JPS5879384A - Ｃｃｄ撮像装置のビデオ出力を補償するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電荷結合デバイス撮像装置のビデオ出力に関
し、更に詳しくは、ＣＣＤ撮像装置内の欠陥セルによっ
て発生したこのような出力備考を修正する方法及び装置
に関する。

近年、イメージセンサ装置の領域における開発には、多
大な努、力が投じられている。電荷結合型（ＣＯＤ）及
びパケツリレー型（ＢＢＤ）の両方の型の自己走査電荷
転送配列及びＸＹアドレスフォトダイオードは、この努
力の大部分の目的となった。

このような撮像装置テップを低価格で生産する為に障害
となる原因としては、配列の中に個々の欠陥セルが存在
す名ことである。欠陥のあるセルから来る信号は適正に
働いているセルとは著しい違、いがちり、処理が行われ
ディスプレイされる時に違いが顕著になる。

大規模配列は商業的には望まれているが、価格での競争
に関しては有利ではないので、１００係より低い歩留ま
りの問題を解決する他の方法が研究されている。この問
題を解決する方法としては、米国特許第３，９０４，８
１８号に説明されている。。

この特許の中で指摘されている問題としては［白ピ戸オ
欠陥（ｗｈｉｔｅ　ｖｌｅａ　ｄｅｆｅａｔｓ　）Ｊの
問題である。白ビデオ欠陥は、暗−流障吾によって起こ
ると首−われ、この障害によって発生する信号の脱落は
、欠陥信号を欠陥信号と隣接する信号の平均に等しい信
号に置き換えるアルイリズムによって処理される。この
方法を用いる時の重大な問題点は、遅延がおこることで
ある。即ち信号の平均をとるプロセスを実行し、欠陥信
号ととりかえる為には、信号は２クロツクサイクル遅延
されなくてはならない。

本発明は、配列内の欠陥セルによって発生するＣＯＤイ
メジャー出力における欠陥を隣接するセルの出力と比較
することによって補償する方法を開示する。適正に動作
する２つの隣接するセルの出力は、非常にわずかしか信
号出力の強さに違いはない。隣接するセルの出力の比較
が行われれば、それで欠陥セルの出力が特定でき、欠陥
セル出力の為、ビデオ出力を補償する。これによって１
００憾より低い良品率の撮像配列の使用が可能となり、
価格を非常に低減できる。また本発明は分析及び補償を
行う為に出力ビデオを１クロツクサイクルだけ遅延して
いる。

本発明の好ましい実施例に於て、本発明の第１の主旨は
、信号の分析及び補償を行う為の追加の回路をチップ周
辺に持つＣＯＤイメジャーチップを提供することで、あ
る。

この分析及び修正をなしとげる為、回路によって行われ
るアルイリズムでＣＯＤイメジャー配列の中の列からの
信号の中に存在する無効データを検出し修正する。その
アルイリズムは以下に示すものである。

押Ｊ４０川詞、といった様よっなげた２す８（ｐｕｌｓ
ｅ　ｓｔｒｉｎｇ）に関し、１≦（１＋α）ａであれば
ｂを使用 ｂ≧（１＋α）ａであればｂの代わりにＣを使用このア
ルイリズムは、２つの隣接するパルスの間に於ける高さ
の違いを（）内の定数に限る効果がある。もし２つ以上
の隣接するセルが欠陥を持つ場合、変化の程度はまだ増
大する。

本発明の第２の実施例では、配列内のセンサーの指定さ
れた行の上にある色を通過させて与える為に、光学フィ
ルターが使用される。この方法では、出力ビデオはカラ
ー符号化される。例えば、１つおきにパルスが赤の光を
示し残るパルスが青の光を示す。信号を正確に組合せて
欠陥の補償を行う為には、２クロツクサイクルの遅延が
必要となる。これによって色信号は同じ色を示す信号と
の比較が行われる。またこの実施例では、ＣＯＤ連続出
力は、次々と２つの浮遊？−）アンブリファイヤに直接
接続されなくてはならない。浮遊ｒ−トアンプリクアイ
ヤの出力はバッファされてから、パルスの高さを比較す
るコンパレータへと接続される。必要であれば工２−信
号が発生し遅延されるので出力は適当なスイッチに適当
なタイミングで到達する。

以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。

８１図を参照すると、フランジ回路２０によってり２ン
ゾされる出力を出すビデオゾリアンゾ１０が示されてい
る。り２ンゾされた出力は、遅延ドライバー３０及び♂
チオドライパー４０に接続される。遅延ドライバー３０
の出力は、１５５　ｎｌｉ遅延回路６０及びレベルシフ
ター回路７００両方に接続する。ビデオドライバー４０
の出力は、レベルシフター５０の入力となり、レベルシ
フターはビデオ修正？−ト１１Ｇにビデオ信号を与えて
いる。遅延−６０及びレベルシフター１０の出力は、欠
陥検出器８００反転及び非反転の両人力に与えられる。

信号間の差異が基準値より大きい場合には、出カドリガ
ーパルスが発生する。トリガーパルスは遅延及び幅調整
回路９０に接続する。開閉パルス（ｇａｔｉｎｇ　ｐｕ
ｌｓｅ　）は、適当な時間遅延されて、相補的出力がメ
インビデオデート１００及びビデオ修正Ｐ−）１１Ｇの
Ｃ−ト入力に接続される。メインビデオデート１ＧＧ及
びビデオ修正’Ｆ”−ト１１０の割出力はビデオ線ドラ
イバー１２０の入力に接続する。

第２図では、本発明で示す配列及び補償回路内に現われ
るようなビデオ波形が示されている。

「通常」のビデオ出力とは、ＣＯＤ配列のリアルタイム
出力を示している。「遅延」ビデオは、リアルタイムの
ビデオと容易に比較が行われるように１クロツクサイク
ル遅延されたリアルタイムのビデオ出力を示している。

この様に欠陥の分析及び修正の為のアルゴリズムの使用
は容易になっている。修正されたビデオ出力はプロセス
を実行しディスプレイする回路に対する、実際のビデオ
信号出力となる。ビデオ出力は各々の信号とその次にく
る信号と比較する為遅延されるので、修正された出力は
、撮像装置のリアルタイム出力より１クロツクサイクル
遅延され、これによって各々の列の第１番目の信号が欠
けることになる。

第６図はある色の光を配列内のセンサーの特定な集合に
通過させる光学フィルタを用いる符号化ＣＯＤを示すブ
ロック図である。この配列は、交互に配されたセンサが
異る色の光を検知するように配列される。配列が読み出
されると、同じ色の信号との比較を行う為２クロツクサ
イクルの間、遅延されなくてはならない。第６図中の図
上で示される通り、撮像配列１３の出力は直列出力レジ
スタ２３に集まる。色符号化撮像配列１３内では、直列
出力レジスタ２３の出力ステージ３３は、浮遊デートア
ンブリファイヤ（＃１）４３に接続する。信号出力は、
浮遊ｒ−）アンシリファイヤ（＄２）４：１に到達する
までに２クロツクサイクル遅延される。色の符号化がな
い撮像装置では、浮遊デートアンブリ７アイヤ＃１と＃
２の間の遅延は１クロツクサイクルのみとなる。各々の
アンブリ７アイヤの出力は、バッファアンブリファイヤ
５３に入力されこのバッファアンブリファイヤの出力は
コンパレーター６３及びスイッチ回路９３．１０３の両
方に接続する。コンパレータ６３は検知センサからの信
号を検出し、検出した時点で信号を発生する。この信号
は、１ビツトの遅延回路７３を通過し、ある信号はイン
バータ８３内で反転が行われる。遅延の後でコンパレー
タ信号がスイッチ（＃１）９３及びスイッチ（＃２）１
０３に与えられる。スイッチは選択されたビデオ信号を
通過させ、コミュテータ回路１１３に接続している。更
にコミュテータされたビデオ信号は、デート出力ドライ
ブ回路１２３で処理されディスプレイされるように組み
直される。

第４図は符号化ＣＣＤ内のビデオ信号波形を示す。

不実施例ではビデオ信号は２クロツクサイクル遅延され
るので出力ビデオ信号も２クロツクサイクル遅延される
。。

実際に不発明による欠陥補償回路がＣＯＤ配列出力に設
けられた場合と、設けない場合の画像を比較することに
よって本発明のすぐれた効果が視覚的に認識できる。す
なわち本発明の欠陥補償回路によって、重大な欠陥を持
つＣＯＤ配列からの再生画像が著しく改良され、欠陥補
償が行われた画像では極めて大きい欠陥領域のみがやっ
と目につく程度となっている。

上記比較に用いた画像は２４６本の縦線から成り各々の
列に６６８の画素を持つＣＯＤ配列によって作られたも
のである。欠陥補償が行われなかったディスプレイは、
欠陥センサによって発生した白ビデオ欠陥領域をいくつ
か有している。欠陥補償回路をビデオ信号の処理回路内
に持つディスプレイは、本発明によって欠陥補償が行わ
れた後では、比較的欠陥の発生からまぬがれていること
がわかる。

本発明は、２クロツクサイクルの遅延の行われる符号化
配列を除き、１クロツクサイクルのみの遅延で欠陥セル
からの信号の検出及び補償を行うという事によって際だ
った利点を有している。好ましい実施例中で説明した様
に、ＣＯＤ配列と同一チップ上に欠陥補償回路を設ける
ことによってＣＯＤ配列内の素子の歩留まりが以前可能
であった率よりかなり低い率でも可能で欠陥セルが大規
模領域にわたる場合を除き素子をなお有効に使用できる
ことによってはっきりとした経済的利点を有している。

これによって低価格で高品質であることを要求する事か
ら従来不可能とされていた多数の企画に対するＣＣＤ撮
像装置の応用が可能となる。

さ・らに符号化配列では、２つの隣接する欠陥信号を修
正することができる。

故に本発明によって欠陥セルによる欠陥を補償すること
で１００１の良品率を期待しなくても美しい画像を作り
だすことができるＣＯＤ装置を提供することができ、経
済性及びデイスプレイの品質を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、単一クロックサイクルの遅延による応用例に
対するアルイリズムの部分をとりだして構成部分の仕様
を示すブロック図である。 第２図は、ビデオパルスのプロセス実行期間中に第１図
の回路内のある点に現われる波形を示す図である。 第３図は符号化撮像配列出力の欠陥の補償を実行するブ
ロック図である。 第４図は、符号化配列の通常の場合の、遅延された場合
の及び修正された場合のビデオ出力の波形の関係を示す
図である。 代理人　　浅　村　　　皓 外４名 図面の浄書（内容に変更なしＪ 手続補正書（方式） 昭和３ｚ年ρ月／ｑ日 特許庁長官殿 ■、小事件表ノＪ（ 昭和Ｓ７年特許願第１１ρＪツ２１　号３−　Ｍ！Ｅを
する者 事件との関係　特許出願人 住　　所 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和−！ニア年〃月”力日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 図面君＞−’ｌ　　（！’；’ｊ＋ｌこ変更なし〕８、
補正の内容　　別紙のとおり

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ビデオ出力を遅延する回路手゛段と上記遅延
   されたビデオ出力とリアルタイムのビデオ出力を比較す
   る回路手段と、 欠陥信号が修正されたビデオ出力の一部となることを防
   ぎ、欠陥信号の位置に隣接する適正なセンサーから得九
   信号を挿入する回路手段とを有し、配列内の欠陥センサ
   ーによって発生した信号をＣＣＤ撮像装置内のビデオ出
   力の中から検知し、上記ビデオ出力を補償し、上記出力
   を再び記憶することで無欠陥撮像配列から得たビデオ出
   力と実質上はぼ等しい状況にする為のＣＣＤ撮像装置の
   ビデオ出力補償システム。
2. （２）光を検知する電荷結合デバイスと上記電荷結合デ
   バイス内の欠陥センサーから得た信号を分析し修正する
   周辺回路を有する半導体撮像装置。
3. （３）上記ビデオ出力を遅延する上記回路が、実際に、
   ビデオ出力をリアルタイムから１クロック期間のみ一遅
   延させる特許請求の範囲第１項の上記システム。
4. （４）　　上記ビデオ出力を遅延する上記回路が、実際
   にビデオ出力をリアルタイムから２クロック期間のみ遅
   延させる特許請求の範囲第１項のシステム。
5. （５）上記撮像装置の上を被って形成された二色性光フ
   ィルターであって、上記フィルターを通過する光風外の
   光を反射させるフィルターを特徴とする特許請求の範囲
   第２項の半導体撮像装置。
6. （６）　　ある色を通過させるフィルター材料のストラ
   イプと、それと交互に配置され他の色を通過させるフィ
   ルター材料のストライプから構成され、上記配列内のセ
   ンサーのある集合が特定の色を示す光のみ検知するよう
   構成される二色性光フィルタを特徴とする特許請求の範
   囲第２項の半導体撮像装置。