KR100281789B1 - 고체 촬상 장치 - Google Patents

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KR100281789B1
KR100281789B1 KR1019930003882A KR930003882A KR100281789B1 KR 100281789 B1 KR100281789 B1 KR 100281789B1 KR 1019930003882 A KR1019930003882 A KR 1019930003882A KR 930003882 A KR930003882 A KR 930003882A KR 100281789 B1 KR100281789 B1 KR 100281789B1
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가메야마다까시
오바유지
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

비디오 카메라로서 사용하기 위한 고체 촬상 장치는 결함 검출 모드와 동작모드를 가진다. 상기 고체 촬상 장치는 로우 및 컬럼으로 배열되어 검출된 영상을 나타내는 출력 신호를 발생하는 픽셀을 가진 고체 이미지 센서를 구비한다. 고체 이미지 센서는 2개의 인접 컬럼의 픽셀의 전하들이 고체 이미지 센서로부터 출력되기 전에 합해지고, 상기 합해진 전하들이 우수 및 기수 필드에서 다르게 되도록 상기 픽셀로부터 전하들을 대략 1필드 기간에 판독하는 필드 판독 모드에서 동작하고 또한 2개의 인접 칼럼중 하나의 칼럼의 픽셀의 전하들은 우수 필드에서 판독되고 2개의 인접 칼럼중 다른 칼럼 픽셀의 전하들은 기수 필드에서 판독되도록 픽셀로부터의 전하들은 대략 1프레임 기간에 판독하는 프레임 판독 모드에서 동작한다. 상기 고체 이미지 센서의 결함 픽셀 위치는 결함 검출 모드에서 검출되며, 상기 결함픽셀은 출력 신호의 샘플링된 데이타에 대응하는 시간에 출력 신호에 노이즈를 발생시킨다. 상기 결함 픽셀의 검출된 위치는 메모리에 기억된다. 결함 검출 모드가 선택되면, 고체 이미지 센서는 프레임 판독 모드로 동작하도록 제어된다.

Description

고체 촬상 장치
제1a도 및 제1b도는 필드 판독 모드(field reading mode)의 원리를 나타낸 도면.
제2a도 및 제2b도는 프레임 판독 모드(frame reading mode)의 원리를 나타낸 도면.
제3도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치(solid-state image pickup apparatus)의 결함 픽셀(defective pixel)에 대해 자동으로 보정하는 회로의 블럭도.
제4도는 CCD로부터의 출력 신호가 샘플링 회로(sampling circuit)에 의해 샘플링되는 방식을 나타낸 도면.
제5도는 결함이 있는 CCD 픽셀을 나타낸 도면.
제6a도, 제6b도 및 제6c도는 결함이 있는 CCD 픽셀로부터의 출력 비디오 신호가 보정되는 방식을 나타낸 도면.
제7도는 샘플링 회로의 블럭도.
제8a도 내지 제8g도는 샘플링 회로의 신호 파형을 나타낸 도면.
제9a도 내지 제9g도는 샘플링 회로가 동작하는 방식을 나타낸 도면.
제10도는 샘플링되는 채널이외의 다른 채널로부터의 데이터가 포함되는 것을 방지하기 위한 회로의 블럭도.
제11도는 시스템 제어기(system controller)의 비교 회로의 블럭도.
제12도 내지 제20도는 제3도에 도시된 회로내의 레지스터의 블럭도.
제21도는 제3도에 도시된 회로내의 보정 회로의 블럭도.
제22a도 내지 제22f도는 제21도에 도시된 보정 회로가 동작하는 방식을 나타낸 도면.
제23a도 내지 제23f도는 제21도에 도시된 보정 회로내의 온도 변환기 (temperature converter)의 이득이 보정 제어 회로로부터의 제어 신호에 의해 변화되는 방식을 나타낸 도면.
제24도는 제3도에 도시된 회로내의 검출전 처리 회로(pre-detection processing circuit)의 블럭도.
제25a도 내지 제25e도는 검출전 처리 회로가 동작하는 방식을 나타낸 도면.
제26도는 제3도에 도시된 회로내의 검출 회로의 블럭도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 광학 시스템 2: CCD 소자
3 : 샘플링 회로 4 : 시스템 제어기
5 : 타이밍 발생기 6 : 수평/수직 카운터
7 : 온도 센서 8 : 펄스 발생기
9,10,11 : 가산기 12 : 판독/기록 회로
13 : 메모리 14 : 레지스터
15 : 보정 제어 회로 16 : 보정 회로
20 : 스위치 21 : 검출전 처리 회로
22 : 검출 회로 30,49,54 : 상관 2중 샘플링 회로
본 발명은 고체 촬상 장치(solid-state image pickup apparatus)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 예를 들면, 필드 판독 모드(field reading mode)와 프레임 판독 모드(frame reading mode) 사이에서 전환 가능한, 비디오 카메라로서 사용하기 위한 고체 촬상 장치의 결함 픽셀에 대해 자동으로 보정하는 회로에 관한 것이다.
CCD(Charge-Coupled Device; 전하 결합 소자)와 같은 고체 촬상 소자를 사용하는 비디오 카메라에 의해 발생된 화질은 결함 픽셀, 즉 광이 입사하고 있지 않은 상태에서도 특이한 신호를 발생하는 픽셀에 의해 저하될 수 있다.
지금까지, 이와 같은 문제는 비디오 카메라에 내장된 보정회로에 의해 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호를 보정하여 왔다. 특히, 제조된 비디오 카메라를 사용자에게 출하하기 전에, 각각의 카메라는 어떤 결함이 있는 CCD 픽셀에 대해 검사되고 결함이 있는 CCD 픽셀을 나타내는 정보는 비디오 카메라내의 보정 회로의 메모리 영역에 기억된다. 이와 같은 비디오 카메라가 사용자에게 전달된 후에, 상기 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호는 상기 기억된 정보에 기초하여 보정회로에 의해 보정된다.
신호 보정은 영차 보간 및 1차 보간(zeroth-order interpolation and linear interpolation)을 포함하는 보간 프로세스에 의해 행해진다. 영차 보간에 따르면, 결함 픽셀에 의해 발생된 신호는 샘플링 회로에 의해 유지(hold)되고 결함 픽셀보다 앞서는 픽셀에 의해 발생된 신호로 대체된다. 1차 보간에 따르면, 결함 픽셀보다 앞서거나 뒤쳐지는 각각의 픽셀에 의해 발생된 신호의 평균이 얻어지고 결함 픽셀에 의해 발생된 신호는 상기 평균 신호로 대체된다.
이하, 영차 보간 및 1차 보간에 따른 신호 보정 방법을 본원에서는 제 1 보정방법이라 한다.
보간 프로세서에 따르지 않는 또 다른 신호 보정 방법은 비디오 카메라를 제어하여 결함 픽셀에 의해 발생되는 신호에 대응하는 신호를 발생시키고, 결함이 있는 신호에 의해 발생된 신호로부터 상기 발생된 신호를 이끌어내어 상기 결함이 있는 신호에 의해 발생된 신호를 상쇄시킨다. 상기 신호 보정 방법은 이하 본원에서 제 2 보정 방법이라 한다.
CCD 픽셀은 제조 공정중에 결함이 있을 수 있고 비디오 카메라가 실제로 사용자에게 넘어간 후에도 돌발적으로 결함이 있을 수도 있다. 게다가, CCD 픽셀은 광이 CCD에 입사하지 않을 때에도 특이한 레벨의 시간 경과에 따라 변하는 신호, 즉 경시 변화 신호(aging-induced signal)를 발생할 수도 있다.
이와 같은 돌발적인 CCD 픽셀 결함 또는 시간 경과에 따라 변하는 CCD 픽셀결함은 어떤 결함이 있는 CCD 픽셀에 대해 비디오 카메라를 검사하고 비디오 카메라가 사용자에게 넘어가기 전에 비디오 카메라내의 보정 회로의 메모리 영역에 결함 픽셀을 나타내는 정보를 기억시키는 것에 의해 보정될 수 없다.
최근에는 비디오 카메라에 결함이 있는 CCD 픽셀을 검출하는 회로를 포함시키는 것이 제안되었다. 결함이 있는 CCD 픽셀은 이와 같은 회로에 의해 검출되고, 검출된 결함이 있는 CCD 픽셀을 나타내는 정보가 비디오 카메라의 메모리에 기억되어, 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호가 상기 기억된 정보에 기초하여 보정된다.
결함이 있는 CCD 픽셀은 다음과 같이 검출된다. 즉, 어떠한 광도 CCD 상에 입사되지 않는 동안에, 각 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호의 레벨을 선행하는 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호의 레벨 또는 소정 임계 레벨과 비교한다. 특정 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호의 레벨이 선행하는 CCD 픽셀에 의해 발생된 신호 레벨 또는 소정 임계 레벨보다 더 크면, 상기 특정 CCD 픽셀은 특이한 레벨의 신호를 발생하는 결함이 있는 CCD 픽셀로서 검출되고, 결함이 있는 CCD 픽셀에 관한 어드레스 데이터와 결함이 있는 CCD 픽셀의 신호 레벨에 기초한 결함(flaw)(결함이 있는 CCD 픽셀) 데이터가 발생되어 메모리에 기억된다.
결함이 있는 CCD 픽셀이 검출된 후에, 이렇게 생성된 특이한 레벨의 신호는 상기 CCD 픽셀에 의해 발생된 비디오 신호에 포함되고, 상기 제 1 보정 방법 또는 제 2 보정 방법에 따라 보정된다.
CCD로부터의 신호를 판독하는 2가지 모드, 즉 필드 판독 모드 및 프레임 판독 모드가 있다는 것이 알려져 왔다. 많은 최근의 비디오 카메라는 CCD 신호를 판독하기 위해 필드 및 프레임 판독 모드 모두로 동작할 수 있기 때문에, 이러한 비디오 카메라는 결함이 있는 CCD 픽셀을 정말하게 검출할 필요가 있다. 이들 2개의 판독 모드는 첨부한 도면 중 제 1a, 1b 및 2a, 2b 도와 관련하여 이하에서 상세히 설명될 것이다.
제 1a 및 1b 도에 도시된 바와 같이, 필드 판독 모드에서, 전하는 2개의 수직으로 인접한 칼럼내의 픽셀로부터 각각의 전달 영역(수직 전달 레지스터)으로 판독된다. 상기 수직 전달 레지스터는 상기 픽셀로부터의 전하를 2개의 수직으로 인접한 칼럼에 부가한 후, 부가된 전하를 수평 전달 레지스터로 전달한다.
특히, 제 1a 도에 도시한 바와 같이 기수 필드(odd-numbered field)에서는, 감광성 영역(I41,I31)으로부터 판독된 전하가 전달 영역 가까이에 부가되고, 감광성 영역(I21,I11)으로부터 판독된 전하가 전달 영역 가까이에 부가된다. 그 후, 부가된 전하는 수평 전달 레지스터로 전달된다. 제 2a 도에 도시된 바와 같이, 우수 필드 (even-numbered field)에서는, 감광성 영역(I41)으로부터 판독된 전하가 전달 영역으로 전달되며, 감광성 영역(I31,I21)으로부터 판독된 전하는 전달 영역 가까이에 부가되고, 감광성 영역(I11)으로부터 판독된 전하는 전달 영역으로 전달된다. 그 후, 전달되고 부가된 전하는 수평 전달 레지스터로 전달된다. 필드 판독 모드에서는, 각 픽셀의 전하가 필드마다에서 판독되기 때문에, 비디오 카메라의 모션 해상도(motion resolution)가 높다. 그러나, 수직으로 인접한 칼럼의 픽셀로부터의 전하가 서로 부가되기 때문에, 수직 해상도가 낮다.
제 2a 및 2b 도에 도시된 바와 같이, 프레임 판독 모드에서는, 전하는 기수 필드에서 2개의 수직으로 인접한 칼럼중 하나의 칼럼의 픽셀로부터 판독되고, 전하는 우수 필드에서 다른 칼럼의 픽셀로부터 판독된다.
특히, 기수 필드에서는, 제 2a 도에 도시된 바와 같이, 감광성 영역(I31,I11, I32,I12)으로부터 판독된 전하가 전달 영역으로 전송된다. 우수 필드에서는, 제2b도에 도시된 바와 같이, 감광성 영역(I41,I21,I42,I22)으로부터 판독된 전하가 전달 영역으로 전송된다. 이 후, 상기 전달된 전하는 수평 전달 레지스터에 전달된다. 프레임 판독 모드에서는, 수직으로 인접한 칼럼의 픽셀로부터의 전하가 서로 부가되지 않기 때문에 수직 해상도가 높다. 그러나, 각 픽셀의 전하가 프레임마다에서 판독되기 때문에, 비디오 카메라의 모션 해상도 낮다.
상기 결점을 고려하여, 비디오 카메라의 사용자는 비디오 카메라를 사용하는 조건에 따라 선택기 스위치로 필드 및 프레임 판독 모드 중 한 모드를 선택한다.
본 발명의 목적은 예를 들면, 필드 판독 모드와 프레임 판독 모드 사이에서 선택적으로 전환 가능한 비디오 카메라로서 사용하기 위한 고체 촬상 장치의 결함 픽셀에 대해 자동으로 정밀하게 보정하는 회로를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 결함 검출 모드와 동작 모드를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서, 로우 및 컬럼으로 배열된 픽셀을 가지며 검출된 영상을 표시하는 출력 신호를 발생하기 위한 고체 이미지 센서와, 2개의 인접 컬럼의 픽셀들의 전하들이 상기 고체 이미지 센서로부터 출력되기 전에 합해지고, 상기 합해진 전하들이 우수 및 기수의 필드에서 다르게 되도록 대략 1필드 기간에 상기 픽셀들로부터 전하들을 판독하는 제 1 판독 모드에서 상기 고체 이미지 센서를 구동하고, 상기 2개의 인접 컬럼 중 하나의 컬럼의 픽셀들의 전하들이 우수의 필드에서 판독되고 2개의 인접 컬럼 중 다른 컬럼의 픽셀들의 전하가 기수의 필드에서 판독되도록 대략 1프레임 기간에 상기 픽셀로부터 전하들을 판독하는 제 2 판독 모드에서 고체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동 수단과, 상기 결함 검출 모드에서 상기 고체 이미지 센서의 결함 픽셀들의 위치들을 검출하기 위한 검출 수단으로서, 상기 결함 픽셀들은 상기 출력 신호의 샘플링된 데이타에 대응하는 시간에서 상기 출력 신호에 노이즈를 발생시키는 검출 수단과, 상기 검출 수단에 의해 검출된 결함 픽셀들의 위치들을 기억하기 위한 메모리 수단과, 상기 결함 검출 모드를 선택하기 위한 전환 수단과, 상기 결함 검출 모드에 있는 동안 상기 제 2 판독 모드로 전환하기 위해 상기 구동 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 고체 촬상 장치가 제공된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면과 관련하여 설명될 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이며, 도면에 있어서 동일 참조부호는 동일하거나 유사한 대상을 나타낸다.
제 3 도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 결함 픽셀에 대해 자동으로 보정하는 회로를 나타내며, 상기 고체 촬상 장치는 필드 판독 모드와 프레임 판독 모드 사이에서 선택적으로 전환 가능한 비디오 카메라로서 실시된다.
제 3 도에 도시된 바와 같이, 비디오 카메라는 렌즈, 홍채 조리개 및, 피사체로부터 CCD(전하 결합 소자; 2)에 광을 공급하는 다른 광학 부품을 포함하는 광학 시스템(1)을 갖는다. 이 실시예에서, CCD(2)는 녹, 적 및 청색 영상 광 성분을 나타내는 영상 신호를 발생하는 3개의 CCD를 포함한다. 광학 시스템(1)은 녹색광 성분을 대응하는 CCD에 공급하고, 적색 광 성분을 대응하는 CCD에 공급하며, 청색 광 성분을 대응하는 CCD에 공급하는 프리즘을 구비한다. CCD(2)는 단판식 또는 2판식 CCD를 포함해도 된다.
상기 녹, 적 및 청색 광 성분은 CCD(2) 즉, 각각의 CCD에 의해 광전기적으로 변환된다. CCD(2)의 전하 저장 기간은 CCD(2)로부터의 전하를 판독하기 위한 판독 신호도 발생하는 타이밍 발생기(5)로부터의 전하 저장 제어 신호에 의해 제어된다.
전하는 필드 판독 모드 또는 프레임 판독 모드에서 선택적으로 CCD(2)로부터 판독될 수 있다. 판독 모드 선택기 스위치(23)가 작동되면, 상기 스위치의 신호는 시스템 제어기(4)에 인가되며, 상기 제어기는 CCD(2)에 대해 필드 및 프레임 판독 모드중 한 모드를 선택하기 위한 신호를 타이밍 발생기(5)로 보낸다.
검출 모드 스위치(24)가 작동되면, 결함 검출 모드에서 검출된 데이터 또는 비디오 카메라가 운반되기 전에 검출되어 롬(ROM)등에 기억되기 전에 검출된 데이터에 기초하여 CCD 픽셀 결함에 대해 보정하면서 시스템 제어기(4)는 또한 결함이 있는 CCD 픽셀을 검출하는 결함 검출 모드 또는 영상 신호를 발생하는 동작 모드를 선택한다.
필드 판독 모드에서, 수직으로 인접한 CCD 픽셀에 기억된 전하는 매 필드에 상이한 조합으로 서로 부가된다. 그러므로, 결함이 있는 CCD 픽셀의 전하가 기수 및 우수 필드 양자에서 출력된다. 수직으로 인접한 CCD 픽셀로부터의 전하가 서로 가해지므로, 상부 CCD 픽셀에만 결함이 있다면, CCD 픽셀 결함은 결함이 있는 CCD 픽셀 및 결함이 없는 CCD 픽셀로부터의 출력 신호의 부가 이후에 검출되기 때문에 부정확하게 검출된다.
프레임 판독 모드는 수직으로 인접한 CCD 픽셀로부터의 출력 신호가 서로 가해지지 않기 때문에 필드 판독 모드가 갖는 상기 문제점은 없다.
이 실시예에서, 결함 검출 모드가 선택될 때, 시스템 제어기(4)는 프레임 판독 모드로 전환한다. 특히, 검출 모드 스위치(24)가 동작 모드에서 결함 검출 모드로 전환하도록 동작될 때, 시스템 제어기(4)는 판독 모드가 필드 판독 모드인지 프레임 판독 모드인지를 결정한다.
판독 모드가 필드 판독 모드이면, 시스템 제어기(5)는 타이밍 발생기(5)에 제어 신호를 보내 판독 모드를 CCD(2)에 대한 프레임 판독 모드로 전환한다.
프레임 판독 모드에서, CCD(2)로부터 판독된 출력 신호는 샘플링 회로(3)에 공급된다. 제 4 도에 도시된 바와 같이, 샘플링 회로(3)는 타이밍 발생기(5)와 펄스 발생기(8)로부터의 신호에 기초하여 SHD로 나타낸 데이터 레벨과, SHP로 나타낸 프리차아지 레벨로 CCD(2)로부터 출력 신호를 샘플링하여 리셋 노이즈를 제거한다. 이 후, 샘플링 회로(3)는 샘플링된 신호 즉, 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 신호를 가산기 (9,10,11)에 공급한다.
가산기(9,10,11)는 각각의 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 보정 신호를 샘플링 회로(3)로부터의 샘플링된 신호에 더하며, 각각의 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 합 신호를 각각의 출력 단자(17,18,19)를 통해 비디오 카메라 내 또 다른 비디오 신호 처리 회로에 그리고 또한 스위치(20)의 각각의 고정 접점(20a, 20b, 20c)에 공급한다.
고정 접점(20a, 20b, 20c)외에, 스위치(20)는 또한 CCD(2)의 온도를 검출하는 온도 센서(7)로부터의 온도 정보가 공급되는 CCD(2)의 패키지상에 장착된 고정접점(20d)을 갖는다. 스위치(20)는 또한 온도 정보와 각각의 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 신호를 검출전 처리 회로(21)에 공급하기 위해 고정 접점(20a, 20b, 20c, 20d)에 선택적으로 접속 가능한 가동 접점(20e)을 갖는다.
검출전 처리 회로(21)는 각각의 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 신호의 불연속 로우 레벨을 제거하고 나서, 이들 신호와 온도 정보를 디지탈 신호로 변환시킨다. 그 후, 검출전 처리 회로(21)는 각각의 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 디지탈 신호를 검출 회로(22)에 공급하고 또한 디지탈 온도 데이터를 시스템 제어기(4)에 공급한다.
검출 회로(22)는 각각의 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 디지탈 신호에 대해 저역 통과 필터링을 행하고, 즉 이들 디지털 신호와 표시 스크린상에서 각각 백 및 흑으로 표시되는 백 및 흑 결함에 대한 임계 레벨을 비교하고, 비교 결과를 시스템 제어기(4)에 공급한다.
시스템 제어기(4)는 디지탈 온도 데이터를 토대로 임계 레벨의 공급된 결과와 비교한다. 시스템 제어기(4)는 결점이 있는 CCD 픽셀로부터의 출력 신호로서 검출 회로(22)로부터의 결과 중 하나에 대응하는 비디오 신호를 결정하고 나서, 시스템 제어기(4)는 레지스터(14)에서 수평/수직 카운터(6)로부터의 어드레스 신호와 함께, 결함이 있는 CCD 픽셀에 대한 다양한 정보 항목을 저장한다.
결함 검출이 완료된 후, 시스템 제어기(4)는 레지스터(14)로부터의 결함이 있는 CCD 픽셀에 대한 다양한 정보와 어드레스 데이터를 판독하고, 그들을 판독/기록 회로(12)를 통해 배터리에 의해 백업된 예를 들면 EEPROM 및 RAM과 같은 메모리(13)내에 저장한다. 비디오 카메라가 사용자에게 넘겨질 경우, 결함이 있는 CCD 픽셀에 대한 데이터는 메모리(13)에 저장되어 있다. 그러한 데이터 저장은 플로피 디스크와 같은 기록 매체상에 CCD(2)의 제조시 검출된 결함이 있는 CCD 픽셀 데이터를 기록함으로써, 그리고 비디오 카메라가 사용자에게 넘겨질 때 예를 들면 데이터 기록 장치를 사용하는 LANC 통신에 의해 기록 매체에 저장된 데이터를 메모리(13)에 복사함으로써 실행될 수 있다. 메모리(13)는 두 영역, 하나는 비휘발성 메모리이고 하나는 RAM으로 분할될 수 있다.
사용시, 비디오 카메라는 제조 공정시 검출된 결함이 있는 CCD 픽셀과 결함 겸출 모드에서 검출된 결함이 있는 CCD 픽셀에 대해 보정하면서 영상 정보를 발생하도록 동작한다. 결함 검출 모드에서 검출된 결함이 있는 CCD 픽셀로부터의 출력신호는 상기한 제 1 보정 방법에 따라 보정된다. 특히, 통상의 촬영 동작을 위한 동작 모드에서, 결함이 있는 CCD 픽셀을 나타내고 메모리(13)에 저장된 어드레스 신호가 판독되어 수평/수직 카운터(6)로부터의 어드레스 신호와 비교된다. 비교된 어드레스 신호가 서로 일치하면, 이후 펄스 발생기(8)와 타이밍 발생기(5)를 제어하여 샘플링 회로(3)가 결함이 있는 CCD 픽셀에 대응하는 신호를 홀드시킨다.
제조 공정시 검출된 결함이 있는 CCD 픽셀로부터의 출력 신호는 상기한 제 2 보정 방법에 따라 보정된다.
시스템 제어기(4)는 스위치 SW1로부터 설정된 정보를 토대로 발생된 검출 인에이블 신호로 셔터 인에이블 신호를 공급하는 스위치 SW2를 온/오프 제어하며, 검출 인에이블 신호를 검출 회로(22)에 공급하여, 이 검출 회로(22)에 의한 결함이 있는 CCD 픽셀 검출 제어를 행한다. 예를 들면, 비디오 카메라의 사용자가 스위치 SW1를 조작하면, 시스템 제어기(7)는 검출 회로(22)에 검출 인에이블 신호를 공급하여 결함 검출 모드로 들어간다. 검출 인에이블 신호에 응답하여, 스위치 SW2는 오프로 되고, 셔터 인에이블 신호를 타이밍 발생기(5)에 공급하지 않는다. 그러므로, CCD(2)의 전하 저장 시간을 통상의 저장 시간보다 짧게 하는 셔터 동작이 실행되지 않으므로, 결함이 있는 CCD 픽셀의 검출을 위한 S/N 비의 열화를 감소시켜 결함이 있는 CCD 픽셀의 검출을 양호하게 할 수 있게 한다.
이하, 결함이 있는 CCD 픽셀을 설명한다. 제5도에 도시된 바와 같이, 결함이 있는 CCD 픽셀은 광 세기에 의존하지 않지만 온도에 의존하는 백상(white flaw) 결함 W1과, 백상 결함 W2 및 광 세기 및 온도 둘다에 의존하는 흑상(black flaw) 결함 B1과, 광 세기에 의존하지 않지만 온도에 의존하는 흑상 결함 B2를 포함한다. 온도 의존의 관점에서 보면, 결함이 있는 CCD 픽셀이 검출되고 또한 온도 센서(7)로부터의 온도 정보를 토대로 보정된다.
일정한 바이어스 전압은 백상 및 흑상 결함을 포함하는 결함이 있는 CCD 픽셀로부터의 출력 신호에서 가산되거나 감산된다. CCD 픽셀에 의해 발생된 비디오 신호는 CCD 픽셀에 가해진 광의 세기에 정확히 응답한다. 그러므로, 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 비디오 신호의 결함이 있는 성분은 특정 온도에서 결함 성분의 진폭 및 결함 CCD 픽셀의 위치를 측정 및 저장하고, 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 생성된 출력 비디오 신호와 동일 시간에 결함 성분과 같은 진폭 및 반대 극성을 갖는 보정 신호를 발생하고, 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 출력 비디오 신호에 보정 신호를 가함으로써 상쇄될 수 있다. 상기 공정은 제 2 보정 방법에 따른 것이며, 제 6a 도 내지 6c 도에 도시되어 있다.
제 6a 도 내지 6c 도는 시간(T)을 나타내는 수평축과 진폭 레벨(V)을 나타내는 수직축을 갖는 그래프로 비디오 신호 파형을 나타낸다. 제 6a 도는 인가된 광이 큰 세기를 가질 때의 출력 비디오 신호 out1의 파형과 인가된 광이 작은 세기를 가질 때의 출력 비디오 신호 out2의 파형을 나타낸다. 점선으로 나타낸 타임슬롯은 1픽셀로부터의 출력 펄스에 대응한다.
제 6a 도에 도시된 바와 같이, 출력 비디오 신호 out1, out2는 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 작은 백상 결함 펄스 W와 결함이 있는 CCD 픽셀에 의해 발생된 작은 흑상 결함 펄스 B를 포함한다. 제 6a 도에 도시된 출력 비디오 신호 out1의 이들 작은 백상 및 흑상 결함 펄스 W,B는 보정될 수 있는데, 이를테면, 제 6c 도의 출력 비디오 신호 out1로 나타낸 바와 같이, 제 6b 도에 도시된 작은 백상 및 흑상 결함 펄스 보정 신호로 이루어진 제 3 도에 도시된 보정 회로(16)에 의해 출력된 보정 신호를 가함으로써 상쇄될 수 있다.
마찬가지로, 제 6a 도에 도시된 출력 비디오 신호 out2의 작은 백상 및 흑상 결함 펄스 W,B는 제 6c 도의 출력 비디오 신호 out2로 나타낸 바와 같이, 제 6b 도에 도시된 작은 백상 및 흑상 결함 펄스 보정 신호로 이루어진 제 3 도에 도시된 보정 회로(16)에 의해 출력된 보정 신호를 가함으로써 상쇄될 수 있다.
제 3 도에 도시된 회로의 여러 가지 회로 성분을 제 7 도 내지 26 도를 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
먼저, 제 3 도에 도시된 샘플링 회로(3)를 제 7 도 내지 10 도를 참조하여 이하에 설명한다.
제 7 도에 도시된 바와 같이, 샘플링 회로(3)는 제 3 도에 도시된 CCD(2)로부터의 녹 광 성분에 대응하는 비디오 신호로 공급되는 입력 단자(31)를 갖는 상관 2중 샘플링 회로(30)와, 연산증폭기(38)의 비반전 입력 단자(+)에 스위치(33)를 통해 접속된 출력 단자와 입력 단자(31)에 접속된 입력 단자, 캐패시터(37)를 통해 접지된 비반전 입력 단자를 갖는 증폭기(32)를 포함한다. 연산증폭기(38)는 샘플링 회로(3)의 출력 단자(45)에 접속된 출력 단자를 갖는다. 증폭기(32)는 증폭기(42)의 입력 단자에 스위치(40)를 통해 접속된 출력 단자를 가지며 그것은 캐패시터(41)를 통해 접지된다. 연산증폭기(42)의 출력 단자는 연산증폭기(38)의 반전 입력 단자(-)에 스위치(43)를 통해 접속되며, 그것은 캐패시터(44)를 통해 접지된다.
스위치(40)에는 입력 단자(39)를 통해 타이밍 발생기(5)로부터 샘플 및 홀드신호 SHP가 공급된다. 스위치(33,43)에는 AND 게이트(36)로부터 샘플 및 홀드 신호 SHD가 공급된다.
스위치(33,43)에 공급된 샘플 및 홀드 신호 SHD는 녹 광 성분에 대응하는 신호에 대해 타이밍 발생기(5)로부터 입력 단자(35)에 공급된 프레임 신호와 샘플링 회로(3)의 입력 단자(34)에 공급된 신호를 AND 하는 AND 게이트(36)에 의해 발생된다.
샘플링 회로(3)는 또한 적 광 성분에 대응하는 비디오 신호 처리를 위한 상관 2중 샘플링 회로(49)를 포함하며, 상관 2중 샘플링 회로(49)는 상관 2중 샘플링 회로(30)와 구조상 동일하다. 상관 2중 샘플링 회로(49)에는 입력 단자(46)를 통해 제 3 도에 도시된 CCD(2)로부터의 적 광 성분에 대응하는 비디오 신호가 공급되며, 출력 신호는 출력 단자(50)에 공급한다. 도시하지는 않았지만, 상관 2중 샘플링 회로(49)는 AND 게이트(48)로부터 샘플 및 홀드 신호 SHD가 공급되는 스위치(33,43)에 대응하는 스위치와, 입력 단자(39)를 통해 타이밍 발생기(5)로부터 샘플 및 홀드 신호 SHD가 공급하는 스위치(40)에 대응하는 스위치를 갖는다.
스위치(33,43)에 대응하는 스위치에 공급된 샘플 및 홀드 신호 SHD는 적 광성분에 대응하는 신호에 대해 타이밍 발생기(5)로부터 입력 단자(47)에 공급된 프레임 신호와 샘플링 회로(3)의 입력 단자(34)에 공급된 신호를 AND 하는 AND 게이트(48)에 의해 발생된다.
샘플링 회로(3)는 또 청 광 성분에 대응하는 비디오 신호 처리를 위한 상관 2중 샘플링 회로(54)를 포함하며, 상관 2중 샘플링 회로(54)는 상관 2중 샘플링 회로(30)와 구조상 동일하다. 상관 2중 샘플링 회로(54)는 입력 단자(51)를 통해 제 3 도에 도시된 CCD2로부터의 청 광 성분에 대응하는 비디오 신호가 공급되며, 출력 신호를 출력 단자(55)에 공급한다. 도시하지는 않았지만, 상관 2중 샘플링 회로(54)는 입력 단자(39)를 통해 타이밍 발생기(5)로부터 샘플 및 홀드 신호 SHD가 공급되는 스위치(40)에 대응하는 스위치와, AND 게이트(53)로부터 샘플 및 홀드신호 SHD가 공급되는 스위치(33,43)에 대응하는 스위치를 갖는다.
스위치(33,43)에 대응하는 스위치에 공급된 샘플 및 홀드 신호 SHD는 청 광성분에 대응하는 신호에 대한 타이밍 발생기(5)로부터 입력 단자(52)에 공급된 프레임 신호와 샘플링 회로(3)의 입력 단자(34)에 공급된 신호를 AND 하는 AND 게이트 (53)에 의해 발생된다.
AND 게이트(36,48,53)에는 제 8a 도에 도시된 신호가 공급된다. AND 게이트 (36)에는 또한 타이밍 발생기(5)로부터 프레임 신호가 공급되고, 그것은 제 8b 도에 도시된 바와 같이 녹 광 성분에 대응하는 Gch(녹-채널) 신호에 대한 3개의 프레임 중 하나에서 활성화된다. AND 게이트(36)는 이들 공급된 신호를 AND하여 제 8e 도에 도시된 바와 같은 샘플 및 홀드 신호 SHD를 발생시킨다.
마찬가지로, AND 게이트(48)에는 또한 타이밍 발생기(5)로부터 프레임 신호가 공급되며, 그것은 제 8c 도에 도시한 바와 같이 적 광 성분에 대응하는 Rch(적-채널) 신호에 대한 3개의 프레임중 하나로 활성화된다. AND 게이트(48)는 이들 공급된 신호를 AND하여 제 8f 도에 도시된 바와 같은 샘플 및 홀드 신호 SHD를 발생시킨다.
마찬가지로, AND 게이트(53)에는 또한 타이밍 발생기(5)로부터 프레임 신호가 공급되며, 그것은 제 8d 도에 도시된 바와 같이 청 광 성분에 대응하는 Bch(청-채널) 신호에 대한 3개의 프레임중 하나로 활성화된다. AND 게이트(53)는 이들 공급된 신호들을 AND하여 제 8g 도에 도시된 바와 같은 샘플 및 홀드 신호 SHD를 발생시킨다.
샘플링 회로(3)의 동작은 제 9a 도 내지 제 9g 도에 관련하여 기술하기로 한다.
제 9a 도에 도시된 바와 같이, CCD(2)로부터 제 7 도에 도시된 샘플링 회로에 제공된 신호(Gch, Rch, Bch)의 프리차아지 레벨은, 타이밍 발생기(5)로부터 제 7 도에 도시된 입력 단자(39)에 공급되는 제 9b 도에 도시된 샘플 및 홀드 신호 SHP에 의해 샘플링되어 홀드되며, 제 9a 도에 도시된 신호의 데이터 레벨은 AND 게이트(36,48 ,53)(각각 제 8e, 8f, 8g 도에 도시됨)에서 출력 신호로 공급되는 제 9c 도에 도시된 샘플 및 홀드 신호 SHD에 의해 샘플링되어 홀드된다.
데이터 레벨이 제 9a 도에 도시된 바와 같이 비정상 레벨 pa를 가진다면, 그때 비정상 레벨 pa은 제 9d 도에 도시된 바와 같이 출력된다. 이것을 방지하기 위하여, 비정상 레벨 pa의 위치를 표시하는 신호를 사용하여, 제 9c 도에 도시된 샘플링 신호 SHD 사이에서 비정상 레벨 pa에 대응하는 신호는 제 9f 도에 도시된 바와 같이 출력되지 않는다. 그때, 제 9g 도에 도시된 바와 같이, 선행 픽셀로부터의 출력 신호는 비정상 레벨 pa에 대응하는 신호를 통해 홀드된다. 그러므로, 상관 2중 샘플링 회로(30,40,54)의 연산증폭기(38)에 접속된 출력 단자(45,50,55)는 제 9g 도에 도시된 바와 같이 비정상 레벨 pa가 아닌 출력 신호를 발생한다.
제 7 도에 도시된 바와 같이, 상관 2중 샘플링 회로(30,49,54)의 각각에서 연산 증폭기(38)의 비반전 입력 단자(+)에는, 각 픽셀에서 샘플링되고 데이터 레벨을 표시하는 신호가 공급되며, 연산증폭기(38)의 반전 입력 단자(-)에는 각 샘플링에서 샘플링되어 데이터 레벨을 표시하는 신호가 공급된다. 그러므로 각 픽셀의 데이터 및 리셋 전위가 샘플링되어 홀드되며, 그들 사이에서의 차이는 연산증폭기 (38)에 의해 발생되며 연산증폭기로부터 출력된다.
그러므로, 리셋 및 데이터 전위 사이에서 동상(in-phase) 성분인 리셋 노이즈 등이 제거될 수 있다.
제 7 도에 도시된 바와 같이, CCD(2)로부터 녹, 적, 청 광 성분에 대응하는 신호, 즉 Gch, Rch, Bch 출력 신호가 샘플링되면, Gch 출력 신호가 샘플링되는 동안 Rch 및 Bch 출력 신호의 샘플링이 중지되며, Rch 출력 신호가 샘플링되는 동안 Gch 및 Bch 출력 신호의 샘플링이 중지되며, Bch 출력 신호가 샘플링되는 동안 Gch 및 Rch 출력 신호의 샘플링이 중지된다. 그 결과, 샘플되는 채널 이외의 다른 채널로부터의 데이터를 포함하기 때문에 결함 픽셀의 검출 정확도가 저하되는 것을 방지 가능하다.
제 8 도는 샘플되는 채널이외의 다른 채널로부터의 데이터를 포함하는 것을 방지하기 위한 다른 회로를 나타낸다. 제 8 도에 도시된 바와 같이, CCD(R)2R, CCD(G)2G, 및 CCD(B)2B로부터의 출력 비디오 신호는 각각의 스위치(130, 131, 132)를 통해 샘플링 회로(133)에 제공되며, 상기 샘플링 회로(133)는 각각의 출력단자(135)로부터 출력 신호를 발생한다. 상기 스위치(130, 131, 132)는 제어 회로(134)로부터의 제어 신호에 의해 1프레임 기간내에서 연속적으로 온으로 된다.
제어 회로(134)가 제 8b, 8c, 8d 도에 도시된 바와 같이 제어 신호를 출력한다고 가정하면, 그때, 스위치(131)에는 제 8d 도에 도시된 바와 같이 3 프레임 기간중 한 기간에서 활성화되는 프레임 신호가 제공되며, 제공된 프레임 신호가 활성화될 때 온으로 된다. 그 결과 CCD(2G)로부터의 출력 비디오 신호는 스위치(131)를 통해 샘플링 회로(133)에 제공되며 샘플링 회로에 의해 샘플링된다. 스위치(130)에는 제 8c 도에 도시된 바와 같이 3 프레임 기간중 한 기간에서 활성화되는 프레임 신호가 제공되며, 제공된 프레임 신호가 활성화될 때 온으로 된다. 그 결과, CCD(2R)로부터의 출력 비디오 신호는 스위치(130)를 통해 샘플링 회로(133)에 제공되며 상기 샘플링 회로에 의해 샘플링된다. 스위치(132)에는 제 8d 도에 도시된 바와 같이, 3 프레임 기간중 한 기간에 활성화되는 프레임 신호가 제공되며, 제공된 프레임 신호가 활성화될 때 온으로 된다. 그 결과 CCD(2B)로부터의 출력 비디오 신호는 스위치(132)를 통해 샘플링 회로(133)에 제공되며 상기 샘플링 회로에 의해 샘플링된다.
제 7 도에 도시된 샘플링 회로(3)에서 알 수 있는 바와 같이, 적, 녹, 청에 대응하는 신호, 즉, Gch, Rch, Bch 출력 신호가 샘플링될 때, Rch 및 Bch 출력 신호가 샘플링 회로(133)에 제공되지 않아 Gch 출력 신호가 샘플링되는 동안 상기 Rch 및 Bch 출력 신호는 샘플링되지 않으며, Gch 및 Bch 출력 신호가 샘플링 회로(133)에 제공되지 않아 Rch 출력 신호가 샘플링되는 동안 상기 Rch 및 Bch 출력 신호는 샘플링되지 않으며, Gch 및 Rch 출력 신호가 샘플링 회로(133)에 제공되지 않아, Bch 출력 신호가 샘플링되는 동안 상기 Gch 및 Rch 출력 신호는 샘플링되지 않는다. 그 결과, 샘플링되는 채널이외의 다른 채널로부터의 데이터를 포함하는 것으로 인해 결함 픽셀의 검출 정확도가 저하되지 않는다.
제 3 도에 도시된 시스템 제어기(4)는 제 11 도와 관련하여 후술하기로 한다.
제 11 도에 도시된 바와 같이, 시스템 제어기(4)는 다른 회로(도시하지 않음)에 부가하여 비교회로(60)를 더 갖는다. 상기 비교 회로(60)는, 제 3 도에 도시된 검출 회로(22)로부터 입력 단자(61)를 통해 비교 결과를 표시하는 출력 신호가 공급되는 비교기(62)와, 제 3 도에 도시된 검출전 처리 회로(21)로부터 입력 단자(63)를 통해 디지탈 온도 데이터가 공급되는 승산기(65)와, 임계 데이터를 상기 승산기 (65)에 제공하는 임계 회로(64)를 포함한다. 상기 승산기(65)는, CCD(2)에 접속된 온도 센서(7)(제 3 도 참조)에 의해 검출되고, 검출전 처리 회로(21)에 의해 디지탈적으로 변환되는 디지탈 온도 데이터에 따라 임계 회로(64)로부터의 임계 데이터를 조정한다. 검출 회로(22)로부터의 출력 신호 및 조정된 임계 데이터는 비교기(62)에 공급되어 비교기에 의해 비교된다. 이러한 비교 결과는 비교기(62)로부터 출력 단자(66)를 통해 시스템 제어기(4)의 도시되지 않은 다른 회로에 제공된다.
제 11 도에 도시된 회로 장치에 있어서, 양(positive)의 온도 특성을 갖는 결함있는 CCD 픽셀로부터의 출력 신호가 결함있는 CCD 픽셀로부터의 출력 신호 인가를 결정하는 임계 데이터는 양의 온도 특성을 가지며, 그에 따라, 결함 있는 CCD 픽셀로부터 출력된 신호를 일정하게 검출할 수 있다. 그러므로, 자동 결함 픽셀 검출 시스템의 검출 능력은 온도 감지에 의한 의존성을 크게 감소시킬 수 있다. 자동 결함 픽셀 검출 시스템은 실제 응용에서 검출되는데 필요하지 않은 최소의 결함 CCD 픽셀로부터 출력 신호의 잘못된 검출을 방지하면서 결함있는 CCD 픽셀을 검출할 수 있다.
제 3 도에 도시된 레지스터(14)는 제 12 도와 관련하여 상세히 기술하기로 한다.
제 12 도에 도시된 바와 같이, 레지스터(14)는 메인 레지스터(70r, 70r+1, ---, 70r+n)를 가지며, 각각은 수평 어드레스를 저정하는 영역, 수직 어드레스를 저장하는 영역, 수직 어드레스를 저장하는 영역, 비디오 신호의 필드를 표시하는 필드 플랙을 저장하는 영역, 채널 정보(Rch, Rch 또는 Bch 정보)를 저장하는 영역 및, 히스토리칼 데이터를 저장하는 영역을 구비한다. 이러한 영역에 저장된 정보는 결함있는 CCD 픽셀에 관한 정보이다.
히스토리칼 데이터는 임의의 픽셀이 결함 있는 것으로 검출되지 않은 횟수를 표시한다. 상기 실시예에서, 임의의 픽셀이 결함있는 것으로 10회 검출되지 않을 때, 상기 픽셀은 결함이 없는 것으로 간주된다. 따라서, 임의의 픽셀은 전체 필드 또는 전체 프레임에서 특이 레벨의 신호, 즉, 결함있는 출력 레벨을 불규칙적으로 출력할 수도 또는 출력 안할 수도 있다.
특히, 불규칙적으로 특이 레벨의 신호를 표시하는 픽셀이 정상 레벨의 출력신호를 발생할 때, 픽셀 정상 픽셀로 검출된다. 결함 픽셀이 단지 한번 검출되었다면, 정상 레벨 신호를 출력하는 픽셀이 노이즈 또는 그와 같은 종류의 것에 기인하여 결함 픽셀로 검출될 때, 결함 픽셀을 표시하는 데이터는 장시간 동안 남아 있는다.
본 발명에 따르면, 불규칙적으로 특이 레벨의 신호를 출력하는 픽셀은, 결함 픽셀로 검출되고, 그리고 그것에 의해 발생된 신호는 보정된다. 이러한 방법으로 비디오 신호에 혼합될 때 발생하는 노이즈는 결함 픽셀 신호로서 검출되지 않는다.
70r, 70r+1, ---, 70r+n에 기억된 정보는 현재 결함 검출 처리를 시작하기 전에 검출된 픽셀에 관한 정보, 즉, 현재 결함있는 것으로 이미 검출된 픽셀에 관한 정보를 구성한다.
상기 레지스터(14)는 보조 레지스터(70r, 72r+1, ---, 72r+n)를 가지며, 각각의 보조 레지스터는 수평 어드레스를 저장하는 영역, 수직 어드레스를 저장하는 영역, 비디오 신호의 필드를 표시하는 필드 플랙을 저장하는 영역, 채널 정보(Rch, Rch, Bch 정보)를 저장하는 영역 및, 히스토리칼 데이터를 저장하는 영역을 포함한다. 이러한 영역에 저장된 정보는 결함 CCD 픽셀에 관한 정보이다. 특히, 결함 검출 처리가 시작되기 전에, 현재 결함있는 것으로 검출된 픽셀에 대한 메인 레지스터 (70r, 70r+1, ---, 70r+n)에 저장된 정보는, 각각 보조 레지스터(72r, 72r+1, ---, 72r+n)에 전달된다.
레지스터(14)는 데이터 선택기(73)에 의해 보조 레지스터(72r, 72r+1, ---, 72r+n)로부터 판독된 결함 픽셀 정보가 메인 레지스터(70r, 70r+1, ---, 70r+n)로부터의 위치 정보와 일치하는지 검출하고, 검출 결과를 시스템 제어기(4)에 전달하는 비교기(71c, 71c+1, ---, 71c+n)를 포함한다.
제 12 도에 도시된 레지스터(14)의 동작은 제 13 내지 20 도와 참조하여 설명한다.
제 13 도에서, 현재 결함있는 것으로 검출된 픽셀의 정보는 메인 레지스터 (70r, 70r+1, 70r+2,---, 70r+n)에 저장된다. 메인 어드레스(70r)의 어드레스 영역은 어드레스(x, x)를 갖는 결함 픽셀의 어드레스 데이터를 저장하며, 히스토리칼 데이터 영역은 히스토리칼 데이터 "8"를 저장한다. 메인 어드레스(70r+1)의 어드레스 데이터는, 어드레스(y,y)를 갖은 결함 픽셀의 어드레스 데이터를 저장하며, 히스토리칼 데이터 영역은 히스토리칼 데이터 "3"을 저장한다. 메인 어드레스(70r+2)의 어드레스 영역은, 어드레스(z,z)를 갖은 결함 픽셀의 어드레스 데이터를 저장하며, 히스토리칼 데이터 영역은 히스토리칼 데이터 "0"을 저장한다.
설명을 간단히 하기 위해, 제 12 도에 도시된 다른 정보는 이하에 설명하지 않는다.
결함 픽셀을 검출하기 이전에, 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+2,---, 70r+n)의 내용은, 시스템 제어기(4)로부터의 제어 신호에 의해 제 14 도에 도시된 바와 같이 보조 레지스터(72r, 72r+1, 72r+2,72r+3---, 70r+n)에 전달된다. 그후, 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)의 전체 내용은 제거된다.
제 13 도 내지 20 도에 있어서, 블랭크 어드레스 영역은 임의의 픽셀 정보가 제거되어 저장되어 있지 않은 것을 표시한다. 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)의 내용이 제거된 후, 결함 픽셀은 시스템 제어기(4)의 제어하에서 검출되며, 결함있는 것으로 검출된 픽셀의 정보는, 제 15 도에 도시된 바와 같이, 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3,---, 70r+n)에 저장된다. 제 15 도에서, 메인 레지스터 (70r)의 어드레스 데이터를 저장하며, 히스토리칼 데이터 영역은 히스토리칼 데이터 "10"을 저장한다. 메인 레지스터(70r+1)의 어드레스 영역은, 어드레스(v, v)를 갖은 결함 픽셀의 어드레스 데이터를 저장하며, 히스토리칼 데이터 영역은 히스토리칼 데이터 "10"을 저장한다. 비록 도시되지는 않았지만, 이러한 결함 픽셀의 어드레스 데이터 및 히스토리칼 데이터 외에 다른 정보도 저장된다.
제 16 도에 도시된 빗금친 신호 라인에 의해 도시된 바와 같이, 보조 레지스터 (72r)의 내용은 데이터 선택기(73)에 의해 판독되고, 판독된 결함 있는 픽셀 정보는 비교기(71c, 71c+1, 71c+2,71c+3,---, 71c+n)에 제공되며, 상기 비교기는 제공된 결함 픽셀 정보와 메인 레지스터(71r, 71r+1, 71r+2,71r+3,---, 71r+n)로부터의 결함 픽셀 정보를 비교한다.
상기 비교기(71c, 71c+1, 71c+2,71c+3,---, 71c+n)는, 보조 레지스터(72r, 72r+1, 72r+2,72r+3,---, 70r+n)로부터 판독된 결함 픽셀 어드레스 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)로부터의 결함 픽셀 어드레스와 동일한지 아닌지를 결정한다. 이때, 보조 레지스터(72r, 72r+1, 72r+2,72r+3, ---, 72r+n)로부터의 수평 및 수직 어드레스가 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)것과 동일한지 아닌지, 그리고 보조 레지스터(72r, 72r+1, 72r+2,72r+3, ---, 72r+n)로부터의 채널 데이터가 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)의 것과 동일한지 아닌지를 검사할 필요가 있다.
제 16 도에 도시된 예에서, 보조 레지스터(72r)에 저장된 결함 픽셀 정보의 어드레스 데이터는, 메인 레지스터(70r)에 저장된 결함 픽셀 정보의 어드레스 데이터와 동일하며, 보조 레지스터(72r)에 저장된 결함 픽셀 정보의 채널 데이터와 동일하다. 그때, 비교기(71c)는 검출된 결과를 표시하는 신호를 시스템 제어기(4)에 제공한다.
그때, 제 17 도에서 빗금친 신호 라인에 의해 표시된 바와 같이, 보조 레지스터(72r+1)의 내용은 데이터 선택기(73)에 의해 판독되며, 판독된 결함 픽셀 정보는 비교기(71c, 71c+1, 71c+2,71c+3, ---, 71c+n)에 제공되며, 상기 비교기는 제공된 결함 픽셀 정보와, 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)로부터의 결함 픽셀 정보를 비교한다.
제 17 도를 도시된 예에서, 보조 레지스터(72r+1)에 저장된 결함 픽셀 정보의 어드레스 데이터는, 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)중 임의의 레지스터에 저장된 결함 픽셀 정보의 어드레스 데이터와 동일하지 않다. 그러므로, 어떠한 비교기(71c, 71c+1, 71c+2,71c+3, ---, 71c+n)도 응답하지 않는다. 즉, 신호를 시스템 제어기(4)에 공급하지 않는다. 이때에, 히스토리칼 데이터 "3"는 보조 레지스터 (72r+1)의 히스토리칼 데이터 영역내에 저장된다. "1"은 히스토리칼 데이터를 가진 데이터 영역내에 저장되며, "2"로 변환된 히스토리칼 데이터를 가진 그런 보조 레지스터(72r+1)내에 저장된 결함 픽셀 정보는 사용되지 않는 메인 레지스터(70r+2,70r+3, ---, 70r+n)중 어느 하나에 저장된다. 이런 예에서, 보조 레지스터(72r+1)로부터의 결함 픽셀 정보는 제 18 도의 빗금친 신호 라인으로 표시된 바와 같이 메인 레지스터(70r+2)내에 저장된다.
그후, 제 19 도의 빗금친 신호 라인으로 표시된 바와 같이, 보조 레지스터(72r+2)의 내용(content)은 데이터 선택기(73)에 의해 판독되고, 판독된 결함 픽셀 정보는 비교기(70c, 70c+1, 70c+2,70c+3, ---, 70c+n)로부터 결함 픽셀 정보와 공급된 결함 픽셀 정보를 비교한다.
제 19 도에 도시된 예에서, 보조 레지스터(72r+2)내에 저장된 결함 픽셀 정보의 어드레스 데이터는 어떠한 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)내에 저장된 결함 픽셀 정보의 어드레스 데이터와 같지 않다. 그러므로, 어떠한 비교기(70c, 70c+1, 70c+2,70c+3, ---, 70c+n)도 응답하지 않는다. 히스토리칼 데이터 "0"은 보조 레지스터(72r+2)의 히스토리칼 데이터 영역내에 저장된다.
보조 레지스터(72r+2)의 히스토리칼 데이터 영역내에 저장된 히스토리칼 데이터. "0"은 레지스터내에서 결함 픽셀로서 저장된 픽셀이 결함 픽셀로서 10회 연속적으로 검출되지 않았음을 나타낸다. 이 경우에, 이런 결함 픽셀의 데이터는 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)로 전달되지 않는다.
다음 결함 검출 프로세스에서, 메인 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)내에 저장된 데이터는 보조 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)로 전달되어 보조 레지스터(70r, 70r+1, 70r+2,70r+3, ---, 70r+n)내에 저장된 데이터를 대체시킨다. 따라서, 10회 연속적으로 결함 픽셀로서 검출되지 않는 픽셀에 대한 데이터는 레지스터로부터 소거된다. 즉, 어드레스 데이터(z, z)로 표시된 결함 픽셀의 데이터는 소거된다.
결함 픽셀로서 한번 검출된 픽셀이 결함 검출 프로세스에서 10회 연속적으로 결함 픽셀로서 검출되지 않았을 경우, 픽셀은 결함 픽셀로서 검출되지 않는다. 더욱이, 정상 픽셀은 노이즈에 의해 결함 픽셀로서 잘못 검출되지 않게 한다.
상기 예에서, 결함 픽셀로서 한번 검출된 픽셀의 히스토리칼 데이터 "10"은 연속적으로 감소되고, 그런 픽셀은 히스토리칼 데이터가 "0"이 될 때에 결함 픽셀로서 결정되지 않는다. 그러나, 픽셀의 히스토리칼 데이터는 먼저 "0"으로 세트되며, 그때 픽셀이 결함 픽셀로서 검출되지 않을 때마다 증가될 수 있음으로써, 픽셀은 히스토리칼 데이터가 "10"이 될 때에 결함 픽셀로서 결정되지 않는다.
온도에 의존하는 제 3 도에 도시된 레지스터(14)의 내용을 처리하는 프로세스는 아래에 기술된다.
제 3 도에 도시된 레지스터(14)는 결함 픽셀로서 검출된 픽셀의 정보의 각종 항목을 저장한다. 본 실시예에서, 두 프로세스는 선행 결함 검출 프로세스에서 검출된 결함 픽셀의 다수 정보를 취급하는데 선택적으로 이용할 수 있다.
둘 중 한 프로세스에 따르면, 선행 결함 검출 프로세스에서 검출된 결함 픽셀의 모든 정보는 삭제되고, 결함 픽셀은 새로이 검출된다. 다른 프로세스에 따르면, 결함 픽셀은 선행 정보에 따라 보정되고, 결함 픽셀은 새롭게 검출되며, 신규 검출된 결함 있는 픽셀의 다수 정보는 선행 결함 픽셀 정보에 가산된다.
결함 픽셀은 온도가 높아질수록 결함 픽셀로부터의 출력 신호의 레벨에 절대 값이 더욱 커지도록 양의 온도 특성을 갖고 있다. 전술한 전자의 프로세스에 따르면, 잘못된 결함 검출로 발생된 잘못된 데이터가 삭제되므로, 잘못된 데이터는 남아있지 않다. 그러나, 결함 픽셀에 의해 발생된 신호가 낮은 레벨로 되는 한 결함 픽셀이 더욱 낮은 온도로 검출될 경우, 보다 높은 온도에서 문제를 갖는 결함 픽셀을 검출할 수가 있다.
후자의 프로세스에 따르면, 결함 픽셀의 데이터가 삭제되지 않을 때에, 결함 픽셀이 더욱 저온에서 검출될 시에도, 더욱 고온에서 먼저 검출된 결함 픽셀의 어느 데이터는 유지된다. 그래서, 결함 픽셀의 정보가 더욱 저온에서의 검출 때문에 검출되지 않으면, 먼저 검출된 데이터는 유지되고, 문제를 일으키지 않는다. 그러나, 먼저 검출된 데이터가 잘못된 검출로 발생될 경우, 데이터가 삭제되지 않기 때문에 문제점이 생긴다.
본 실시예에서, 시스템 제어기(4)는 제 3 도에 도시된 온도 센서(7)로부터 온도 정보에 의한 각 결함 검출 프로세스에 상기 두개의 이용 가능한 프로세스 중 하나를 선택한다. 특히, 온도가 더욱 낮을 시에, 시스템 제어기(4)는 현재 결함 검출 프로세스에서 검출된 결함 픽셀의 정보를 먼저 검출된 데이터에 가산하는 프로세스를 사용하며, 온도가 더욱 높을 시에, 시스템 제어기(4)는 먼저 검출된 데이터를 삭제한다.
이런 식으로, 온도가 더욱 높을 시에, 시스템 제어기(4)는 먼저 검출된 데이터를 삭제하여, 잘못 검출된 어느 데이터를 제거하며, 온도가 더욱 낮을 시에, 시스템 제어기(4)는 현재 검출된 결함 픽셀의 정보를 먼저 검출된 결함 픽셀의 정보에 가산하며, 저온에서 신뢰할 수 있게 결함 픽셀이 검출되게 한다. 따라서, 제한된 저장 용량의 메모리는 효과적으로 이용되고 결함 픽셀은 더욱 양호하게 결함 픽셀 신호 보정을 위해 신뢰 및 정확성을 갖고 검출될 수 있다.
제 12 내지 20 도를 참조하여 설명된 레지스터(14)의 히스토리칼 데이터의 제어는 온도에 의존하는 결함 픽셀의 정보를 삭제하거나 가산하는 상기 프로세스와 결합될 수 있다.
제 3 도에 도시된 회로의 보정 제어 회로(15)는 아래에 기술된다. 제 15 도에 도시된 보정 제어 회로(15)는 온도 센서(7)로부터 온도 데이터에 의해 시스템 제어기 (4)를 통해 제어 신호를 타이밍 발생기(5)에 공급하여, 정상 전하 저장 시간보다 N배 큰 범위내에서 CCD(2)의 전하 저장 시간을 변화시킨다.
특히, CCD(2)의 온도가 소정 온도보다 낮을 시에, CCD(2)에 공급된 센서 게이트 펄스의 수는 감소된다. 예를 들면, 하나의 센서 게이트 펄스는 수개의 필드에서 CCD(2)에 공급되어, 전하 저장 시간을 증가시킨다. 따라서, 비디오 신호는 다수 필드에서 한번 출력되며, 이는 CCD(2)가 결함 픽셀을 검출하는 모드에서 이루어질 시에 아무런 문제도 일으키지 않는다.
보정 제어 회로(15)는 시스템 제어기(4)를 통해 온도 센서(7)로부터 제공된 온도 데이터를 검출한다. 검출된 온도가 소정 온도보다 더 낮으면, 상기 보정 제어 회로(15)는 제어 신호를 시스템 제어기(4)를 통해 타이밍 발생기(5)에 공급하여, CCD(2)의 전하 저장 시간을 증가시킨다. 검출된 온도가 소정 온도보다 더 높으면, 상기 보정 제어 회로(15)는 CCD(2)의 정상 전하 저장 시간을 유지한다. 상기 보정 제어 회로(15)에는 온도 센서(7) 또는 검출전 처리 회로(21)로부터의 온도 데이터가 직접 공급될 수도 있다.
상기 보정 제어 회로(15)는 시스템 제어기(4)를 통해 온도 센서(7)로부터 공급된 온도 데이터와 기준 온도 데이터를 비교한다. 상기 공급된 온도 데이터가 상기 기준 온도 데이터보다 더 낮으면, 보정 제어 회로(15)는 보정 회로(16)에 공급될 제어 신호를 저레벨 "0"으로 세트시킨다. 상기 공급된 온도 데이터가 상기 기준 온도 데이터보다 더 높으면, 상기 보정 제어 회로(15)는 보정 회로(16)에 공급될 제어 신호를 고레벨 "1"로 세트시킨다.
나중에 설명되는 것과 같이, 제어 신호가 저레벨 "0"이면, 즉, CCD(2)의 온도가 비교적 낮으면, 보정 회로(16)내의 증폭기의 이득은 제 3 도에 도시된 각각의 가산기(9,10,11)에 공급된 보정 신호의 레벨을 변경하기 위해 바뀐다.
보정 제어 회로(15)는 마스크 신호(즉, 제 19 도의 아날로그 스위치(88)용 인에이블 신호)를 아나로그 스위치(88)에 공급하여, 결함 픽셀로부터의 출력 신호의 레벨이 온도 상승으로 인해 보정 회로에 의해 너무 높게 보정되면, 상기 결함 픽셀로부터의 상기 신호가 보정되지 않을 것이다.
상기 보정 회로(16)가 제 21 도와 관련하여 이하에 상세히 설명될 것이다.
제 21 도에 도시된 바와 같이, 보정 회로(16)는 보정 제어 회로(16)로부터 제어 신호가 공급되는 입력 단자(84)와, 상기 입력 단자(84)로부터의 제어 신호에 의해 온 또는 오프될 수 있는 스위치(85)를 포함하는 온도 변환기(82)를 구비한다. 보정 회로(16)는 온도 센서(7)로부터의 온도 정보가 공급되는 입력 단자(80)를 구비하며, 상기 입력 단자(80)는 온도 특성 회로(81)의 입력 단자에 접속되어 있다. 온도 특성 회로(81)는 입력 단자(80)에서 제공된 온도 정보를, 작은 백상 결함(small white flaw defect)의 특성(즉, 결함 픽셀의 출력 신호 사이에서의 정극성의 출력 신호)에 적합한 온도 정보로 변환시켜, 변환된 온도 정보를 온도 변환기(82)에 제공한다.
온도 변환기(82)는 저항 R1를 통해 온도 특성 회로(81)의 출력 단자에 접속된 반전 입력 단자(-)를 가진다. 연산 증폭기(83)의 출력 단자는 저항 R3, R2 및 스위치(85)의 직렬 접속 회로를 통해 저항 R1과 온도 특성 회로(81)사이의 접합부에 접속된다. 저항 R3, R2 사이에 접합부는, 연산 증폭기(83)의 반전 입력 단자(-)에 접속되며, 비반전 입력 단자(+)는 접지에 접속된다.
제 21 도로부터 알 수 있는 바와 같이, 입력 단자(84)를 통해 보정 제어 회로(15)에 제공된 제어 신호가 저 레벨 "0"일 때, 스위치(85)는 폐쇄되고, 온도 변환기(82)의 이득을 증가시킨다. 제어 신호가 고 레벨 "1"일 때, 온도 변환기(82)의 이득은 저하된다.
그러므로, 온도 특성 회로(81)에서 제공된 출력 신호는 이 때 설정된 이득으로 연산 증폭기(83)에 의해 증폭된다. 그후, 증폭된 신호는 기준 전압으로써 D/A 변환기(87)의 기준 전압 입력 단자에 제공된다. D/A 변환기(87)는 시스템 제어기(90)에 의해 ROM 같은 메모리(89)로부터 판독되는 결함 픽셀의 레벨 데이터를, 온도 변환기(82)로부터 인가되는 기준 전압을 기초로 한 아날로그 보정 신호로 변환시켜서, 아날로그 보정 신호를 아날로그 스위치(88)에 제공한다.
메모리(89)는 상기 결함 픽셀 레벨 데이터 및, 결함 픽셀 레벨 데이터의 어드레스 데이터를 저장한다. 시스템 제어기(90)는 메모리(89)에 저장된 결함 픽셀 레벨 데이터를 D/A 변환기(87)에 제공하며, 또한, 결함 픽셀 레벨 데이터에 대응하는 어드레스 신호, 즉, Gch, Rch, Bch 신호가 보정되는 것을 표시하는 펄스를 아날로그 스위치(88)에 제공한다.
아날로그 스위치(88)는, 시스템 제어기(90)에서의 어드레스 신호에 따라 Gch, Rch, Bch 출력 단자(91, 92, 93)중 하나를 통해 제 3 도에 도시된 어드레스(9, 10, 11)중 하나로 D/A 변환기(87)로부터의 아날로그 보정 신호를 제공하며, 입력 단자(86)를 통해 보정 제어 신호(15)로부터 제공된 마스크 신호에 따라 D/A 변환기 (87)로부터 출력 단자(91, 92 또는 93)까지 보정 신호의 공급을 결정한다.
마스크 신호는 이하 기술될 것이다. 제 9a 도 내지 9g 도를 참조하여 설명된 것과 같이, 데이터 레벨이 비정상 레벨 pa를 갖는다면, 비정상 레벨 pa은 또한 샘플링 회로(3)로부터 출력된다. 이것을 피하기 위해, 비정상 레벨 pa의 위치를 나타내는 신호를 사용하면, 샘플링 신호 SHD 중 비정상 레벨 pa에 대응하는 신호는 출력되지 않는다. 즉, 선행 픽셀로부터의 출력 신호는 비정상 레벨 pa에 대응하는 신호로 남는다.
제 1 보정 방법이 샘플링 회로(3)에 의해 수행되면, 제 2 보정 방법은 보정 회로(16)에 의해 실행된다. 그러므로, 제 1 보정 방법에 의해 처리되는 어떠한 출력 신호도 제 2 보정 방법이 행해진다. 이것을 피하기 위해서, 출력 단자(91, 92 또는 93)에 D/A 변환기(87)로부터의 보정 신호 공급은 입력 단자(86)를 통해 보정 제어 신호(15)로부터 공급된 마스크 신호에 따라 결정된다.
보정 회로(16)의 동작은 제 22a 도 내지 22f 도를 참조하여 이하에 기술될 것이다.
제 22a 도는 제 3 도에 도시된 샘플링 회로(3)로부터의 출력 신호를 도시한다. 출력 신호의 빗금친 보다 높은 레벨 부분은 광전 변환에 대한 저장 시간에 비례하여 증가하는 레벨인 온도 의존을 갖는 전하 오프셋이다. 이들 전하는 비디오 신호에서 특이한 레벨을 갖는 결함 픽셀 출력 신호와 대응하여 오프셋(offset)한다.
그와 같은 결함 있는 픽셀이 CCD(2)의 제조시에 검출되었다면, 결함 픽셀로부터의 출력 신호는 제 22b 도에 도시된 보정 신호를 CCD(2)로부터의 제 22a 도에 도시된 출력 신호에 부가하는 제 2 보정 방법에 의해 소거될 수 있다. 몇몇 결함 픽셀은 시간에 따라 변하는 출력 신호 레벨을 갖는다. 예를 들면, 제 22a 도에 점선으로 도시된 것과 같이, 결함 픽셀로부터의 출력 신호의 레벨은 P20으로 표시된 바와 같이 시간에 따라 증가한다.
그와 같은 결함 픽셀로부터의 출력 신호가 제 2 보정 방법에 따라 보강될 때조차도, 상기 레벨 증가(P20)는 출력 신호에서 특이 레벨로 나타날 것이다. 결함 픽셀로부터의 출력 신호가 제 1 보정 방법에 따라 보정될 때, 제 22a 도에 도시된 레벨 증가(P20)에 대응하는 부분은 제 22c 도에 도시된 선행 출력 신호로 대체된다.
제 22c 도에 도시된 신호가 제 22b 도에 도시된 신호 파형을 이용하여 제 2 보정 방법에 따라 보정될 때, 레벨 증가(P20)와 반대 극성을 갖는 출력 레벨은 제 22d 도에 빗금쳐 나타낸 것과 같이 나타난다.
이 실시예에서, 보정 제어 회로(15)는 제 22e 도에 도시된 바와 같이 2 클럭 펄스로 구성된 마스크 신호를 발생하고, 이 마스크 신호를 입력 터미널(86)을 통하여 아날로그 스위치(88)에 공급한다. 아날로그 스위치(88)는 제 22e 도에 도시된 마스크가 하이(high) 레벨 "1"일 때 출력 신호를 발생하지 않아서, 레벨 증가(P20)와 반대 극성을 갖는 레벨(P21)이 제 22f 도의 점선으로 표시된 최종 출력 신호에 나타나지 않을 것이다.
따라서, 레벨이 온도에 따라 변하는 결함 픽셀로부터의 출력 신호는 정확하게 보정될 수 있다. 따라서 결함 픽셀로부터의 출력 신호는 정확하게 보정될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 보정 회로(16)는 보정 제어 회로(15)로부터의 제어 신호(스위칭 신호)에 근거하여 제 21 도에 도시된 온도 변환기(82)의 이득을 변화시키도록 배열된다.
그와 같은 이득 변화 공정은 제 23a 도 내지 23f 도를 참조하여 이하에 설명된다.
제 23a 도는 제 3 도에 도시된 샘플링 회로(3)로부터의 출력 신호를 도시한다. 출력 신호의 빗금친 보다 높은 레벨 부분은 광전 변환용 저장 시간에 비례하여 증가하는 레벨을 갖는 결함 픽셀 출력 신호이다.
결함 픽셀 출력 신호는 제 23b 도에 도시된 신호 파형을 제 23a 도에 도시된 출력 신호 파형에 부가함으로써 제거될 수 있다. 특이 레벨(P23)을 갖는 돌발적인 출력 신호가 발생될 수 있는데, 예를 들면 정상적인 픽셀은 결함 픽셀 출력 신호로서 판정된 특이 레벨을 갖는 출력 신호를 발생하여 그와 같은 결함있는 신호는 보정될 수 있는 것으로 추정된다. 전하 저장 시간이 정상 전하 저장 시간보다 길면 즉, 정상 전하 저장 시간보다 길면, 제 23a 도에 도시된 결함 픽셀 출력 레벨(P22, P23)은 제 23c 도에 도시된 바와 같이 2배로 된다.
결함 픽셀 출력 신호가 제 23b 도에 도시된 신호 파형으로 보정되면, 정상 보정 처리에서 삭제되었던 결함 픽셀 출력 레벨(P22)과 결함 픽셀 출력 레벨(P23)은 최종 출력 신호에서 나타날 것이며, 결함 픽셀로서 검출될 것이다.
이 실시에에서, 제 21 도에 도시된 스위치(85)는 보정 제어 신호(15)로부터의 제어 신호에 의해 오프로 되어, 온도 변환기(82)의 이득을 증가시키므로, D/A 변환기(87)의 기준 전압을 예를 들면 정상 레벨의 두 배의 레벨로 증가시키게 된다. 따라서, 시스템 제어기(90)로부터의 결점있는 픽셀 출력 신호 레벨은 제 23e 도에 도시된 바와 같이 2배로 된다.
이러한 방식으로, 새로운 결함 픽셀 출력 레벨(P23)에 대응하는 신호 부분만이 보정된 상태로 남는다. 따라서, 돌발적인 결함 픽셀로부터의 출력 신호는 적절히 검출 및 보정되어, 결함 픽셀 출력 신호가 양호하게 검출 및 보정될 수 있게 된다. 검출되지 않은 결함 픽셀로부터의 출력 신호는 에러가 검출되지 않는다.
제 3 도는 도시된 검출전 처리 회로(21)는 제 24 도를 참조하여 아래에 설명된 것이다.
제 24 도에 도시된 바와 같이, 검출전 처리 회로(21)는 제 3 도의 도시된 스위치 (20)의 가동 접점(20e)으로부터의 신호를 공급받기 위하여, 즉, 가산기(9, 10, 11)로부터의 신호 또는 온도 센서(7)로부터의 온도 정보를 공급받기 위하여 입력단자 (100)를 구비한다. 입력 단자(100)로부터 공급된 신호는 저항 R4를 통하여 증폭기 (102)와 지연소자(101)에 공급된다.
검출전 처리 회로(21)는 샘플링 주파수의 성분으로 인한 검출 에러를 감소시키기 위해 주로 작용한다. 저항 R4와 지연 소자(101)는 에러가 검출되는 입력 신호로부터 반송파 성분을 제거하고, 반송파 성분이 제거된 입력 신호는 수십의 이득을 갖는 증폭기에 의해 증폭된다. 증폭된 입력 신호는 A/D 변환기(103)에 의해 디지탈 신호로 변환되며, 이 디지탈 신호는 출력 단자(104)를 통하여 제 3 도에 도시된 검출 회로(22)에 공급한다. 검출전 처리 회로(211)에는 예를 들면 레벨이 100mVp-p의 반송파 성분에 부가될 경우에도 검출되도록 수 mV의 레벨이 검출 회로(15)에 공급될 수 있다. 불연속 신호 부분을 증폭 및 검출할 수 있으나, 반송파 성분도 증폭될 때 증폭된 신호가 증폭기의 출력 전압 범위를 초과하므로 그와 같은 대안은 바람직하지 않다.
검출전 처리 회로(21)는 제 25a 도 내지 제 25f 도를 참조하여 아래에 설명될 것이다.
검출전 처리 회로(21)의 입력 단자(100)에 제 25a 도에 빗금으로 도시된, 보다 높은 레벨 부분(30)을 포함하는 입력 신호가 공급될 때, 결함 픽셀 출력 신호로 인하여, 지연소자(101)가 임피던스 매칭될 때, 저항 R4를 통과하는 신호는 제 25b 도에 빗금으로 도시된 보다 높은 레벨 부분(P31)을 갖는다.
제 25b 도에 도시된 신호가 지연 소자(101)에 의해 지연될 때, 신호는 제 24 도에 화살표 d1로 표시된 지점에서 위상이 반전되며, 하이어 레벨 부분(P31)과 반사 파형의 다른 부분은 위상 반전되고 제 25c 도에 도시된 바와 같이, 1 기간에 대응하는 시간동안 지연된다.
따라서, 증폭기(102)에 공급된 신호는 제 25b 도 및 제 25c 도에 도시된 파형의 합인 파형을 가지며, 제 25d 도에 도시된 바와 같이, 보다 높은 레벨 부분(P30)만을 갖는 파형은 빗금으로 나타낸 것과 같이 추출된다. 제 25d 도에 도시된 신호는 검출 회로(22)가 결함 픽셀을 판정하기에 충분할 정도로 높은 임계 레벨 Th를 초과하는 전압 레벨로, 증폭기(102)에 의해 증폭된다. 증폭된 전압은 A/D 변환기(103)에 의해 디지탈 신호로 변환되고, 이 디지탈 신호는 검출 회로(22)에 공급된다.
따라서, 결함 픽셀에 의해 발생된 출력 신호만이 정확히 추출되어, 결함 픽셀이 양호하게 검출 및 보정될 수 있다. 온도 센서(7)로부터의 온도 정보는 다른 A/D 변환기에 의해 디지탈 신호로 변활될 수도 있으며, 이 디지탈 신호는 온도 정보를 필요로 하는 여러 회로에 바로 공급될 수 있다.
제 3 도에 도시된 검출 회로(22)는 제 26 도를 참고로 하여 아래에 설명될 것이다.
제26도에 도시된 바와 같이, 검출 회로는 검출전 처리 회로(21)로부터 디지탈 신호가 공급되는 입력 단자(110)를 구비한다. 입력 단자(110)로부터의 디지탈 신호는 가산기(112)와 감산기(111)에 공급된다.
가산기(112)는 입력 단자(110)로부터의 입력 신호와 피드백되었던 신호를 가산한다. 가산기(112)로부터의 합 신호는 시정수 회로(113)를 통해 플립플롭 회로 (114)에 공급된다. 플립플롭 회로(114)는 비교기(116)로부터의 출력 신호에 근거하여 시정수 회로(113)로부터의 출력 신호를 감산기(111)에 공급하고, 출력 신호를 다시 가산기(112)에 공급한다. 가산기(112), 시정수 회로(113), 플립플롭 회로(114)는 함께 저역통과 필터를 구성한다. 따라서, 플립플롭 회로(114)로부터의 출력 신호는 바로 옆의 픽셀로부터의 신호 평균인 레벨의 DC 신호이고, 상기 DC, 신호는 원래의 입력 신호에 포함된 스파이크(spike)와 다른 잡음이 없다.
플립플롭 회로(114)로부터의 출력 신호는 감산기(111)에 공급되는데, 이 감산기는 입력 단자(110)로부터 공급된 입력 신호 즉, 결함 있는 출력 신호일 가능성이 있는 신호로부터 플립플롭 회로(114)의 출력 신호를 감산한다. 감산기(111)에 의해 발생된 차 신호는 절대치 회로(115)에 공급되며, 이 절대치 회로는 공급된 신호의 절대치를 나타내는 신호를 발생한다. 상세히 설명하면, 결함 픽셀 출력 신호로 표시되는 백상 및 흑상 결함의 극성을 동일 극성으로 변환한 후, 절대치 회로(115)는 이들 신호를 비교기(116)에 공급하고, 감산기(111)로부터의 신호가 백상 결함에 의해 또는 흑상 결함에 의해 발생되는지의 여부를 판단한다. 감산기 (111)로부터의 신호가 백상 결함에 의해 또는 흑상 결함에 의해 발생되는가에 따라서, 절대치 회로(115)는 제어 신호(플랙)를 발생하고, 제어 신호를 스위치(119)에 공급하여 그 가동 접점을 이동시킨다.
스위치(119)는 정극성의 임계 신호를 발생하는 임계 회로(117)의 출력 단자에 접속된 고정 접점(119a)과, 부극성의 임계 신호를 출력하는 임계 회로(118)의 출력 단자에 접속된 고정 접점(119b)과, 비교기(116)의 입력 단자중 하나에 접속된 가동 접점(119)을 구비한다.
스위치(119)는 백상 결함에 대응하는 임계 레벨(양의 신호)을 발생하는 임계회로(117)로부터의 임계 레벨과 흑상 결함에 대응하는 임계 신호(음의 신호)를 발생하는 임계 회로(118)로부터의 임계 레벨을 절대치 회로(115)로부터 공급된 제어신호에 따라 비교기(116)에 공급한다. 임계 회로(117,118)는 메모리에 기억된 임계 레벨 데이타를 판독하기 위한 판독 회로와 임계 레벨 데이타를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기를 구비하는 회로 배치로 이루어질 수 있거나, 아날로그 전압을 발생하는 회로 배치로 이루어질 수도 있거나 시스템 제어기(4)를 포함할 수도 있다.
비교기(116)는 절대치 회로(115)로부터의 절대치와 임계 회로(117) 또는 (118)로부터 스위치(119)를 통해 공급되는 임계 레벨 신호를 비교한다. 절대치 신호가 임계 레벨 신호보다 크면, 비교기(116)는 결함 픽셀 출력 신호로서 픽셀 출력 신호를 결정한다. 비교기(116)는 제어 신호를 플립플롭 회로(114)에 공급하여, 결함 픽셀 출력 신호가 플립필롭 회로(114)에 인가되는 것을 방지한다. 이것은 결함 픽셀 출력 신호가 인접 픽셀로부터의 출력 신호의 평균인 신호 레벨을 발생하도록 이용되면 평균치가 교란되기 때문이다.
가산기(112), 시정수 회로(113) 및 플립플롭 회로(114)가 작동하며 인접 픽셀로부터의 출력 신호의 평균을 발생하는 방식이 아래에 설명될 것이다.
저역 통과 필터는 수평 방향으로 어떤 픽셀을 선행하는 픽셀로부터의 출력신호의 가중(weighted) 평균을 출력한다. 수평 어드레스는 픽셀 k를 나타낸다. 어드레스가 k인 픽셀의 출력 레벨이 Pk로 표시되면, 어드레스 k에서의 저역 통과 필터의 출력 신호 Pkm 즉, 입력 픽셀로부터의 출력 신호의 평균인 레벨은 (1/2Pk-1)+(1/4Pk-2)+(1/8Pk-3)+(1/16Pk-4)+...+{(1/2)nPk-n)+...로 표시된다. 따라서, 저역 통과 필터의 출력 신호 Pkm은 수평 어드레스에 의해 표시된 픽셀전의 여러 픽셀의 가중 평균이다.
검출 회로(22)는 다음과 같이 작동한다.
검출전 처리 회로(21)에서 입력 단자(110)를 통해 공급된 디지탈 신호는 가산기(112)와 감산기(111)에 공급된다. 가산기(112)로부터의 출력 신호는 시정수회로(113)를 통해 플립플롭 회로(114)에 공급된다.
감산기(111)로부터의 출력 신호가 절대치 회로(115)에 공급될 때, 절대치 회로(115)는 공급된 신호의 극성을 검출하고, 공급된 신호가 검출된 극성에 근거하여 백상 또는 흑상 결함에 의해 발생되는지를 결정하며, 제어 신호를 스위치(119)에 공급하고, 공급된 신호를 절대치 데이타로 변환하고, 절대치 데이타를 비교기(120)에 공급한다.
절대치 회로(115)로부터의 제어 신호에 근거하여, 스위치(119)는 가동 접점(119c)를 고정 접점(119a) 또는 (119b)과 접촉하도록 이동시킨다. 그 결과, 양의(백상 결함) 임계 레벨 신호는 임계회로(117)로부터 판독되거나 또는 음의(흑상 결함)임계 레벨 신호는 임계 회로(118)로부터의 판독되며, 판독 임계 레벨 신호는 비교기(116)에 공급된다.
비교기(116)는 절대치 회로(115)로부터의 임계치 데이타와 임계 회로(117) 또는 (118)로부터 공급된 임계 레벨 신호를 비교한다. 임계치 데이타가 임계 레벨 신호보다 크면, 비교기(116)는 픽셀을 결함 픽셀로 판단한다. 비교기(116)는 결함 픽셀의 검출을 나타내는 신호를 출력 단자(120)를 통하여 제 3 도에 도시된 시스템 제어기(4)에 공급하고, 제어 신호를 플립플롭 회로(114)에도 공급하여 신호가 시정수 회로(113)로부터 플립플롭 회로(114)에 공급되는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 인접 픽셀로부터의 출력 신호의 평균을 나타내는 레벨이 결함 픽셀 출력 신호에 의해 교란되는 것을 방지한다.
위에서 상술한 바와 같이, 상기 검출 회로(22)는 검출될 신호가 결함 픽셀로부터의 부극성 출력 신호에 기인한 흑상 결함 또는 결함 픽셀로부터 정극성 출력 신호에 기인한 백상 결함에 의해 발생하는지를 결정한다. 상기 신호가 백상 결함에 의해 발생되면, 그때 검출 회로(22)는 신호가 백상 결함에 대한 임계 레벨 신호를 이용하여 결함 픽셀 출력 신호에 의해 발생하는지를 결정한다. 신호가 흑상 결함에 의해 발생되면, 그때 상기 검출 회로(22)는 신호가 흑상 결함에 대한 임계 레벨 신호를 이용하여 신호가 결함 픽셀 출력 신호에 의해 발생하는지를 결정한다. 그러므로, 상기 검출 회로(22)는 스파이크 및 다른 노이즈로 인한 잘못된 검출을 방지하면서 결함 픽셀 출력 신호들을 양호하게 검출할 수 있다.
이 실시예에서는, 위에서 기술된 바와 같이, 상기 검출 모드 스위치가 결함 픽셀을 검출하기 위한 모드를 선택하면, 상기 판독 모드는 상기 판독 모드 선택기 스위치(23)가 필드 판독 모드를 선택할 때조차도 프레임 판독 모드로 전환된다. 본 발명에 따른 회로가 필드 판독 모드와 프레임 판독 모드간에 전환 가능한 비디오 카메라에 내장되면, 양호한 수직 해상도를 갖는 프레임 판독 모드는 결함 픽셀이 검출될 때 자동적으로 선택되며, 따라서 결함 픽셀을 정확하게 검출할 수 있다.
이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않는 것이며, 다음의 특허청구의 범위에 정의된 것과 같은 본 발명의 사상 및 범위를 이탈하지 않고 이 기술 분야에서 숙련된 사람에 의해 여러 가지 변형예 및 변경예가 만들어 질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 결함 검출 모드와 동작 모드를 갖는 고체 촬상 장치에 있어서, 로우 및 컬럼으로 배열된 픽셀을 가지며 검출된 영상을 표시하는 출력 신호를 발생하기 위한 고체 이미지 센서와, 2개의 인접 컬럼의 픽셀들의 전하들이 상기 고체 이미지 센서로부터 출력되기 전에 합해지고, 상기 합해진 전하들이 우수 및 기수의 필드에서 다르게 되도록 대략 1필드 기간에 상기 픽셀들로부터 전하들을 판독하는 제1판독 모드에서 상기 고체 이미지 센서를 구동하고, 상기 2개의 인접 컬럼 중 하나의 컬럼의 픽셀들의 전하들이 우수의 필드에서 판독되고 2개의 인접 컬럼 중 다른 컬럼의 픽셀들의 전하가 기수의 필드에서 판독되도록 대략 1프레임 기간에 상기 픽셀로부터 전하들을 판독하는 제2판독 모드에서 고체 이미지 센서를 구동하기 위한 구동 수단과, 상기 결함 검출 모드에서 상기 고체 이미지 센서의 결함 픽셀들의 위치들을 검출하기 위한 검출 수단으로서, 상기 결함 픽셀들은 상기 출력 신호의 샘플링된 데이타에 대응하는 시간에서 상기 출력 신호에 노이즈를 발생시키는 검출 수단과, 상기 검출 수단에 의해 검출된 결함 픽셀들의 위치들을 기억하기 위한 메모리 수단과, 상기 결함 검출 모드를 선택하기 위한 전환 수단과, 상기 결함 검출 모드에 있는 동안 상기 제2판독 모드로 전환하기 위해 상기 구동 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고체 이미지 센서의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와, 상기 검출된 온도가 상기 결함 검출 모드에서 미리 정해진 온도보다 낮을 때 상기 픽셀들에서 전하들을 판독하기 위해 복수의 연속 필드내의 하나의 신호를 상기 고체 이미지 센서의 전하 전달 영역에 공급하는 수단을 더 구비하는 고체 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고체 이미지 센서의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와, 상기 온도 센서에 의해 검출된 상기 온도에 따라, 상기 검출 수단으로 상기 결함 픽셀을 검출하기 위해 사용된 임계 레벨을 변화시키는 수단을 더 구비하는 고체 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고체 이미지 센서의 온도를 검출하기 위한 온도 센서와, 상기 온도 센서에 의해 검출된 상기 온도가 상기 결함 검출 모드에서 미리 정해진 온도보다 낮을 때 상기 메모리 수단에 기억된 상기 위치들을 소거하는 수단을 더 구비하는 고체 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결함 검출 모드에서 상기 고체 이미지 센서의 전하 저장 시간을 제어하기 위해 전자 셔터를 강제로 정지시키는 수단을 더 구비하는 고체 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 검출 수단에 의해 상기 결함 픽셀들이 미리 정해진 횟수 검출되지 않았을 경우에는 상기 메모리 수단에 기억된 상기 위치들을 소거하는 수단을 더 구비하는 고체 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고체 이미지 센서는 복수의 고체 이미지 센서 장치들을 구비하며, 상기 결함 검출 모드에서 상기 검출 수단에 의해 결함 픽셀이 검출되지 않은 이들 고체 이미지 센서 장치들로부터의 출력 신호 샘플링을 정지시키는 수단을 더 구비하는 고체 촬상 장치.
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