JPH0622226A - 固体撮像素子の欠陥補正装置 - Google Patents

固体撮像素子の欠陥補正装置

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JPH0622226A
JPH0622226A JP4196175A JP19617592A JPH0622226A JP H0622226 A JPH0622226 A JP H0622226A JP 4196175 A JP4196175 A JP 4196175A JP 19617592 A JP19617592 A JP 19617592A JP H0622226 A JPH0622226 A JP H0622226A
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Masayuki Shimura
雅之 志村
Eiji Machijima
栄治 町島
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浩史 森
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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】 固体撮像素子1のCCD出力(a)を1ビッ
ト遅延回路5にて1画素ピッチに相当する期間だけ遅延
し、その遅延後のCCD出力(l)を遅延前のCCD出
力(i)から減算器7で減じ、その減算出力(m)に基
づいて欠陥画素を検出し、その検出出力(p),(q)
をアドレスカウンタ16でカウントしかつアドレス変換
回路17でアドレス変換してアドレスデータを得、これ
をRAM18に記憶保持する。通常撮像時には、この欠
陥アドレスデータに基づいて補正パルス生成回路19で
欠陥補正パルスを生成することにより欠陥補正を行う。

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、固体撮像素子に含ま
れる欠陥画素についての欠陥データを、全白又は全黒の
撮像状態において、その固体撮像素子を製造した半導体
工場で検出してROMに予め記憶させておき、通常の撮
像時に、このROMデータに基づいて欠陥画素を特定
し、その欠陥画素の撮像出力を例えば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、固体撮像素子の製造段階でROMに
記憶した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、固体撮像素子のビデオカメラへ
の組込み時の静電破壊や、ビデオカメラへの搭載後の経
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、固体撮像素子の撮像出力を1画素
ピッチに相当する期間だけ遅延する遅延手段と、この遅
延手段の入力とその出力との減算を行う減算手段と、こ
の減算手段の減算出力に基づいて欠陥画素を検出する欠
陥検出手段と、この欠陥検出手段によって検出された欠
陥画素に関する欠陥データを記憶保持する記憶手段と、
この記憶手段に記憶保持された欠陥データに基づいて欠
陥画素についての撮像出力を補正する補正手段とを備え
た構成となっている。
【0005】
【作用】固体撮像素子の撮像出力を1画素ピッチに相当
する期間だけ遅延し、その遅延後の撮像出力を遅延前の
撮像出力から減じ、その減算出力に基づいて映像信号中
の画素欠陥(点欠陥)を検出する。上記減算出力は、点
欠陥の場合、白点欠陥にあっては2ビット(画素)単位
で正と負の波形、黒点欠陥にあってはその逆の波形とな
る。この波形から白点及び黒点の欠陥画素を検出し、こ
れをアドレスデータとしてRAM等に記憶保持する。通
常の撮像時には、RAM等に記憶保持されたアドレスデ
ータに基づいて欠陥補正を行い、画素欠陥による画質劣
化を改善する。
【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例えば白黒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。C
CD撮像素子1の撮像出力(CCD出力)は、リセット
部とプリチャージ部とデータ部とからなっており、CD
S(相関二重サンプリング)回路2に供給されてリセッ
ト雑音等の低減が図られる。
【0007】CDS回路2は、CCD出力のプリチャー
ジ部をサンプル/ホールドし、これを1画素ピッチに相
当する期間だけ遅延するS/H(サンプル/ホールド)
回路21〜23と、CCD出力のデータ部をサンプル/
ホールドし、これをプリチャージ部と同時化するS/H
回路24,25とを有している。S/H回路21,2
3,25はサンプリングパルスSHPによってサンプル
動作を行い、S/H回路22,24はサンプリングパル
スSHDによってサンプル動作を行う。そして、同時化
されたプリチャージ部及びデータ部には同一のノイズ成
分が重畳されていることから、S/H回路23,25の
各S/H出力が、AGC(自動利得制御)回路3で減算
処理されることによってノイズ成分が除去され、信号成
分のみが撮像出力(CDS出力)として導出される。
【0008】S/H回路23,25の各S/H出力を2
入力とする減算器4によっても、CDS出力と同じ撮像
出力が得られる。S/H回路23,25の各S/H出力
はさらに、1ビット遅延回路5を介して減算器6の2入
力となる。すなわち、S/H回路23のS/H出力はS
/H回路51,52を経て減算器6の減算入力となり、
S/H回路25のS/H出力はS/H回路53,54を
経て減算器6の被減算入力となる。これにより、減算器
6の減算出力として、減算器4の減算出力に対して1ビ
ット、即ち1画素ピッチに相当する期間だけ遅れた撮像
出力が導出され、水平方向において隣接する画素情報の
同時化が行われる。
【0009】減算器4の減算出力は減算器7の被減算入
力となり、減算器6の減算出力は減算器7の減算入力と
なる。すなわち、減算器7は、同時化された水平方向に
おいて隣接する2つの画素についての各撮像出力間で減
算処理を行うことになる。減算器7の減算出力は、正負
の検出レベルVa,Vbを有するシュミット回路8,9
に供給される。シュミット回路8,9は、レベル比較回
路としての作用をなし、減算器7の減算出力が正負の検
出レベルVa,Vbを越えたとき検出出力を発生し、ラ
ッチ回路10,11に供給する。なお、正負の検出レベ
ルVa,Vbは、可変抵抗器VR1,VR2の調整によ
って可変となっている。
【0010】ラッチ回路10,11は、シュミット回路
8,9の各検出出力を1画素ピッチに相当する期間だけ
ラッチする。ラッチ回路10,11の各出力は、NAN
D回路12,13の各一入力となる。また、ラッチ回路
10,11の各入力は、NAND回路13,12の各他
入力となる。NAND回路12,13の各出力は、イン
バータ14,15で反転されて欠陥情報としてアドレス
カウンタ16に供給される。
【0011】アドレスカウンタ16は、CCD撮像素子
1の水平走査に同期してカウント動作を行い、インバー
タ14又は15から欠陥情報が供給された時点のカウン
ト値をアドレス変換回路17に供給する。アドレス変換
回路17は、アドレスカウンタ16から供給されるカウ
ント値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、RAM18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】RAM18に記憶保持された欠陥画素に関
するアドレスデータは、通常の撮像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19にお
いて、RAM18に格納されている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する。こ
の欠陥補正パルスは、サンプリングパルスSHP,SH
Dを生成するサンプリングパルス生成回路20に供給さ
れる。サンプリングパルス生成回路20は、欠陥補正パ
ルスが供給されると、欠陥画素の1画素前のサンプリン
グパルスSHPの生成を停止する。これにより、欠陥画
素についてのCCD出力(撮像出力)を、1画素前のC
CD出力で置換する前置補間によって欠陥補正が行われ
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について、図2及び図3のタイミン
グ波形図を参照しつつ説明する。なお、図2及び図3の
各波形(a)〜(q)は、図1中の各部(a)〜(q)
の波形を表している。先ず、欠陥検出の際の動作につい
て説明するに、CCD出力(a)は、図2から明らかな
ように、リセット部、プリチャージ部及びデータ部から
なり、そのプリチャージ部がS/H回路21でサンプリ
ングパルスSHP(b)によってサンプル/ホールドさ
れる一方、データ部がS/H回路24でサンプリングパ
ルスSHD(c)によってサンプル/ホールドされる。
【0014】S/H回路21のS/H出力(d)は、S
/H回路22でサンプリングパルスSHD(c)によっ
てサンプル/ホールドされ、そのS/H出力(e)はさ
らにS/H回路23でサンプリングパルスSHP(b)
によってサンプル/ホールドされる。一方、S/H回路
24のS/H出力(g)は、S/H回路25でサンプリ
ングパルスSHP(b)によってサンプル/ホールドさ
れる。その結果、CCD出力(a)のプリチャージ部と
データ部が同時化される。そして、減算器4において、
S/H回路25のS/H出力(h)からS/H回路23
のS/H出力(f)が減算されることにより、減算器4
の減算出力(i)として、ノイズ成分が除去されたCC
D出力が得られる。
【0015】また、S/H回路23のS/H出力(f)
はS/H回路51でサンプリングパルスSHD(c)に
よってサンプル/ホールドされ、そのS/H出力はさら
にS/H回路52でサンプリングパルスSHP(b)に
よってサンプル/ホールドされる。一方、S/H回路2
5のS/H出力(h)はS/H回路53でサンプリング
パルスSHD(c)によってサンプル/ホールドされ、
そのS/H出力はさらにS/H回路54でサンプリング
パルスSHP(b)によってサンプル/ホールドされ
る。そして、減算器6において、S/H回路54のS/
H出力(k)からS/H回路52のS/H出力(j)が
減算されることにより、減算器6の減算出力(l)とし
て、減算器4の減算出力(i)に対して1画素ピッチに
相当する期間だけ遅れたCCD出力が得られる。
【0016】続いて、減算器7において、減算器4の減
算出力(i)から減算器6の減算出力(l)を減ずる、
即ち水平方向において隣接する2つの画素の各信号間の
差をとることにより、減算器7の減算出力(m)とし
て、ある画素に白点欠陥がある場合には2ビット(画
素)単位で正と負、黒点欠陥がある場合には負と正の微
分状波形が得られる。そして、シュミット回路8,9に
おいて、この微分状波形出力(m)をある検出レベルV
a,Vbでトリガリングすることにより、欠陥パルス
(n),(o)が得られる。
【0017】これら欠陥パルス(n),(o)は、ラッ
チ回路10,11、NAND回路12,13及びインバ
ータ14,15を経ることにより、白点欠陥パルス
(p)又は黒点欠陥パルス(q)となる。アドレスカウ
ンタ16においては、この白点欠陥パルス(p)又は黒
点欠陥パルス(q)をアドレスカウントすることによっ
て欠陥画素の位置を特定する。そして、アドレスカウン
タ16のカウント値をアドレス変換回路17でアドレス
データに変換し、RAM18に記憶する。
【0018】次に、欠陥補正の際の動作について説明す
るに、先ず、補正パルス生成回路19では、RAM18
に記憶保持されているアドレスデータに基づいて欠陥補
正パルスを生成し、サンプリングパルス生成回路20に
供給する。これにより、欠陥画素の1画素前のサンプリ
ングパルスSHPがブランキングされる。その結果、欠
陥画素についてのCCD出力(撮像出力)が、1画素前
のCCD出力で置換され、欠陥補正が行われる。
【0019】なお、上記実施例では、固体撮像素子とし
て白黒CCD撮像素子を用いた固体撮像装置に適用した
場合について説明したが、固体撮像装置としてカラーC
CD撮像素子を用いた固体撮像装置には、色分離S/H
後に、白黒の場合と同様の処理を色分離後の信号に対し
て行うことにより、同様に実現できる。但し、カラーフ
ィルタが例えば補色市松方式のときには、カラーコーデ
ィングがいわゆる水平2繰返しであることから、遅延回
路5においては、画素ピッチの2倍に相当する期間だけ
CCD出力を遅延する必要がある。
【0020】また、上記実施例においては、1ビット遅
延回路5をS/H回路を用いて構成したが、S/H回路
構成に限定されるものではなく、要は、1画素ピッチに
相当する期間(カラーの場合には、その2倍)だけCC
D出力を遅延できる構成のものであれば良い。さらに、
上記実施例では、S/H回路を用いて欠陥画素について
のCCD出力を1画素前のCCD出力で置換する前置補
間によって欠陥補正を行うとしたが、ディジタル信号処
理を用いた適応型の補間システムにおいては、欠陥画素
についてのCCD出力をその前後の画素についてのCC
D出力の平均値で置換する平均値補間を用いて欠陥補正
を行うことも可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像素子の撮像出力を1画素ピッチに相当する期間
だけ遅延し、その遅延後の撮像出力を遅延前の撮像出力
から減じ、その減算出力に基づいて欠陥画素を検出して
その欠陥データを記憶保持し、通常撮像時にはこの欠陥
データに基づいて欠陥補正を行うようにしたので、通常
の撮像状態でも欠陥検出をリアルタイムで行うことがで
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。
【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】欠陥検出及び欠陥補正の動作を説明するための
タイミング波形図(その1)である。
【図3】欠陥検出及び欠陥補正の動作を説明するための
タイミング波形図(その2)である。
【符号の説明】
1 CCD撮像素子 2 CDS(相関二重サンプリング)回路 3 AGC(自動利得制御)回路 4,6,7 減算器 5 1ビット遅延回路 16 アドレスカウンタ 17 アドレス変換回路 18 RAM 19 補正パルス生成回路 20 サンプリングパルス生成回路 21〜25,51〜54 S/H(サンプル/ホール
ド)回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像素子の撮像出力を1画素ピッチ
    に相当する期間だけ遅延する遅延手段と、 前記遅延手段の入力とその出力との減算を行う減算手段
    と、 前記減算手段の減算出力に基づいて欠陥画素を検出する
    欠陥検出手段と、 前記欠陥検出手段によって検出された欠陥画素に関する
    欠陥データを記憶保持する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶保持された欠陥データに基づいて欠
    陥画素についての撮像出力を補正する補正手段とを備え
    た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】 前記遅延手段は、前記撮像出力をサンプ
    ル/ホールドするサンプル/ホールド回路からなること
    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】 前記欠陥検出手段は、前記減算出力のレ
    ベルを正負の2つの検出レベルと比較する一対のレベル
    比較回路を有し、前記2つの検出レベルが可変であるこ
    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】 前記欠陥検出手段は、前記一対のレベル
    比較回路の各比較出力を1画素ピッチに相当する期間だ
    けラッチする一対のラッチ回路と、前記一対のラッチ回
    路の一方の入力と他方の出力との論理積をとる一対の論
    理積回路とを有し、前記一対の論理積回路の各出力に基
    づいて前記欠陥データを得ることを特徴とする請求項3
    記載の固体撮像素子の欠陥補正装置。
  5. 【請求項5】 前記欠陥データをアドレスデータに変換
    して前記記憶手段に記憶するアドレス変換手段を有する
    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。
  6. 【請求項6】 前記補正手段は、前記欠陥画素について
    の撮像出力を1画素前の撮像出力で置換する前置補間、
    又は前記欠陥画素についての撮像出力をその前後の画素
    についての撮像出力の平均値で置換する平均値補間によ
    って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。
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