため、現行のカメラシステムに
も容易に適用できることになる。
Further, during the long-time storage driving, the generation of the read pulse is stopped for a predetermined field and the vertical transfer clock is continuously generated during this stop period. Even in
Defect inspection can be performed on all pixels. Further, since it can be easily realized only by controlling the timing of the read pulse and the vertical transfer clock, it can be easily applied to the existing camera system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】CCDカメラに適用されたディジタル信号処理
構成の本発明の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention of a digital signal processing configuration applied to a CCD camera.

【図2】手振れ補正対応のCCD固体撮像素子の一構成
例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a CCD solid-state imaging device compatible with camera shake correction.

【図3】フィールド読出し駆動時のタイミングチャート
であり、(A)は通常動作の場合を、(B)は手振れ対
応、長時間蓄積の場合をそれぞれ示している。
3A and 3B are timing charts at the time of field read driving, in which FIG. 3A shows a case of normal operation, and FIG. 3B shows a case of camera shake response and long-time storage.

【図4】フレーム読出し駆動時のタイミングチャートで
あり、(A)は通常動作の場合を、(B)は通常の長時
間蓄積の場合を、(C)は手振れ対応での長時間蓄積の
場合をそれぞれ示している。
4A and 4B are timing charts during frame read driving, in which FIG. 4A is a case of normal operation, FIG. 4B is a case of normal long-time accumulation, and FIG. 4C is a case of long-time accumulation for camera shake. Are shown respectively.

【図5】10フレーム(20フィールド)蓄積時のタイ
ミングチャートであり、(A)は通常の長時間蓄積の場
合を、(B)は手振れ対応での長時間蓄積の場合をそれ
ぞれ示している。
FIG. 5 is a timing chart when 10 frames (20 fields) are accumulated, (A) shows a case of normal long-term accumulation, and (B) shows a case of long-term accumulation in response to camera shake.

【図6】本発明に係る欠陥検出及び欠陥補正のアルゴリ
ズムを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an algorithm for defect detection and defect correction according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 CCD固体撮像素子 4 マイコン 5 タイミングジェネレータ 8 欠陥補正回路 9 欠陥検出回路 12 補正パルス発生回路 21 コンパレータ 22 アドレス検出変換回路 23 RAM 3 CCD solid-state image sensor 4 Microcomputer 5 Timing generator 8 Defect correction circuit 9 Defect detection circuit 12 Correction pulse generation circuit 21 Comparator 22 Address detection conversion circuit 23 RAM

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マトリクス状に2次元配列されたフォト
センサ及びこのフォトセンサの垂直列毎に配された垂直
転送レジスタを具備した固体撮像素子において、 前記フォトセンサから前記垂直転送レジスタへ信号電荷
を読み出すための読み出しパルス及び前記垂直転送レジ
スタを駆動して信号電荷を垂直転送するための垂直転送
クロックを発生するとともに、欠陥検出時に前記固体撮
像素子をフレーム読出しにて駆動するタイミングジェネ
レータと、 欠陥検出時に前記読出しパルスの発生を所定フィールド
だけ停止しかつこの停止期間中前記垂直転送クロックを
連続して発生させるべく前記タイミングジェネレータを
制御する制御手段と、 前記固体撮像素子の撮像出力レベルに基づいて欠陥画素
を検出する欠陥検出手段と、 前記欠陥画素についての欠陥データを記憶するメモリと
を備えたことを特徴とする欠陥検出装置。
1. A solid-state imaging device comprising photosensors arranged two-dimensionally in a matrix and vertical transfer registers arranged in each vertical column of the photosensors, wherein signal charges are transferred from the photosensors to the vertical transfer registers. A timing generator for generating a read pulse for reading and a vertical transfer clock for driving the vertical transfer register to vertically transfer signal charges, and driving the solid-state imaging device by frame reading at the time of defect detection, and defect detection. Occasionally, the generation of the read pulse is stopped for a predetermined field, and the control means controls the timing generator to continuously generate the vertical transfer clock during this stop period; and a defect based on the image output level of the solid-state image sensor. Defect detecting means for detecting a pixel, Defect detection apparatus characterized by comprising a memory for storing the defect data of are.
【請求項2】 前記固体撮像素子は、手振れ補正機能を
有することを特徴とする請求項1記載の欠陥検出装置。
2. The defect detecting apparatus according to claim 1, wherein the solid-state image sensor has a camera shake correction function.
【請求項3】 請求項1又は2記載の欠陥検出装置を用
いた欠陥補正装置であって、 前記メモリから読み出した欠陥データによって与えられ
るタイミングで欠陥補正パルスを発生する補正パルス発
生手段と、 前記欠陥補正パルスに応答して前記固体撮像素子の撮像
出力に対して欠陥補正を行う欠陥補正手段とを備えたこ
とを特徴とする欠陥補正装置。
3. A defect correction device using the defect detection device according to claim 1 or 2, wherein the correction pulse generation means generates a defect correction pulse at a timing given by the defect data read from the memory, A defect correction device, comprising: a defect correction means for performing defect correction on an image pickup output of the solid-state image pickup device in response to a defect correction pulse.
【請求項4】 前記タイミングジェネレータは、通常の
撮像時には前記固体撮像素子をフィールド読出しにて駆
動することを特徴とする請求項3記載の欠陥補正装置。
4. The defect correction apparatus according to claim 3, wherein the timing generator drives the solid-state imaging device by field reading during normal imaging.
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