JPH09247548A

JPH09247548A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPH09247548A
Application number: JP8054642A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hosokawa; 純一細川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成でキズ補正を行う。【解決手段】演算回路３９は、加算器３７からの画素と
フリップフロップ（ＦＦ）３１からの画素から｜（Ａ＋
Ｃ）／２−Ｂ｜の差分絶対値演算を行う。演算回路４１
は、ＦＦ３１とＦＦ３５からの画素から｜Ｂ−Ｃ｜の差
分絶対値演算を行う。演算回路４３は、ＦＦ２７とＦＦ
３１からの画素から｜Ａ−Ｂ｜の差分絶対値演算を行
う。比較回路４７、４９、５１は、それぞれ入力絶対値
が一定値Ｎより大きい場合、正の信号を出力し、ＡＮＤ
回路５３で論理積がとられる。キズ判定回路５５は、Ａ
ＮＤ回路５３の出力から、過去、現在、未来の信号を生
成し、現在の信号だけが正の時、キズ有り信号を、それ
以外は、キズ無し信号を、スイッチ９に供給する。スイ
ッチ９は、キズ有り信号の時、加算器３７の出力を利用
した画素を補間信号として選択し、キズ無し信号の場
合、ＦＦ３１の出力を利用した画素を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置、特
にキズ補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（電荷結合素子）などが用いられ
た固体撮像装置が開発され、これを用いたビデオカメラ
や電子スチルカメラが商品化されている。この固体撮像
装置は、複数の光電変換素子（フォトダイオード）、垂
直電荷転送路、水平電荷転送路を合わせたものである。

【０００３】シリコンチップ上に配列された光電変換素
子の１個に欠陥があると、その光電変換素子の信号（画
素）は、撮影された光学像と関係のない信号として転
送、出力され、画面上にキズとして現れてしまう。

【０００４】図５は、キズの無い固体撮像素子の信号出
力（ａ）とキズの有る固体撮像素子の信号出力（ｂ）の
一例である。欠陥画素において、光電変換されず、信号
が出力されない場合（黒キズ）と常に信号が出力される
場合（白キズ）がある。

【０００５】固体撮像装置のキズは、製造上で乱数的に
発生する。このため、固体撮像装置毎にキズの位置とキ
ズの数が異なっている。

【０００６】図６に、従来のキズ補正装置を有する固体
撮像装置のブロック図を示す。固体撮像素子１０１の受
光面に入射した光学像は、固体撮像素子１０１で光電変
換され映像信号（ＯＳ信号）ａとして、出力される。

【０００７】映像信号ａには、固体撮像素子毎に異なる
キズ信号が含まれている。映像信号ａは、まずＣＤＳ
（相関二重サンプリングと呼ばれるノイズ低減回路）／
ＡＧＣ（利得調整用アンプ）１０３に、入力される。Ｃ
ＤＳ／ＡＧＣ１０３の出力信号ｂは、補間信号発生回路
１０５とスイッチ１０７に出力される。補間信号発生回
路１０５は、補間信号ｃを発生し、スイッチ１０７に出
力する。

【０００８】アドレス発生器１２３は、アドレス（走査
位置）ｇを発生し、メモリ１２１（ＲＯＭ）に供給す
る。メモリ１２１は、アドレスｇがキズ位置に合致した
時に、キズ有り信号ｈを発生し、スイッチ１０７の制御
端子に供給する。

【０００９】スイッチ１０７は、キズ有り信号ｈが供給
されない間は、信号ｂを選択し、キズ有り信号ｈが供給
されてた時、補間信号ｃを選択する。

【００１０】スイッチ１０７のからの映像信号ｄは、輝
度信号処理、輪郭強調回路１０９と色分離、色処理回路
１１１に供給される。輝度信号処理、輪郭強調回路１０
９からの輝度信号（Ｙ信号）ｅと色分離、色処理回路１
１１からの色信号（Ｃ信号）ｆは、加算器１１５で加算
され、複合映像信号（ビデオ信号）となり、出力端子１
１７に供給される。アドレス発生器１２３は、色分離、
同期パルスを発生し、色分離、色処理回路１１１に供給
する。

【００１１】アドレス発生器１２３は、また駆動パルス
ｉを発生し、バッファ１２５に供給する。バッファ１２
５からの駆動パルスｊは、固体撮像素子１０１に供給さ
れる。

【００１２】上記のように、メモリ１２１にＲＯＭを用
いた場合、多画素化してアドレスｇの変化速度が上がる
と動作が難しい。そこで、メモリ１２１にＲＯＭとＲＡ
Ｍを併用し、キズの絶対位置ではなくキズ間の距離（相
対位置）を記憶する方式が一般的である。この様に、メ
モリ１２１のＲＯＭには、固体撮像素子毎に異なるキズ
情報を書き込む必要がある。更に、この方式は、メモリ
を必要とするので、固体撮像装置が大規模となる。

【００１３】メモリを用いない、キズ補正方法も存在す
る。メディアンフィルタを用いたキズ補正方法が、その
代表としてあげられる。図７は、水平３画素×垂直３画
素をメディアンフィルタにより置換した図である。置換
されるのは、３×３画素の中央の画素である。

【００１４】メディアンフィルタを用いる為には、３×
３画素の信号が同成分（普通は、輝度信号）である必要
がある。色フィルタを用いたカラーの固体撮像装置の場
合、２×２画素の信号は、色情報を含む異成分なので、
そのままメディアンフィルタに入力出来ない。

【００１５】よって、輝度処理と色分離後のＹ、Ｒ、
Ｇ、Ｂ信号に対し、それぞれメディアンフィルタを挿入
する必要がある。若しくは、輝度信号（Ｙ）をメディア
ンフィルタに入力し、このフィルタで置換される場合に
連動して、色信号も補正するという複雑な回路が必要と
なる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ＲＯＭを用いた固体撮
像装置のキズ補正装置においては、固体撮像素子毎に異
なるキズ情報をＲＯＭに書き込む必要があり、手間が掛
かる。更に、メモリを必要とするので、大規模となって
しまう。

【００１７】一方、メディアンフィルタを用いたキズ補
正装置においては、同成分の信号でのみ効果がある為、
カラー化する際に回路が複雑になってしまう欠点が有っ
た。

【００１８】そこで、本発明は、簡単でかつ小規模な回
路でキズ補正が可能な固体撮像装置を提供することを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

（第１の構成例）固体撮像素子からの水平方向に近接す
る第１の画素の信号量Ａと第２の画素の信号量Ｂとの差
分の絶対値（｜Ａ−Ｂ｜）を演算する第１の演算手段
と、前記第２の画素の信号量Ｂと固体撮像素子からの水
平方向に前記第２の画素に近接する第３の画素の信号量
Ｃとの差分の絶対値（｜Ｂ−Ｃ｜）を演算する第２の演
算手段と、前記第１と第３の画素の信号量ＡとＣを加算
して１／２倍した値と、前記第２の画素の信号量Ｂとの
差分の絶対値（｜（Ａ＋Ｃ）／２−Ｂ｜）を演算する第
３の演算手段と、前記第１の演算手段からの前記絶対値
と一定値Ｎとを比較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより
大きい時、正の信号を出力する第１の比較手段と、前記
第２の演算手段からの前記絶対値と前記一定値Ｎを比較
し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の信号
を出力する第２の比較手段と、前記第３の演算手段から
の前記絶対値と前記一定値Ｎを比較し、前記絶対値が前
記一定値Ｎより大きい時、正の信号を出力する第３の比
較手段と、前記第１、２、３の比較手段からの出力の論
理積を演算する第４の演算手段と、前記第４の演算手段
の出力から水平方向に過去、現在、未来の信号を生成
し、過去と未来が負、現在が正の時、キズ有りの信号を
出力する判定手段と、を具備したことを特徴とする。

【００２０】（第２の構成例）固体撮像素子からの水平
方向に近接する第１の画素の信号量Ａと第２の画素の信
号量Ｂとの差分の絶対値（｜Ａ−Ｂ｜）を演算する第１
の演算手段と、前記第２の画素の信号量Ｂと固体撮像素
子からの水平方向に前記第２の画素に近接する第３の画
素の信号量Ｃとの差分の絶対値（｜Ｂ−Ｃ｜）を演算す
る第２の演算手段と、前記第１と第３の画素の信号量Ａ
とＣを加算して１／２倍した値と、前記第２の画素の信
号量Ｂとの差分の絶対値（｜（Ａ＋Ｃ）／２−Ｂ｜）を
演算する第３の演算手段と、前記第１の演算手段からの
前記絶対値と一定値Ｎとを比較し、前記絶対値が前記一
定値Ｎより大きい時、正の信号を出力する第１の比較手
段と、前記第２の演算手段からの前記絶対値と前記一定
値Ｎを比較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい
時、正の信号を出力する第２の比較手段と、前記第３の
演算手段からの前記絶対値と前記一定値Ｎを比較し、前
記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の信号を出力
する第３の比較手段と、前記第１、２、３の比較手段か
らの出力の論理積を演算する第４の演算手段と、前記第
４の演算手段の出力から垂直方向に過去、現在、未来の
信号を生成し、過去と未来が負、現在が正の時、キズ有
りの信号を出力する判定手段と、を具備したことを特徴
とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】

【００２２】

【実施例】図１に、本発明の固体撮像装置の一実施例の
をブロック図を示す。固体撮像素子１の受光面に入射し
た光学像は、固体撮像素子１で光電変換され映像信号
（ＯＳ信号）ａとして、出力される。

【００２３】映像信号ａには、固体撮像素子毎に異なる
キズ信号が含まれている。映像信号ａは、まずＣＤＳ
（相関二重サンプリングと呼ばれるノイズ低減回路）／
ＡＧＣ（利得調整用アンプ）３に、入力される。ＣＤＳ
／ＡＧＣ３の出力信号ｂは、補間信号発生回路５とスイ
ッチ９に出力される。補間信号発生回路５は、補間信号
ｃを発生し、スイッチ９に出力する。

【００２４】ＣＤＳ／ＡＧＣ３の出力信号ｂは、また演
算、比較、判定回路７に出力される。演算、比較、判定
回路７は、次のような動作をする。

【００２５】信号ｂの水平方向に近接する同色の３画素
の信号量をＡ、Ｂ、Ｃとすれば、３つの絶対値｜Ａ−Ｂ
｜、｜Ｂ−Ｃ｜、｜（Ａ＋Ｃ）／２−Ｂ｜をまず演算す
る。次に、各演算結果と一定値Ｎとをそれぞれ比較し、
全ての比較結果が正（各絶対値＞Ｎ）の場合をキズ可能
性有りと判定する。この判定結果をキズとしてしまう
と、水平方向に周波数の高い映像が補間され、周波数特
性が悪くなる。

【００２６】そこで、判定結果をシフトレジスタ等の遅
延線を用いて時間的にずらして、過去、現在、未来の信
号を生成し、現在だけが正の場合のみキズ有りの信号ｄ
を、それ以外はキズ無しの信号ｄを、スイッチ９の制御
端子に供給する。

【００２７】尚、一定値Ｎは、ＣＤＳ／ＡＧＣ３の中の
ＡＧＣ電圧に比例した値にする。これは、ＡＧＣ電圧が
大きくなると、信号ｂのノイズが大きくなることを考慮
し、キズとノイズを間違えないようにする為である。

【００２８】スイッチ９は、キズ無し信号ｄを供給され
ている間は、信号ｂを選択し、キズ有り信号ｄが供給さ
れた時、補間信号ｃを選択する。

【００２９】スイッチ９からの映像信号ｅは、輝度信号
処理、輪郭強調回路１３と、色分離、色処理回路１５に
供給される。映像信号ｅは、１Ｈ遅延回路１１で遅延さ
れる。１Ｈ遅延回路１１からの遅延信号ｆは、同様に輝
度信号処理、輪郭強調回路１３と、色分離、色処理回路
１５に供給される。

【００３０】輝度信号処理、輪郭強調回路１３からの輝
度信号（Ｙ信号）ｇと色分離、色処理回路１５からの色
信号（Ｃ信号）ｈは、加算器１７で加算され、複合映像
信号（ビデオ信号）ｉとなり、出力端子２３に供給され
る。

【００３１】タイミング信号発生回路１９は、色分離、
同期パルスｍを発生し、色分離、色処理回路１５に供給
する。また、駆動パルスｊを発生し、バッファ２１に供
給する。バッファ２１からの駆動パルスｋは、固体撮像
素子１に供給される。

【００３２】図２は、演算、比較、判定回路７の一実施
例を示す。入力端子２５から入力されたキズ信号を含む
映像信号は、５個のフリップフロップ（ＦＦ）２７、２
９、３１、３３、３５で構成されるシフトレジスタに入
力される。カラー固体撮像素子の場合、２画素おきに同
色の信号となるので、フリップフロップ２７、３１、３
５の出力は同色成分となる（ここで各画素の信号量を、
Ａ、Ｂ、Ｃとする）。

【００３３】加算器３７は、信号量Ａと信号量Ｃの加算
を行い（Ａ＋Ｃ）、演算回路３９に供給する。演算回路
３９には、またフリップフロップ３１から信号量Ｂの画
素が供給されている。演算回路３９は、｜（Ａ＋Ｃ）／
２−Ｂ｜の差分絶対値演算を行い、その結果を比較回路
４７に出力する。

【００３４】フリップフロップ３１からの信号量Ｂの画
素と、フリップフロップ３５からの信号量Ｃの画素が、
演算回路４１に供給される。演算回路４１は、｜Ｂ−Ｃ
｜の差分絶対値演算を行い、その結果を比較回路４９に
供給する。

【００３５】フリップフロップ２７からの信号量Ａの画
素と、フリップフロップ３１からの信号量Ｂの画素が、
演算回路４３に供給される。演算回路４３は、｜Ａ−Ｂ
｜の差分絶対値演算を行い、その結果を比較回路５１に
供給する。

【００３６】各比較回路４７、４９、５１には、また入
力端子４５を介して、一定値Ｎが入力されている。各比
較回路４７、４９、５１は、絶対値と一定値を比較し、
絶対値＞一定値Ｎの時、正の信号を出力する。

【００３７】３個の比較回路４７、４９、５１の出力
は、ＡＮＤ回路５３で論理積がとられ、キズ判定回路５
５に供給される。

【００３８】キズ判定回路５５の第１の例を、図３に示
す。入力端子７１からのＡＮＤ回路５３の出力は、２個
のフリップフロップ７３、７５に順次供給される。フリ
ッププフロップ７３の入力は、未来の信号に、フリップ
フロップ７３の出力は、現在の信号に、フリップフロッ
プ７５の出力は、過去の信号に相当する。

【００３９】ＡＮＤ回路５３の出力は、インバータ７９
に供給され、ここで反転されて、ＡＮＤ回路８１に供給
される。フリップフロップ７３の出力は、ＡＮＤ回路８
１に供給される。フリップフロップ７５の出力は、イン
バータ７７に供給され、ここで反転されて、ＡＮＤ回路
８１に供給される。

【００４０】ＡＮＤ回路８１は、３入力の信号の論理積
をとる。ここで、過去と未来の信号が負、現在の信号が
正の時のみ、ＡＮＤ回路８１は、キズ有り信号を、それ
以外はキズ無し信号を、出力端子８３を介してスイッチ
９の制御端子に供給する。

【００４１】図２に戻って、加算器３７の出力画素を、
係数器５７に供給する。係数器５７は、信号量（Ａ＋
Ｃ）に１／２の係数を掛け、遅延回路６１に出力する。
遅延回路６１は、フリップフロップ７３、７５の１個分
だけ画素を遅延する。遅延回路６１の出力画素ｃが、こ
の場合補間信号として、スイッチ９に供給される。ま
た、フリップフロップ３１の出力画素（Ｂ）が、遅延回
路５９に供給される。遅延回路５９は、遅延回路６１と
同様、フリップフロップ７３、７５の１個分だけ画素を
遅延する。この遅延回路５９の出力画素が、この場合キ
ズの無い正常な信号として、スイッチ９に供給される。

【００４２】スイッチ９は、キズ判定回路５５から、キ
ズ無し信号が供給されている場合、遅延回路５９の出力
を選択し、キズ有り信号が供給された時、遅延回路６１
の出力を選択する。スイッチ９の出力信号は、キズの無
い映像信号ｅであり、出力端子６３を介して、輝度信号
処理、輪郭強調回路１３等に供給される。

【００４３】尚、係数器５７を省略し、フリップフロッ
プ２７の出力画素（Ａ）又はフリップフロップ３５の出
力画素（Ｃ）を、遅延回路６１に供給し、補間信号とし
ても良い。

【００４４】キズ判定回路５５の第２の例を、図４に示
す。図３との違いは、フリップフロップ７３と７５の代
わりに、それぞれ１Ｈ遅延回路８５と８７を使用してい
る点である。この場合、垂直方向に、過去、現在、未来
の信号を生成している。尚、このキズ判定回路５５を採
用する場合、図２において、遅延回路５９と６１は不要
である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
白黒、カラーの固体撮像素子によらず、簡単かつ小規模
な回路でキズ補正が可能となり、キズ補正後の信号処理
回路において輪郭強調、色分離等を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の一実施例のブロック図
を示す。

【図２】図１の演算、比較、判定回路７の一例を示すブ
ロック図である。

【図３】図２のキズ判定回路５５の第１の例を示すブロ
ック図である。

【図４】図２のキズ判定回路５５の第２の例を示すブロ
ック図である。

【図５】固体撮像素子の出力波形図である。

【図６】従来の固体撮像装置のブロック図である。

【図７】従来のメディアンフィルタによる補正の原理を
示す図である。

【符号の説明】

１・・・固体撮像素子、３・・・ＣＤＳ（相関二相サン
プリングと呼ばれるノイズ低減回路／ＡＧＣ（利得調整
用アンプ）、５・・・補間信号発生回路、７・・・演
算、比較、判定回路、９・・・スイッチ、１１・・・１
Ｈ遅延回路、１３・・・輝度信号処理、輪郭強調回路、
１５・・・色分離、色処理回路、１７・・・加算器、１
９・・・タイミング信号発生回路、２１・・・バッフ
ァ、２７、２９、３１、３３、３５・・・フリップフロ
ップ（ＦＦ）、３７・・・加算器、３９・・・演算回
路、４１・・・演算回路、４３・・・演算回路、４７、
４９、５１・・・比較回路、５３・・・ＡＮＤ回路、５
５・・・キズ判定回路、５７・・・係数器、５９、６１
・・・遅延回路、７３、７５・・・フリップフロップ
（ＦＦ）、７７、７９・・・インバータ、８１・・・Ａ
ＮＤ回路、８５、８７・・・１Ｈ遅延回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子からの水平方向に近接する
第１の画素の信号量Ａと第２の画素の信号量Ｂとの差分
の絶対値（｜Ａ−Ｂ｜）を演算する第１の演算手段と、前記第２の画素の信号量Ｂと固体撮像素子からの水平方
向に前記第２の画素に近接する第３の画素の信号量Ｃと
の差分の絶対値（｜Ｂ−Ｃ｜）を演算する第２の演算手
段と、前記第１と第３の画素の信号量ＡとＣを加算して１／２
倍した値と、前記第２の画素の信号量Ｂとの差分の絶対
値（｜（Ａ＋Ｃ）／２−Ｂ｜）を演算する第３の演算手
段と、前記第１の演算手段からの前記絶対値と一定値Ｎとを比
較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の信
号を出力する第１の比較手段と、前記第２の演算手段からの前記絶対値と前記一定値Ｎを
比較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の
信号を出力する第２の比較手段と、前記第３の演算手段からの前記絶対値と前記一定値Ｎを
比較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の
信号を出力する第３の比較手段と、前記第１、２、３の比較手段からの出力の論理積を演算
する第４の演算手段と、前記第４の演算手段の出力から水平方向に過去、現在、
未来の信号を生成し、過去と未来が負、現在が正の時、
キズ有りの信号を出力する判定手段と、を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】固体撮像素子からの水平方向に近接する
第１の画素の信号量Ａと第２の画素の信号量Ｂとの差分
の絶対値（｜Ａ−Ｂ｜）を演算する第１の演算手段と、前記第２の画素の信号量Ｂと固体撮像素子からの水平方
向に前記第２の画素に近接する第３の画素の信号量Ｃと
の差分の絶対値（｜Ｂ−Ｃ｜）を演算する第２の演算手
段と、前記第１と第３の画素の信号量ＡとＣを加算して１／２
倍した値と、前記第２の画素の信号量Ｂとの差分の絶対
値（｜（Ａ＋Ｃ）／２−Ｂ｜）を演算する第３の演算手
段と、前記第１の演算手段からの前記絶対値と一定値Ｎとを比
較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の信
号を出力する第１の比較手段と、前記第２の演算手段からの前記絶対値と前記一定値Ｎを
比較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の
信号を出力する第２の比較手段と、前記第３の演算手段からの前記絶対値と前記一定値Ｎを
比較し、前記絶対値が前記一定値Ｎより大きい時、正の
信号を出力する第３の比較手段と、前記第１、２、３の比較手段からの出力の論理積を演算
する第４の演算手段と、前記第４の演算手段の出力から垂直方向に過去、現在、
未来の信号を生成し、過去と未来が負、現在が正の時、
キズ有りの信号を出力する判定手段と、を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】前記固体撮像素子が色フィルタを有する
場合、前記第１、第２、第３の画素の信号量Ａ、Ｂ、Ｃ
は、水平方向に近接する同色の３画素の信号量であるこ
とを特徴とする請求項１又２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】第１の入力端子に前記第２の画素の信号
量Ｂが入力され、第２の入力端子に前記第１と第３の画
素の信号量の平均値（（Ａ＋Ｃ）／２）が入力され、前
記判定手段がキズ有りの信号を出力した時、第２の入力
端子を選択し、それ以外は第１の入力端子を選択するス
イッチ手段を具備したことを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】第１の入力端子に前記第２の画素の信号
量Ｂが入力され、第２の入力端子に第１の画素の信号量
Ａ又は第３の信号量Ｃが入力され、前記判定手段がキズ
有りの信号を出力した時、第２の入力端子を選択し、そ
れ以外は第１の入力端子を選択するスイッチ手段を具備
したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の固体撮像装置。
【請求項６】前記一定値Ｎは、ＡＧＣ電圧に比例した
値であることを特徴とした請求項１乃至５のいずれかに
記載の固体撮像装置。