JPH066685A - 固体撮像素子の欠陥補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電破壊や経時変化に伴う欠陥変化にも対応
できるとともに、固体撮像素子と欠陥データを対とした
流通形態が不要な固体撮像素子の欠陥補正装置を提供す
る。 【構成】 電源投入時に、欠陥検出回路８において正常
な画素と欠陥のある画素との各信号のレベル差に基づい
て欠陥検出を行い、その欠陥画素に関する欠陥データを
アドレス変換回路１１でアドレスデータに変換してメモ
リ１２に記憶保持し、このメモリ１２のアドレスデータ
に基づいて補正パルス生成回路１３で欠陥補正パルスを
生成してＳ／Ｈ回路５，６で前置補間によって欠陥補正
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、固体撮像素子の欠陥補
正装置に関する。

【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、
その欠陥画素に起因して画質劣化が生じることが知られ
ている。この欠陥画素に起因する画質劣化を信号処理に
よって補正するために、従来より、図３に示すように、
固体撮像素子１に含まれる欠陥画素についての欠陥デー
タを、その固体撮像素子１を製造した半導体工場で検出
してＲＯＭ等の不揮発性メモリ３１に予め記憶させてお
き、通常撮影時に、この不揮発性メモリ３１に記憶され
ている欠陥データに基づいて補正パルス生成回路１３で
欠陥補正パルスを生成してＳ／Ｈ回路５，６に供給し、
この欠陥補正パルスによって欠陥画素を特定し、その欠
陥画素の撮像出力を１画素前の撮像出力で置換すること
によって欠陥補正が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
欠陥補正装置では、製造段階で予め不揮発性メモリ３１
に記憶されている欠陥データを用いて欠陥補正を行うよ
うにしていたので、半導体の局部的な結晶欠陥等に伴う
画素欠陥には対応できるものの、固体撮像素子の静電破
壊や経時変化に伴う欠陥変化には対応できなく、また固
体撮像素子と欠陥データを対にした流通形態が不可欠で
あるという問題点があった。そこで、本発明は、静電破
壊や経時変化に伴う欠陥変化にも対応できるとともに、
固体撮像素子と欠陥データを対とした流通形態が不要な
固体撮像素子の欠陥補正装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子の欠陥補正装置は、電源投入時に固体撮像素子の撮像
出力に基づいて欠陥画素を検出する欠陥検出回路と、こ
の欠陥検出回路の検出出力に基づいて欠陥画素に関する
欠陥データを記憶保持する記憶回路と、撮影時に記憶回
路に記憶保持されている欠陥データに基づいて固体撮像
素子の撮像出力を補正する補正回路とからなる構成とな
っている。そして、欠陥検出時には、固体撮像素子の各
画素からの信号読出しを数フィールド期間に亘って停止
し、またレンズ絞りを閉じるか、又は固体撮像素子の全
面に白情報を入力するようにする。

【０００５】

【作用】電源投入時に固体撮像素子の撮像出力に基づい
て欠陥画素を検出し、この検出出力に基づいて欠陥画素
に関する欠陥データを記憶保持することで、撮影機会直
前の欠陥データを得る。そして、撮影時に、この欠陥デ
ータに基づいて欠陥補正を行うことで、最新の欠陥デー
タを用いた欠陥補正を実現する。固体撮像素子の各画素
からの信号読出しを数フィールド期間に亘って停止する
ことで、各画素における電荷の蓄積期間を長くして増幅
機能を持たせる。また、レンズ絞りを閉じることで、白
点欠陥の検出を実現し、又固体撮像素子の全面に白情報
を入力することで、黒点欠陥の検出を実現する。

【０００６】

【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、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、本発明に係る固体撮像装置
は、固体撮像素子としてＣＣＤ撮像素子１を用いてい
る。このＣＣＤ撮像素子１は、電荷転送方式として例え
ばインターライン転送方式を採用している。ＣＣＤ撮像
素子１の各画素（フォトセンサ）に蓄積された信号電荷
は、信号読出しパルス生成回路２から発せられる信号読
出しパルスによって読み出され、さらに垂直転送及び水
平転送された後、出力部（図示せず）で信号電圧に変換
されて撮像出力として導出される。

【０００７】このＣＣＤ撮像素子１の撮像出力は、ＣＤ
Ｓ（相関二重サンプリング）回路３でリセット雑音等の
低減が図られた後、ＡＧＣ（自動利得制御）回路４へ供
給される。このＡＧＣ回路４で増幅された撮像出力は、
色分離回路を兼ねた前置補間回路であるＳ／Ｈ（サンプ
ル／ホールド）回路５，６を経た後、アナログ信号処理
回路７で種々の信号処理が施されてビデオ出力となる。

【０００８】ＣＤＳ回路３を経た撮像出力は欠陥検出回
路８にも入力される。この欠陥検出回路８において、入
力された信号成分は、アンプ８１で増幅されるととも
に、その増幅出力のＤＣ成分が有効画面期間以外の所定
の期間で基準電圧Ｖref にクランプ回路８２で固定され
る。これにより、欠陥のない画素では、その信号レベル
が基準電圧Ｖref のレベルとなる。

【０００９】そして、アンプ８１の増幅出力が、電圧比
較器８３で基準電圧Ｖref と比較されることにより、欠
陥画素の検出が行われる。すなわち、欠陥のある画素で
は、その信号レベルがパルス状に変化することから、欠
陥のない画素での信号レベルＶref との間にレベル差が
生じるため、電圧比較器８３で基準電圧Ｖref と比較す
ることによって欠陥画素を検出できるのである。

【００１０】この欠陥検出回路８による欠陥検出は、撮
影開始時である電源投入時に行われる。すなわち、電源
投入時に欠陥検出を行うため、例えばマイクロコンピュ
ータによって構成されるコントローラ９に電源ＯＮ／Ｏ
ＦＦ情報が入力されており、コントローラ９は電源投入
時にＣＣＤ固体撮像素子１の撮像面前方に配された撮像
レンズ１０のレンズ絞り(Iris)を閉じる一方、信号読出
しパルス生成回路２での信号読出しパルスの生成を数フ
ィールド期間に亘って停止する。

【００１１】欠陥検出回路８の時間軸上の欠陥検出タイ
ミングは、欠陥のある画素の位置に対応しており、その
検出出力は欠陥データとしてアドレス変換回路１１に供
給される。アドレス変換回路１１は、入力された欠陥デ
ータを欠陥画素の位置を示すアドレスデータに変換す
る。このアドレスデータは、ＲＡＭ等のメモリ１２に記
憶保持される。欠陥画素の位置を示すアドレスは、絶対
アドレス及び相対アドレスのいずれであっても良い。

【００１２】メモリ１２に記憶保持された欠陥画素に関
するアドレスデータは、通常の撮影時における欠陥補正
に用いられる。すなわち、補正パルス生成回路１３にお
いて、メモリ１２のアドレスデータに基づいて欠陥画素
を特定し、毎フィールドその欠陥画素に対応したタイミ
ングで欠陥補正パルスを生成し、Ｓ／Ｈ回路５，６に供
給する。Ｓ／Ｈ回路５，６は、欠陥補正パルスが印加さ
れたタイミングでの撮像出力、即ち欠陥画素の撮像出力
を１画素前の撮像出力で置換することにより、欠陥に補
正をかける。

【００１３】次に、上記構成の欠陥補正装置における欠
陥検出及び欠陥補正の動作について説明する。先ず、電
源投入時（撮影開始時）に、撮像レンズ１０のレンズ絞
りを閉じると同時に、信号読出しパルス生成回路２での
信号読出しパルスの生成を数フィールド期間に亘って停
止する。レンズ絞りを閉じることで、白色の欠陥を検出
できる。また、信号読出しパルスの生成停止によってＣ
ＣＤ固体撮像素子１の各画素からの信号読出しを数フィ
ールド期間に亘って停止することで、各画素における電
荷の蓄積期間が長くなるので、欠陥を検出し易くなり、
検出精度を上げることができる。

【００１４】ＣＣＤ固体撮像素子１の撮像出力は、ＣＤ
Ｓ回路３でリセット雑音等が除去され、信号成分のみが
取り出された後、ＡＧＣ回路４及び欠陥検出回路８に供
給される。欠陥検出回路８では、信号成分を増幅すると
ともに、その増幅出力のＤＣ成分を有効画面期間以外の
所定の期間で基準電圧Ｖref にクランプし、電圧比較器
８３で基準電圧Ｖref と比較することで欠陥画素の検出
が行われる。欠陥検出回路８で検出した欠陥画素に関す
る欠陥データは、アドレス変換回路１１でアドレスデー
タに変換されてメモリ１２に記憶保持される。

【００１５】一方、通常の撮影時には、補正パルス生成
回路１３において、メモリ１２に記憶保持されているア
ドレスデータを基にして欠陥補正パルスを毎フィールド
生成する。そして、この欠陥補正パルスをＳ／Ｈ回路
５，６に供給し、この欠陥補正パルスで特定された欠陥
画素の撮像出力を１画素前の撮像出力で置換することに
よって欠陥補正を行う。

【００１６】上述したように、電源投入時に欠陥のある
画素を検出し、その欠陥画素に関する欠陥データをメモ
リ１２に記憶保持し、このメモリ１２の欠陥データに基
づいて欠陥補正を行うことにより、通常の撮影時に、最
新の欠陥データを用いた欠陥補正が可能となるため、ビ
デオカメラの欠陥状況を的確に判断して補正することが
できる。また、欠陥の検出及び補正の各機能をＳＨ系ア
ナログ部で実現できるため、現行のビデオカメラに容易
に組み込むことが可能であり、汎用性が大である。

【００１７】なお、上記実施例においては、電源投入時
に、レンズ絞りを閉じて白点の欠陥を検出し、白点補正
を行うとしたが、ＣＣＤ固体撮像素子１の全面に適当な
レベルの白色光を均一に入射することにより、黒色の欠
陥を検出することができ、よって黒色補正を行うことも
できる。

【００１８】さらに、上記実施例では、信号処理をアナ
ログ的に行う固体撮像装置に適用した場合について説明
したが、図２に示すように、Ｓ／Ｈ回路５，６の各出力
をＳ／Ｈ回路１４を通してＡ／Ｄ変換器１５でディジタ
ル化し、ディジタル信号処理回路１６で種々の信号処理
をディジタル的に行った後、Ｄ／Ａ変換器１７でアナロ
グ化してビデオ出力とする構成の固体撮像装置にも同様
に適用可能である。また、図２において、Ｓ／Ｈ回路
５，６における前置補間に代えて、ディジタル信号処理
回路１６において欠陥画素の撮像出力をその前後の画素
の撮像出力の平均値で置換する平均値補間を用いて画質
劣化を軽減することも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源投入時に、欠陥のある画素を検出し、その欠陥画素
に関する欠陥データを記憶保持し、この欠陥データに基
づいて欠陥補正を行うようにしたので、最新の欠陥デー
タを用いた欠陥補正を実現できるとともに、静電破壊や
経時変化に伴う欠陥変化にも対応でき、しかも固体撮像
素子と欠陥データを対とした流通形態が不要となる効果
が得られる。

【００２０】また、固体撮像素子の各画素からの信号読
出しを数フィールド期間に亘って停止することで、各画
素における電荷の蓄積期間を長くして増幅機能を持たせ
ることができるので、欠陥検出を容易に行うことがで
き、検出精度を向上できる。さらに、レンズ絞りを閉じ
ることで、白点欠陥の検出を実現でき、又固体撮像素子
の全面に白情報を入力することで、黒点欠陥の検出を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図３】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 固体撮像素子 ２ 信号読出し
パルス発生回路 ３ ＣＤＳ回路 ５，６，１４
Ｓ／Ｈ回路 ８ 欠陥検出回路 ９ コントロー
ラ １０ 撮像レンズ １１ アドレス
変換回路 １２ メモリ １３ 補正パル
ス生成回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源投入時に固体撮像素子の撮像出力に
   基づいて欠陥画素を検出する欠陥検出回路と、 前記欠陥検出回路の検出出力に基づいて欠陥画素に関す
   る欠陥データを記憶保持する記憶回路と、 撮影時に前記記憶回路に記憶保持されている欠陥データ
   に基づいて前記固体撮像素子の撮像出力を補正する補正
   回路とからなることを特徴とする固体撮像素子の欠陥補
   正装置。
2. 【請求項２】 前記欠陥検出回路による欠陥検出時に、
   前記固体撮像素子の各画素からの信号読出しを数フィー
   ルド期間に亘って停止することを特徴とする請求項１記
   載の固体撮像素子の欠陥補正装置。
3. 【請求項３】 前記欠陥検出回路による欠陥検出時に、
   前記固体撮像素子の撮像面前方に配された撮像レンズの
   絞りを閉じることを特徴とする請求項１記載の固体撮像
   素子の欠陥補正装置。
4. 【請求項４】 前記欠陥検出回路による欠陥検出時に、
   前記固体撮像素子の全面に白情報を入力することを特徴
   とする請求項１記載の固体撮像素子の欠陥補正装置。
5. 【請求項５】 前記補正回路は、欠陥画素の撮像出力を
   １画素前の撮像出力で置換する前置補間によって欠陥補
   正を行うことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子
   の欠陥補正装置。
6. 【請求項６】 前記補正回路は、欠陥画素の撮像出力を
   その前後の画素の撮像出力の平均値で置換する平均値補
   間によって欠陥補正を行うことを特徴とする請求項１記
   載の固体撮像素子の欠陥補正装置。