JPH1023339A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPH1023339A
JPH1023339A JP8174609A JP17460996A JPH1023339A JP H1023339 A JPH1023339 A JP H1023339A JP 8174609 A JP8174609 A JP 8174609A JP 17460996 A JP17460996 A JP 17460996A JP H1023339 A JPH1023339 A JP H1023339A
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JP
Japan
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signal
pixel
field
frame
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8174609A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Wakayama
博之 若山
Kenji Awamoto
健司 粟本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1023339A publication Critical patent/JPH1023339A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To replace a false signal with a normal picture element signal by introducing a simple modification to a charge storage section of a solid-state image pickup element and an optical system of the solid-state image pickup device to detect the false signal due to defective picture elements caused at random in operation. SOLUTION: The device moves a visual image formed by a scanner 12 and a scanner control section 18 by one picture element in the scanning direction, and a signal detection section 14 detects signals whose level is a threshold level or over set from a signal subject to photoelectric conversion in an image area 13. A delay circuit 15 delays an output of a frame generated from the signal detection section by one frame. Then a comparison replacement circuit 16 compares an output from the delay circuit 15 with an output of a succeeding frame and on the occurrence of a defective picture element, the circuit 16 replaces the defective data with data of a succeeding frame. An address conversion section 17 converts an address at an output of the succeeding frame to match the picture element position of the output with the output of the preceding frame.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速物体を対象と
するようなポイント・ターゲット用追尾装置の光電変換
部として好適な一次元固体撮像装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a one-dimensional solid-state imaging device suitable as a photoelectric conversion unit of a tracking device for a point target which targets a high-speed object.

【0002】現在、追尾装置を高性能化する為、空間分
解の向上を狙いとして固体撮像素子の画素数の増大及び
画素サイズの縮小が行われ、また、チップ・サイズは大
きくなる傾向にある。
At present, in order to improve the performance of a tracking device, the number of pixels and the pixel size of a solid-state image pickup device are increased with the aim of improving spatial resolution, and the chip size tends to increase.

【0003】前記したところに随伴し、半導体基板上に
形成された光電変換部では、パターン不良等のように製
造過程に於ける初期検査で発見できる欠陥とは異なり、
結晶内部の微小欠陥などに依るトラップの存在に起因
し、経時的要因に依って動作中に画素欠陥を発生する。
Along with the above, in a photoelectric conversion unit formed on a semiconductor substrate, unlike a defect that can be found by an initial inspection in a manufacturing process, such as a pattern defect,
Due to the existence of traps due to minute defects inside the crystal, pixel defects occur during operation due to temporal factors.

【0004】そのような画素欠陥は、追尾装置では、誤
認識という重大な問題を引き起こすことになるので、動
作中であっても、欠陥発生の検出を行い、正常な信号を
出力することができるような信頼性が高い固体撮像装置
の実現が期待されているところであり、本発明は、それ
に応える一手段を提供することができる。
[0004] Such a pixel defect causes a serious problem of erroneous recognition in the tracking device. Therefore, even during operation, the occurrence of the defect can be detected and a normal signal can be output. The realization of such a solid-state imaging device having high reliability is expected, and the present invention can provide one means for meeting the demand.

【0005】[0005]

【従来の技術】一般に、CCD(charge cou
pled device)を用いた固体撮像装置に於い
ては、画素欠陥の補正を行う為、種々な手段が採られて
いる。
2. Description of the Related Art Generally, a CCD (charge cue) is used.
In a solid-state imaging device using a pleated device, various means are employed to correct a pixel defect.

【0006】図5は画素欠陥を補正する機能をもった従
来の固体撮像装置の一例を表す要部ブロック図である。
尚、具体的には、特開昭56−140790号公報を参
照されると良い。
FIG. 5 is a main block diagram showing an example of a conventional solid-state imaging device having a function of correcting a pixel defect.
It should be noted that JP-A-56-140790 may be specifically referred to.

【0007】図に於いて、1はレンズ、2は固体撮像素
子、3はA/D変換器、4はフレーム・メモリ、5は欠
陥登録ROM(read only memory)、
6は欠陥画素判定回路をそれぞれ示している。
In the figure, 1 is a lens, 2 is a solid-state image sensor, 3 is an A / D converter, 4 is a frame memory, 5 is a defect registration ROM (read only memory),
Reference numeral 6 denotes a defective pixel determination circuit.

【0008】この固体撮像装置では、製品出荷時に予め
欠陥画素を特定し、その位置情報をROMなどに登録し
ておき、動作中、この欠陥画素の位置情報に基づいて、
欠陥画素の信号を他の正常画素の信号に置き換えるよう
にしている。
In this solid-state imaging device, a defective pixel is specified in advance at the time of product shipment, and its position information is registered in a ROM or the like, and during operation, based on the position information of the defective pixel,
The signal of the defective pixel is replaced with the signal of another normal pixel.

【0009】但し、固体撮像素子2に於ける各画素の色
フィルタは、水平方向に所定繰り返し周期をもって配設
されていることから、置き換えるべき正常画素の信号
は、欠陥画素に隣接する画素の信号を選択することはで
きず、前記繰り返し周期を考慮して、欠陥画素に近く、
且つ、同じ色フィルタをもつ画素の信号をもって置き換
えるようにしている。
However, since the color filters of each pixel in the solid-state imaging device 2 are arranged with a predetermined repetition period in the horizontal direction, the signal of the normal pixel to be replaced is the signal of the pixel adjacent to the defective pixel. Cannot be selected, and considering the repetition period, close to the defective pixel,
In addition, the pixel signals having the same color filter are replaced with the signals.

【0010】前記説明した固体撮像装置とは別に、光電
変換用素子と、その各画素からの信号を転送する為のC
CDレジスタと、そのCCDレジスタと並列に配置され
たメモリ・レジスタと、そのメモリ・レジスタに電荷を
注入する為に前記光電変換素子に於ける各画素に対応し
て同数の電荷注入部が設けられた固体撮像装置も知られ
ている(要すれば、特開昭58−96466号公報を参
照)。
In addition to the solid-state imaging device described above, a photoelectric conversion element and a C for transferring a signal from each pixel are provided.
There are provided a CD register, a memory register arranged in parallel with the CCD register, and the same number of charge injection sections corresponding to each pixel in the photoelectric conversion element for injecting charge into the memory register. Also, a solid-state imaging device is known (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-96466 if necessary).

【0011】この固体撮像装置では、画像欠陥が発生し
ている画素とCCDレジスタとの間に於ける配線をレー
ザなどで切断しておき、メモリ・レジスタへ注入された
メモリ電荷をCCDレジスタヘ注入することで欠陥の補
正を行っている。
In this solid-state imaging device, the wiring between the pixel having an image defect and the CCD register is cut by a laser or the like, and the memory charge injected into the memory register is injected into the CCD register. This corrects the defect.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図5に見られるよう
に、従来、追尾装置に用いられている撮像装置では、光
学系で制限された一定な視野像を二次元固体撮像素子上
に結像させて光電変換を行い、その電気信号を外部の信
号処理系へ読み出し、2フレーム〜3フレーム分の画像
データをフレーム・メモリ4に記憶し、このフレーム・
メモリ4に於けるデータのうち、欠陥登録ROM5に登
録された欠陥画素位置に相当するデータは、固体撮像素
子2に於いて、水平方向に所定繰り返し周期をもって配
設されている色フィルタに対応する画素の信号と置き換
えて欠陥補正を行ってから、ターゲットを検出してい
る。
As shown in FIG. 5, in an image pickup device conventionally used in a tracking device, a fixed visual field image limited by an optical system is formed on a two-dimensional solid-state image pickup device. Then, the electric signal is read out to an external signal processing system, and image data for two to three frames is stored in the frame memory 4.
Among the data in the memory 4, data corresponding to the defective pixel position registered in the defect registration ROM 5 corresponds to a color filter provided in the solid-state imaging device 2 with a predetermined repetition cycle in the horizontal direction. The target is detected after performing defect correction by replacing the signal with the pixel signal.

【0013】図6は正常画素及び欠陥画素の出力に於け
る直流成分を表す線図であり、横軸にはフレームを、縦
軸には直流レベルを任意単位でそれぞれ採ってある。
FIG. 6 is a diagram showing a DC component in the output of a normal pixel and a defective pixel. The horizontal axis represents a frame, and the vertical axis represents a DC level in arbitrary units.

【0014】図から明らかであるが、画素欠陥には、幾
つものフレームに亙ってランダムに発生及び消滅を繰り
返すものがあるので、そのような画素欠陥については、
前記説明した従来の技術では対応することができず、実
際の運用上では、このようなランダムな画素欠陥は、1
画素大のポイント・ターゲットを検出することが必要と
される高速移動物体を対象とする追尾装置に於いては、
誤認識を引き起こすことになる。
As is apparent from the figure, some pixel defects repeatedly occur and disappear randomly over several frames.
The above-described conventional technique cannot cope with such a problem, and in actual operation, such a random pixel defect is 1
In a tracking device targeting a high-speed moving object that needs to detect a pixel-sized point target,
This will cause misrecognition.

【0015】本発明は、固体撮像素子の電荷蓄積部に簡
単な改変を加えると共に固体撮像装置の光学系にも簡単
な改変を導入し、動作中に発生する画素欠陥に依る偽信
号を検出し、その偽信号を正常画素の信号に確実に置き
換えることが可能であるようにする。
According to the present invention, a simple modification is made to a charge storage portion of a solid-state imaging device and a simple modification is introduced to an optical system of a solid-state imaging device to detect a false signal due to a pixel defect generated during operation. , It is possible to reliably replace the false signal with a signal of a normal pixel.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を解
説するための固体撮像装置を表した要部ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a solid-state imaging device for explaining the principle of the present invention.

【0017】図に於いて、11は集光レンズ、12はス
キャナ、13はイメージ・エリア、14は信号検出部、
15は遅延回路、16は比較・置き換え回路、17はア
ドレス変換部、18はスキャナ制御部、T1並びにT2
は出力端をそれぞれ示している。
In the drawing, 11 is a condenser lens, 12 is a scanner, 13 is an image area, 14 is a signal detector,
15 is a delay circuit, 16 is a comparison / replacement circuit, 17 is an address converter, 18 is a scanner controller, T1 and T2
Indicates output terminals.

【0018】図示のスキャナ12は、集光レンズ11か
らイメージ・エリア13に至る光路をスキャナ制御部1
8に依る制御の下で1画素分だけ水平方向に移動する作
用をする。
The scanner 12 shown in FIG. 1 controls an optical path from the condenser lens 11 to the image area 13 by the scanner controller 1.
Under the control by the control unit 8, the pixel moves in the horizontal direction by one pixel.

【0019】同じく、信号検出部14は、イメージ・エ
リア13で光電変換した信号から設定したしきい値以上
の信号を検出する作用をする。
Similarly, the signal detecting section 14 functions to detect a signal having a threshold value or more from a signal obtained by photoelectrically converting the image area 13.

【0020】同じく、遅延回路15は、信号検出部14
で信号検出を行った場合、信号発生があったフレームの
出力を1フレーム分だけ遅延させる作用をする。
Similarly, the delay circuit 15 includes a signal detector 14
When the signal detection is performed in step (1), the output of the frame in which the signal is generated is delayed by one frame.

【0021】同じく、比較・置き換え回路16は、遅延
回路15からの出力と次フレームの出力とを比較し、画
素欠陥があった場合には、次フレームのデータで置き換
える作用をする。
Similarly, the comparison / replacement circuit 16 compares the output of the delay circuit 15 with the output of the next frame, and if there is a pixel defect, replaces the output with the data of the next frame.

【0022】同じく、アドレス変換部17は、次フレー
ムの出力に於けるアドレスを前フレームの出力と画素位
置を合わせる為の作用をする。
Similarly, the address conversion unit 17 functions to match the address at the output of the next frame with the output of the previous frame at the pixel position.

【0023】図2は図1に見られる固体撮像装置の動作
を説明する為の画像出力領域を表す要部説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of a main part showing an image output area for explaining the operation of the solid-state imaging device shown in FIG.

【0024】今、一定背景下で撮像していることを条件
とし、出力端T1に於ける出力であるKフレーム目に
(i,j)の位置にある画素部の信号が増大した場合、
信号検出部14に於いては、この信号変化を捉え、遅延
回路15の作用に依り、外部の信号処理回路への出力を
1フレーム分だけ遅延させる。
Now, assuming that the image is captured under a fixed background, if the signal of the pixel portion at the position (i, j) at the Kth frame which is the output at the output terminal T1 increases,
The signal detector 14 detects this signal change and delays the output to the external signal processing circuit by one frame by the operation of the delay circuit 15.

【0025】K+1フレーム目には、スキャナ制御部1
8で制御されたスキャナ13の作用に依り、視野像を1
画素分だけ水平方向に移動し、Kフレーム目には(i,
j)の画素部にあった像を(i+1,j)の画素部に入
力し、その信号は出力端T2から出力し、アドレス変換
部17の作用でKフレームの画素位置と合わせた後、遅
延回路15で1フレーム分だけ遅延させたKフレーム目
の信号と共に比較・置き換え回路16へ入力する。
In the (K + 1) th frame, the scanner controller 1
The field of view image is changed to 1 by the action of the scanner 13 controlled by the control unit 8.
The pixel moves in the horizontal direction by the number of pixels, and at the K-th frame, (i,
The image in the pixel section of (j) is input to the pixel section of (i + 1, j), and the signal is output from the output terminal T2. The signal is input to the comparison / replacement circuit 16 together with the signal of the Kth frame delayed by one frame in the circuit 15.

【0026】フレーム周期は、遅くても30〔Hz〕以
上であるから、Kフレーム目とK+1フレーム目の視野
像は殆ど変化ないと考えて良く、Kフレーム目の信号が
眞の対象物からの信号であった場合には、Kフレーム目
とK+1フレーム目の両信号を比較すると、Kフレーム
目の(i,j)の画素部からの信号とK+1目の(i+
1,j)の画素部からの信号とは殆ど同じ筈である。
Since the frame period is at least 30 [Hz] at the latest, it can be considered that the field images of the Kth frame and the (K + 1) th frame hardly change, and the signal of the Kth frame is a signal from a true object. If the signal is a signal, the signal from the pixel portion at (i, j) in the K-th frame is compared with the signal (i +
The signal from the pixel section of (1, j) should be almost the same.

【0027】然しながら、Kフレーム目の(i,j)の
画素部からの信号が、図6に見られるような突然発生し
たランダム雑音からなる偽信号であった場合、Kフレー
ム目の(i,j)の画素部の信号とK+1フレーム目の
(i+1,j)の画素部の信号とは相違するので、比較
・置き換え回路16の作用に依って、Kフレーム目の
(i,j)の画素部からの信号をK+1フレーム目の
(i+1,j)の画素部からの信号と置き換えてから外
部信号処理回路へ出力する。
However, if the signal from the pixel portion at (i, j) in the K-th frame is a false signal composed of suddenly generated random noise as shown in FIG. Since the signal of the pixel portion of (j) is different from the signal of the pixel portion of (i + 1, j) of the (K + 1) -th frame, the pixel of (i, j) of the K-th frame depends on the operation of the comparison / replacement circuit 16. The signal from the unit is replaced with the signal from the pixel unit at (i + 1, j) in the (K + 1) th frame, and then output to the external signal processing circuit.

【0028】前記したところから、本発明に依る固体撮
像装置に於いては、 (1)視野像を集光する為の光学レンズ系(例えば集光
レンズ11:図1参照)と受光素子(例えばフォト・ダ
イオードD1:図4参照)を含む画素部(例えば画素部
21、22・・・・など:図3参照)からなるイメージ
・エリア(例えばイメージ・エリア13:図1参照)と
の間に設置されて受光素子に結像される視野像を走査方
向に1画素分だけ移動させる為の操作手段(例えばスキ
ャナ12、スキャナ制御部18など:図1参照)と、隣
接する二つの画素部に於ける略同一視野像の信号を比較
して該信号が視野内対象物からの眞の信号であるか動作
中にランダムに発生した画素欠陥に依る偽の信号である
かを判定する比較手段(例えば比較・置き換え回路1
6:図1参照)とを備えてなることを特徴とするか、又
は、
As described above, in the solid-state imaging device according to the present invention, (1) an optical lens system (for example, a condenser lens 11: see FIG. 1) for condensing a visual field image and a light receiving element (for example, Between the image area (for example, the image area 13: see FIG. 1) composed of a pixel portion (for example, the pixel portions 21, 22,..., Etc .: see FIG. 3) including the photodiode D1: see FIG. Operation means (for example, scanner 12, scanner control unit 18, etc .: see FIG. 1) for moving the field of view image formed on the light receiving element by one pixel in the scanning direction and two adjacent pixel units Comparing means for comparing signals of substantially the same field of view image to determine whether the signal is a true signal from an object in the field of view or a false signal due to a pixel defect randomly generated during operation. For example, comparison / replacement circuit 1
6: refer to FIG. 1), or

【0029】(2)前記(1)に於いて、各画素部は異
なるフレーム或いは異なるフィールドの信号電荷を蓄積
する二つの電荷蓄積部(例えば電荷蓄積部C1並びにC
2:図4参照)及び該二つの電荷蓄積部に対応する二つ
のアナログ増幅器(例えば増幅器A1及びA2:図4参
照)をもち且つ該二つの電荷蓄積部の一方は或フレーム
又は或フィールドの信号電荷を蓄積し他方の電荷蓄積部
は隣接画素部に於ける或視野に関する或フレーム又は或
フィールドの信号が設定しきい値以上になった際に略同
一視野に関する次なるフレーム又は次なるフィールドの
信号電荷を蓄積するものであることを特徴とするか、又
は、
(2) In the above (1), each pixel section has two charge accumulation sections (eg, charge accumulation sections C1 and C1) for accumulating signal charges of different frames or different fields.
2: two analog amplifiers (eg, amplifiers A1 and A2: see FIG. 4) corresponding to the two charge storage units, and one of the two charge storage units is a signal of a certain frame or a certain field. The other charge accumulating portion accumulates electric charges, and when the signal of a certain frame or a certain field related to a certain visual field in an adjacent pixel portion exceeds a set threshold value, the signal of the next frame or the next field related to substantially the same visual field Characterized by accumulating charge, or

【0030】(3)前記(1)に於いて、比較手段は隣
接する二つの画素部に於けるアナログ増幅器からの略同
一視野に関する1フレーム分或いは1フィールド分ずれ
た信号をアナログ値で比較して信号が視野内対象物から
の眞の信号であるか動作中にランダムに発生した画素欠
陥に依る偽の信号であるかを判定するものであることを
特徴とするか、又は、
(3) In the above (1), the comparing means compares the signals from the analog amplifiers in the two adjacent pixel units, which are shifted by one frame or one field, with respect to substantially the same field of view by analog values. It is characterized in that the signal is to determine whether the signal is a true signal from the object in the field of view or a fake signal due to a pixel defect randomly generated during operation, or

【0031】(4)前記(1)に於いて、イメージ・エ
リア(例えばイメージ・エリア13:図1参照)はシス
テムで要求される画素部の数がn列×m行個(n,mは
自然数)である場合に(n+1)列×m行個の画素部が
配設されると共にフレーム毎或いはフィールド毎に光学
レンズ操作手段(例えばスキャナ12、スキャナ制御部
18など:図1参照)に依って隣接する二つの画素部に
略同一視野を結像させ得る構成を有し且つ画像信号に追
尾対象が存在しない場合にはn列×m行の画像信号は順
に比較手段である比較・置き換え回路(例えば比較・置
き換え回路16:図1参照)を介して外部の信号処理回
路に送出するものであることを特徴とするか、又は、
(4) In the above (1), the image area (for example, image area 13: see FIG. 1) has n columns × m rows (n and m are the number of pixel units required by the system). In the case of (natural number), pixel units of (n + 1) columns × m rows are provided, and each frame or each field depends on the optical lens operating means (for example, the scanner 12, the scanner controller 18, etc .: see FIG. 1). A comparison / replacement circuit, which is a comparison means, in order that the image signals of n columns × m rows are sequentially compared when there is no tracking target in the image signal. (E.g., a comparison / replacement circuit 16: see FIG. 1) and sent to an external signal processing circuit.

【0032】(5)前記(1)に於いて、比較手段であ
る比較・置き換え回路(例えば比較・置き換え回路1
6:図1参照)は信号検出部(例えば信号検出部14:
図1参照)がイメージ・エリア(例えばイメージ・エリ
ア13:図1参照)からの設定しきい値以上の画像信号
を検出した場合に遅延回路(例えば遅延回路15:図1
参照)で遅らせた該画像信号と略同一の視野情報である
次のフレーム或いはフィールドの出力と比較し該画像信
号が動作中にランダムに発生した画素欠陥に依る偽の信
号である場合には該略同一の視野情報である次のフレー
ム或いはフィールドの出力である画像信号と置き換えて
外部の信号処理回路へ送出するものであることを特徴と
する。
(5) In the above (1), the comparison / replacement circuit (for example, the comparison / replacement circuit 1
6: see FIG. 1) is a signal detection unit (for example, the signal detection unit 14:
When an image signal exceeding a set threshold value from an image area (for example, image area 13: see FIG. 1) is detected, a delay circuit (for example, delay circuit 15: FIG. 1) is detected.
If the image signal is a false signal due to a pixel defect that has occurred randomly during operation, the image signal is compared with the output of the next frame or field that is substantially the same field of view information as the image signal delayed in step (1). It is characterized in that it is replaced with an image signal which is output of the next frame or field which is substantially the same visual field information and is sent to an external signal processing circuit.

【0033】前記手段を採ることに依り、固体撮像装置
の動作中に発生した画素欠陥に起因する偽信号が発生し
た場合、その信号が偽であることを確実に検出して、そ
れを正常画素の信号と置き換えることができるので、1
画素大の対象物を捕捉しなければならないような高速物
体追尾装置に於いても、誤認識を低減させることが可能
であり、また、ランダム雑音を発生する画素からの信号
は出力させないから、システムとして雑音増大を抑止す
ることができる。
By employing the above means, when a false signal is generated due to a pixel defect generated during the operation of the solid-state imaging device, it is surely detected that the signal is false, and the detected signal is detected as a normal pixel. Can be replaced by
Even in a high-speed object tracking device that must capture a pixel-sized object, false recognition can be reduced, and signals from pixels that generate random noise are not output. As a result, an increase in noise can be suppressed.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】図3は本発明に依る固体撮像装置
の一実施の形態を解説する為の要部ブロック図である。
尚、図1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 is a block diagram of a main part for explaining an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.
Note that the same symbols as those used in FIG. 1 represent the same parts or have the same meaning.

【0035】図に於いて、21乃至24及び31乃至3
4は画素部、41は水平シフト・レジスタ、42は垂直
シフト・レジスタ、Tは出力端子をそれぞれ示してい
る。
In the figure, 21 to 24 and 31 to 3
Reference numeral 4 denotes a pixel portion, 41 denotes a horizontal shift register, 42 denotes a vertical shift register, and T denotes an output terminal.

【0036】画素部の数はイメージ・エリア13(図1
参照)内のフォト・ダイオードからなる受光素子の数、
或いは、画素電極の数と考えても良く、その数は、シス
テムとして要求される画素部の数がn列×m行個(n,
mは自然数)であるのに対して、実際には、(n+1)
列×m行個を配設してある。
The number of pixel units is determined by the image area 13 (FIG. 1).
The number of light-receiving elements consisting of photodiodes in
Alternatively, it may be considered that the number of pixel electrodes is such that the number of pixel units required for the system is n columns × m rows (n,
m is a natural number), whereas (n + 1)
Columns × m rows are arranged.

【0037】図4は1画素部分の具体的構成を説明する
為の要部回路図であり、図3に見られる画素部21乃至
24及び31内34は何れも同じ構成になっている。
FIG. 4 is a main part circuit diagram for explaining the specific configuration of one pixel portion. The pixel portions 21 to 24 and the inside 34 of FIG. 3 all have the same configuration.

【0038】図に於いて、M11,M12,M13,M
21,M22,M23はトランジスタ、D1はフォト・
ダイオード、C1及びC2は電荷蓄積部、A1及びA2
は増幅器をそれぞれ示している。
In the figure, M11, M12, M13, M
21, M22, and M23 are transistors, and D1 is a photo transistor.
Diodes, C1 and C2 are charge storage units, A1 and A2
Denotes amplifiers, respectively.

【0039】レンズ位置を示すF選択信号と積分時間コ
ントロール・パルスで制御されるトランジスタM11が
オンの期間にフォト・ダイオードD1で光電変換された
信号電荷が電荷蓄積部C1に蓄積され、増幅器A1で電
荷電圧変換される。
While the transistor M11 controlled by the F selection signal indicating the lens position and the integration time control pulse is on, the signal charge photoelectrically converted by the photodiode D1 is stored in the charge storage section C1. Charge-voltage conversion is performed.

【0040】この状態で、垂直シフト・レジスタ42に
依る選択パルスとF選択信号で制御されるトランジスタ
M13をオン状態にすることで、増幅器A1の電圧を信
号検出部14へ信号を読み出す。
In this state, the transistor M13 controlled by the selection pulse from the vertical shift register 42 and the F selection signal is turned on, thereby reading out the signal of the voltage of the amplifier A1 to the signal detector 14.

【0041】ここで、視野内に変化がない場合、信号
は、信号検出部14から比較・置き換え回路16を経
て、水平シフト・レジスタ41に依る選択パルスで順に
出力端子Tから外部の信号処理装置へと読み出される。
この時、信号検出部14からのフィードバック信号が変
化することはない。
Here, when there is no change in the field of view, the signal passes through the comparison / replacement circuit 16 from the signal detection unit 14, and is sequentially selected from the output terminal T by the selection pulse by the horizontal shift register 41 from the external signal processing device. Is read to.
At this time, the feedback signal from the signal detector 14 does not change.

【0042】前記動作を1フレーム分或いは1フィール
ド分繰り返した後、リセット・パルスと信号検出部14
からのフィードバック信号に依る制御パルスをリセット
・トランジスタM12に供給することで、電荷蓄積部C
1に蓄積されている信号電荷をリセットし、同様の読み
出しを行う。
After repeating the above operation for one frame or one field, the reset pulse and the signal
By supplying a control pulse based on the feedback signal from the reset transistor M12 to the charge storage section C12
The signal charge stored in 1 is reset and the same reading is performed.

【0043】今、ある画素部での信号が増大した場合、
信号検出部14で信号の増大を検出し、信号検出部14
からのフィードバック信号に依って現フレームに於ける
リセット・パルスの供給を停止し、電荷蓄積部C1に現
フレームに依る信号電荷を保持したままとする。
Now, when the signal at a certain pixel portion increases,
The signal detector 14 detects an increase in the signal, and the signal detector 14
The supply of the reset pulse in the current frame is stopped in response to the feedback signal from the CPU, and the signal charge according to the current frame is held in the charge storage unit C1.

【0044】次のフレームでは、レンズ操作を行って、
水平方向で1画素分視野像を移動させ、前フレームでは
画素部21にあった視野像が画素部22に入射する。
In the next frame, the lens operation is performed,
The visual field image is moved by one pixel in the horizontal direction, and the visual field image existing in the pixel unit 21 in the previous frame enters the pixel unit 22.

【0045】画素部22に於いては、F選択信号と積分
時間コントロール・パルスに依ってトランジスタM21
をオンにするので、画素部22に於けるフォト・ダイオ
ードD1の信号電荷は電荷蓄積部C2に蓄積され、増幅
器A2で電荷電圧変換する。
In the pixel section 22, the transistor M21 is controlled by the F selection signal and the integration time control pulse.
Is turned on, the signal charge of the photodiode D1 in the pixel unit 22 is stored in the charge storage unit C2, and the charge is converted into a voltage by the amplifier A2.

【0046】増幅器A2の電圧は、垂直シフト・レジス
タ42に依る選択パルスとF選択信号で制御されるトラ
ンジスタM23をオン状態とすることで、信号検出部1
4を経ることなく、比較・置き換え回路16へ読み出
す。
The voltage of the amplifier A2 is turned on by turning on the transistor M23 controlled by the selection pulse from the vertical shift register 42 and the F selection signal.
4 and read out to the comparison / replacement circuit 16.

【0047】また、これと同時に、画素部21に於いて
は、トランジスタM13をオン状態とし、電荷蓄積部C
1が保持していた前フレームの信号電荷を増幅器A1を
介して再度読み出し、比較・置き換え回路16に於いて
画素部22の増幅器A2からの電荷電圧と比較する。
At the same time, in the pixel section 21, the transistor M13 is turned on, and the charge storage section C is turned on.
The signal charge of the previous frame held by 1 is read out again via the amplifier A1 and compared with the charge voltage from the amplifier A2 of the pixel section 22 in the comparison / replacement circuit 16.

【0048】通常、フレーム周期は遅くても30〔H
z〕以上であるから、Kフレーム目とK+1フレーム目
の視野像には殆ど変化がないとして良い。
Normally, the frame period is 30 [H] at the latest.
z] or more, the field images of the Kth frame and the (K + 1) th frame may be almost unchanged.

【0049】前記信号の増大が動作中発生したランダム
雑音に依るものであった場合、Kフレーム目とK+1フ
レーム目の両信号は異なる為、前フレームの信号増大し
た画素部21のデータを次フレームの該当画素部22の
データで置き換えてから出力することで正常な信号のみ
を出力する。
If the increase in the signal is due to random noise generated during the operation, the signals of the K-th frame and the K + 1-th frame are different from each other. By replacing the data with the data of the corresponding pixel unit 22 and outputting the data, only a normal signal is output.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明に依る固体撮像装置に於いては、
視野像を集光する為の光学レンズ系と受光素子を含む画
素部からなるイメージ・エリアとの間に設置されて受光
素子に結像される視野像を走査方向に1画素分だけ移動
させる為の操作手段、隣接する二つの画素部に於ける略
同一視野像の信号を比較して該信号が視野内対象物から
の眞の信号であるか動作中にランダムに発生した画素欠
陥に依る偽の信号であるかを判定する比較手段を備え
る。
In the solid-state imaging device according to the present invention,
It is installed between the optical lens system for condensing the visual field image and the image area consisting of the pixel section including the light receiving element, and moves the visual field image formed on the light receiving element by one pixel in the scanning direction. The operation means compares signals of substantially the same visual field image in two adjacent pixel portions and determines whether the signal is a true signal from an object in the visual field or a false signal due to a pixel defect randomly generated during operation. And a comparing means for determining whether the signal is a signal of

【0051】前記構成を採ることに依り、固体撮像装置
の動作中に発生した画素欠陥に起因する偽信号が発生し
た場合、その信号が偽であることを確実に検出して、そ
れを正常画素の信号と置き換えることができるので、1
画素大の対象物を捕捉しなければならないような高速物
体追尾装置に於いても、誤認識を低減させることが可能
であり、また、ランダム雑音を発生する画素からの信号
は出力させないから、システムとして雑音増大を抑止す
ることができる。
According to the above configuration, when a false signal is generated due to a pixel defect generated during the operation of the solid-state imaging device, it is reliably detected that the signal is false, and the false signal is detected. Can be replaced by
Even in a high-speed object tracking device that needs to capture a pixel-sized object, false recognition can be reduced, and signals from pixels that generate random noise are not output. As a result, an increase in noise can be suppressed.

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

【図1】本発明の原理を解説するための固体撮像装置を
表した要部ブロック図である。
FIG. 1 is a principal block diagram showing a solid-state imaging device for explaining the principle of the present invention.

【図2】図1に見られる固体撮像装置の動作を説明する
為の画像出力領域を表す要部説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of a main part showing an image output area for explaining an operation of the solid-state imaging device shown in FIG. 1;

【図3】本発明に依る固体撮像装置の一実施の形態を解
説する為の要部ブロック図である。
FIG. 3 is a main part block diagram for describing an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図4】1画素分の具体的構成を説明する為の要部回路
図である。
FIG. 4 is a main part circuit diagram for explaining a specific configuration for one pixel.

【図5】画素欠陥を補正する機能をもった従来の固体撮
像装置の一例を表す要部ブロック図である。
FIG. 5 is a main block diagram illustrating an example of a conventional solid-state imaging device having a function of correcting a pixel defect.

【図6】正常画素及び欠陥画素の出力に於ける直流成分
を表す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing DC components in outputs of a normal pixel and a defective pixel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 集光レンズ 12 スキャナ 13 イメージ・エリア 14 信号検出部 15 遅延回路 16 比較・置き換え回路 17 アドレス変換部 18 スキャナ制御部 T1並びにT2 出力端 21乃至24 画素部 31乃至34 画素部 41 水平シフト・レジスタ 42 垂直シフト・レジスタ T 出力端子 M11,M12,M13 トランジスタ M21,M22,M23 トランジスタ D1 フォト・ダイオード C1及びC2 電荷蓄積部 A1及びA2 増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Condenser lens 12 Scanner 13 Image area 14 Signal detection part 15 Delay circuit 16 Comparison / replacement circuit 17 Address conversion part 18 Scanner control part T1 and T2 Output terminal 21-24 Pixel part 31-34 Pixel part 41 Horizontal shift register 42 Vertical shift register T Output terminal M11, M12, M13 Transistor M21, M22, M23 Transistor D1 Photodiode C1 and C2 Charge storage unit A1 and A2 Amplifier

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】視野像を集光する為の光学レンズ系と受光
素子を含む画素部からなるイメージ・エリアとの間に設
置されて受光素子に結像される視野像を走査方向に1画
素分だけ移動させる為の操作手段と、 隣接する二つの画素部に於ける略同一視野像の信号を比
較して該信号が視野内対象物からの眞の信号であるか動
作中にランダムに発生した画素欠陥に依る偽の信号であ
るかを判定する比較手段とを備えてなることを特徴とす
る固体撮像装置。
1. A field-of-view image formed on a light-receiving element, which is provided between an optical lens system for converging a field-of-view image and an image area including a pixel section including a light-receiving element, is formed by one pixel in a scanning direction. The operation means for moving by the distance and signals of substantially the same visual field image in two adjacent pixel portions are compared, and the signal is a true signal from an object in the visual field and randomly generated during operation. And a comparing means for determining whether the signal is a false signal due to a pixel defect.
【請求項2】各画素部は異なるフレーム或いは異なるフ
ィールドの信号電荷を蓄積する二つの電荷蓄積部及び該
二つの電荷蓄積部に対応する二つのアナログ増幅器をも
ち且つ該二つの電荷蓄積部の一方は或フレーム又は或フ
ィールドの信号電荷を蓄積し他方の電荷蓄積部は隣接画
素部に於ける或視野に関する或フレーム又は或フィール
ドの信号が設定しきい値以上になった際に略同一視野に
関する次なるフレーム又は次なるフィールドの信号電荷
を蓄積するものであることを特徴とする請求項1記載の
固体撮像装置。
2. Each pixel section has two charge storage sections for storing signal charges of different frames or different fields, and two analog amplifiers corresponding to the two charge storage sections, and one of the two charge storage sections. The signal charge of a certain frame or a certain field is accumulated, and the other charge accumulating portion is connected to the next pixel of a substantially same visual field when a signal of a certain frame or a certain field in an adjacent pixel portion exceeds a set threshold value. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein signal charges of a next frame or a next field are stored.
【請求項3】比較手段は隣接する二つの画素部に於ける
アナログ増幅器からの略同一視野に関する1フレーム分
或いは1フィールド分ずれた信号をアナログ値で比較し
て信号が視野内対象物からの眞の信号であるか動作中に
ランダムに発生した画素欠陥に依る偽の信号であるかを
判定するものであることを特徴とする請求項1記載の固
体撮像装置。
3. The comparison means compares the signals from the analog amplifiers in two adjacent pixel units, which are shifted by one frame or one field, with respect to the substantially same field of view by analog values, and determines whether the signals are from an object within the field of view. 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device determines whether the signal is a true signal or a false signal due to a pixel defect randomly generated during operation.
【請求項4】イメージ・エリアはシステムで要求される
画素部の数がn列×m行個(n,mは自然数)である場
合に(n+1)列×m行個の画素部が配設されると共に
フレーム毎或いはフィールド毎に光学レンズ操作手段に
依って隣接する二つの画素部に略同一視野を結像させ得
る構成を有し且つ画像信号に追尾対象が存在しない場合
にはn列×m行の画像信号は順に比較手段である比較・
置き換え回路を介して外部の信号処理回路に送出するも
のであることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装
置。
4. An image area is provided with (n + 1) columns × m rows of pixel units when the number of pixel units required by the system is n columns × m rows (n and m are natural numbers). And a configuration in which two or more adjacent pixel portions can form substantially the same visual field by the optical lens operating means for each frame or each field, and when no tracking target exists in the image signal, n columns × The image signals of the m-th row are sequentially compared by comparison means
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the signal is transmitted to an external signal processing circuit via a replacement circuit.
【請求項5】比較手段に含まれる比較・置き換え回路は
信号検出部がイメージ・エリアからの設定しきい値以上
の画像信号を検出した場合に遅延回路で遅らせた該画像
信号と略同一の視野情報である次のフレーム或いはフィ
ールドの出力と比較し該画像信号が動作中にランダムに
発生した画素欠陥に依る偽の信号である場合には該略同
一の視野情報である次のフレーム或いはフィールドの出
力である画像信号と置き換えて外部の信号処理回路へ送
出するものであることを特徴とする請求項1記載の固体
撮像装置。
5. A comparison / replacement circuit included in the comparison means, wherein when the signal detection section detects an image signal equal to or larger than a set threshold value from the image area, the field of view is substantially the same as the image signal delayed by the delay circuit. If the image signal is a fake signal due to a pixel defect that has occurred randomly during operation as compared with the output of the next frame or field that is information, the next frame or field that is substantially the same field of view information 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the image signal is output to an external signal processing circuit in place of an output image signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003298949A (en) * 2002-04-05 2003-10-17 Mitsubishi Electric Corp Method for detecting flicker defect, video correction method, and solid-state image pickup apparatus
JP2009058382A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Advanced Mask Inspection Technology Kk Image acquisition method by multiple scan, image acquisition device, and sample inspection device

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