JPS6310976A - 固体撮像装置 - 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】 （発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は、固体撮像装置にかかり、特に画像欠陥画素信
号の補正を行うことのできる２次元固体囮像装置に関す
る。

（従来の技術） 固体撮像装置は光電変換素子を列状あるいはマトリクス
状に配設し、ＣＯＤ等の電荷転送装置を用いて光電変換
素子で（ｑられた画像情報を取出寸ものである。

ここで固体撮像装置に使用される半導体基板は、特性の
安定化のためにその結晶を一定の面積にわたって均一に
形成することが必要である。しかし一般にこのＪ：うな
結晶を形成することは極めて難しいため結晶欠陥が生ず
ることがある。

この結晶欠陥部分には不要電荷が生じ易いため他の部分
に比べて暗電流が大きく、また各画素から読出される信
号電荷のうち結晶欠陥を有する画素の信号電荷には常に
不要な雑音成分が含まれる。

このような雑音成分は搬像画面中に白（口とよばれる明
るい点を発生させる。

また、固体撮像装置の製造■稈において撮像素子面上へ
塵埃が付着すると、欠陥画素が発生することがある。こ
の欠陥画素は撮像画面中に黒い点を発生させ、いわゆる
黒傷と称される。このような搬像画面中の白傷および黒
傷と称される画像欠陥を補正するために画像欠陥補正回
路が使用されている。

第３図は従来広く用いられている画像欠陥補正回路のブ
Ｏツク図である。また第４図は第３図に示す回路の各部
の信号波形を示した波形図で、第３図と第４図とを用い
て従来の画像欠陥補正回路の構成とイの動作を説明する
。

固体画像装置１から出力される画素信号２１は、サンプ
ルホールド回路２へ入力される。このサンプルホールド
回路２では固体撮像装置１の出力中の画像信号部分のみ
が扱き取られ、次の画像信号が到来するまでホールドさ
れる。サンプルホールド回路２にはメモリ回路５より制
御パルス２２が供給される。

第４図には固体撮像装＠１の出力信号２１、予め判明し
ている欠陥位行を記憶したメモリ回路５からのリンプル
ホールド制御パルス２２およびサンプルホールド回路２
の出力信号２３がそれぞれ示されている。サンプルホー
ルド回路２は制御パルス′２２が＋−＋　”レベルの時
にはサンプリング（抜き取り）ｅ作し、１１　Ｌ”レベ
ル時にはホールド（保持）ｆ１１作を行う。これらの動
作により欠陥画素に対しては固体撮像装置１の出力から
１つ萌の画像１３号をホールドして補正を行っている。

同期信号発生回路４は固体撮Ｉ！Ｉ！装置１を転送動作
させるために必要な転送パルス類を供給し、一方固体ｉ
ｌｌ像装置１の走査画素番地をパルスコードの形でメモ
リ回路５に対して出力する。このパルスコード値は固体
搬像装置１の画素読み出し走査に同期して刻々変化する
メモリ回路５は前述したように欠陥画素の位置に相当す
る画素番地を予め記憶する機能を有している他、この記
憶番地と同期信号発生回路４から供給される走査画素番
地とを比較する機能をも有しているため、両番地が一致
した時のみサンプルホールド回路２へ供給する制御パル
ス２２を“Ｌ　”レベルにする。このパルス出力により
サンプルホールド回路２はホールド動作となりサンプリ
ング動作は行われず、１つ前の画素における信号レベル
が維持される。

以上、従来の画像欠陥補正回路の構成と主な動作とを説
明したが、葭は欠陥画素信号ｒす宋時には制御パルス２
２“Ｌ］″レベルにせず、Ｌ　Ｉ＋レベルにして欠陥画
素の直前の画素信号のレベルをホールドづるように動作
するものであり、これにより第４図に示す固体画像装置
１の出力信号２１の画素信号部において異常に低レベル
となった欠陥画素信号２４が生じても、サンプルホール
ド回路２の出力信￥ｊ２３ではこのような降下はなくな
る。

このＪ：うな画面欠陥の補正を行うために、従来の固体
撮像装置では、固体画像装置の外部にサンプルホールド
回路を含む画像欠陥補正回路を付加している。

一般に固体撮像装置はビデオカメラ等に使用されるもの
であり、画像欠陥の補正のために従来の画像欠陥補正回
路のような外部周辺回路を付加することは、ビデオカメ
ラ等の制作上部品点数の増加、消費電力の増加、外形寸
法の大型化およびカメラ重６１の増加等を引起すという
問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 以上説明したにうに従来の固体撮像装置では画像欠陥の
補正をおこなうための回路を固体撮８＋装置の外部に付
加１′る必要があり、固体ｖｉ像装置を使用するに当り
、装置の大型化や消費電力の増加等の問題点があった。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消するためにな
されたもので、欠陥画素信号の補正のための回路を固体
搬像、装行内に内蔵するにうにした固体撮像装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、各画素から読出される画素信号を所定方向に
転送するように配列された第１の転送電極列と、この第
１の転送電極列の列Ｑ電極から出力ゲート電極を介して
画素信号を受取る電荷検出電極とを具備してなる固体撮
像装置において、列端電極に直交隣接させて設ＧＪた電
荷排出用の第２の転送電極と、電荷検出電極に直交隣接
させて設けた第３の転送電極とを備え、画素信号中の欠
陥画素信号を第２の転送電極へ転送すると共に前記第３
の転送電極に予め蓄積した正常画素信号を欠陥画素信号
の位ｔに補完するように構成したことを特徴としている
。

（作　用） 画像欠陥画素の位置に相当する画素信号は第２の転送電
極により排出されて消去され、またこの消去により空白
となった欠陥画素の位置には第３の転送電極によって先
行する他の正常画素信号が置換される。

したがって、従来のようなサンプルホールド回路を用い
ることなく、欠陥画素信号を取り除いて画素信号を取り
出Ｊことができる。

（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。

第１図は本発明の一実施例にかかる固体陽像装置の電極
構成図、また第２図は第１図の回路の各部に印加される
各種のパルスの波形図である。第１図はマトリクス状に
配置された感光画素１０１およびこの各列ごとに配置さ
れた垂直Ｃ０Ｄ１０２１〜１０２ｏを示しており、この
垂直ＣＯＤのｔＷ側にこれと直交す向に配設されたそれ
ぞれｎ個の水平転送ＴｉＶｉ１１１，１１２には第２図
に示す転送パルスφ　、φ２が印加される。各転送型極 １１１１〜１１１ｎには垂直ＣＯＤレジスタ１０２１〜
１０２ｎから、走査線１ラインずつの自作信号が並列書
込みされる。

転送電極１１２ｏの水平転送方向延長上には転送電極１
１１　　、出力ゲート電極１１５、フロｎ＋１ 一ティングゲートとなっている電荷検出電極１１６、リ
セットゲート電極１１９、リセットドレイン１２０が順
次隣接して形成され、また転送型Ｉｆｉ１１１　　の垂
直転送方向に転送電極１１３ｎ＋１ およびドレイン１１４が形成され、さらに電荷検出電極
１１６の垂直転送方向に転送電極１１７および１１８が
形成されている。電荷検出電極１１６は出力回路１２１
中のＭＯＳトランジスタＱ１のトレインおよびトランジ
スタＱ２のゲートに接続されている。トランジスタＱ２
のソースは出力端子Ｏ８となると共に自己バイアスされ
たトランジスタＱ３が直列に接続される。またトランジ
スタＱ２のドレインはドレイン１１４およびリセットド
レイン１２０と接続される共にドレイン出力端子ＯＤと
なっている。さらにトランジスタＱ１のゲートはリセッ
ト入力端子φ１８となっており、そのドレインはリセッ
トドレイン端子ＲＤとなっている。ドレイン１１４、転
送電極１１５、電荷検出電極１１８、リセットゲート電
ＶＪ１１９、出力ゲート電極１１５にはそれぞれパルス
φ、。

φ　、φ　、φ　および直流電圧φ。が印加されＣＤ でいる。

次にこのような固体撮像装置における動作を説明する。

１ライン分の信号を転送パルスφ１．φ２の印加により
転送して、直流電圧が印加された出力ゲート電極１１５
へと転送し、さらにフローティングゲート型電荷検出電
極３１８に導き、この電位によりトランジスタＱ２を作
動させて画素信号列として出力回路３２１の０８１了か
ら読出す。欠陥画素信号が転送電極１１１　　の電極下
に到達０＋１ した１１３点で転送型ｌｆ！１１２に’　Ｈ”レベルの
パルスを加え、転送型Ｉ４１１１３に第２図に示すパル
スφ、を印加すると、この欠陥画素信号は出力ゲート電
極１１５の方向ではなく、ドレイン１１４へ導かれる。

このドレイン１１４に尋びかれた欠陥画素信Ｙ）は端子
ＯＤより排出、され消滅する。したがって欠陥画素信号
に相当する部分のＯ８端子からの出力は無信号となる。

この空白となった欠陥画素信号の補正のための補正信号
は、欠陥画素に先行する正常画素の信号を利用する。す
なわち、欠陥画素信号の補正は、次のようにして行われ
る。２画素分前の正常画素信号は電荷検出電極１１６の
下に転送されて出力回路１２１より読出された後、転送
電極１１７．１１８に第２図に示ず信号φ８゜φ。を印
加する。これによりまず転送電極１１７の下にボテンシ
Ｖル井戸を形成し、電荷検出電極１１６直下の信号を転
送電極１１７の直下に転送する。

ついで転送電極１１７に印加されるパルス“Ｈ１１レベ
ルからＬ　Ｉ＋レベルに変化さｌると同時に転送電極１
１８に印加されるパルスを゛）−１”レベルに変化させ
、今度は転送電極１１８の直下にポテンシャル井戸を形
成する。

これにより信号電荷は、転送電極１１７の直下から転送
電極１１８の直下へと転送される。このようにすると欠
陥画素補正用の信号（隣接する正常画素信号）が転送電
極１１８下に格納される。

続いて、欠陥画素信号が転送電極１１３゜１１４に転送
されて消滅し、Ｏ８端子に空白信号が出力されるタイミ
ングに合致させて再び転送電極１１７に゛ト１”レベル
のパルスを印加する。すなわち転送電極１１８の直下に
格納した信号を転送電極１１７の直下に、ざらには電荷
検出電極１１６へと転送しこの出力をＯＳ　ＤＥ子より
得る。

この電荷検出電＋４！１１６直下の格納信号はリセット
ゲート１１９に印加される信号φ、によりリセットドレ
イン１２０に尋かれて排出され消滅する。このような動
作を行うことにより固体撮像装置からは欠陥画素に相当
する出力信号部分２４が正常画素信号に置換され補正さ
れた信号２５が得られる。

以上の実施例においては２クロツク前の信号を排出せず
補正信号として再利用しているが、これはカラー固体撮
像装置においてはカラー間の配列上１つおきに同色が配
列されることが多いためである。したがって画素配置構
造に応じ隣接画素情報や３つ以上離れた画素における信
号を補正信号として利用することもできる。その場合転
送電極１１７および１１８の数を増減すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による固体撮像装置では欠陥
画素信号（黒傷、白傷）を補正するための補正回路を固
体ｂπ像装胃内に内蔵させて欠陥画素信号を消去し、仙
の正常画素信号でこの消去した欠陥画素信号を置換補正
して出力するようにしている。

このような構成を採用することにより固体撮像装置から
の画素信ｇを外部サンプルホールド回路によって置換補
正する必要はなくなる。したがってビデオカメラの製作
上、画像欠陥補正用の外部サンプルホールド回路の付加
による部品点数の増加や回路の複雑化および消費電力の
増加等の問題点が解消され、小型軽量のビデオカメラや
付加価値の高い固体ｌｌｄ像装？ｔを提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる固体撮像装置の電極
構成図、第２図は第１図の回路に印加される各種パルス
の波形図、第３図は従来の画像欠陥補正回路の構成ブロ
ック図、第４図は第３図の回路動作を説明するための信
号波形図である。 １０１・・・感光画素、１０２・・・垂直ＣＣＤレジス
タ、１１１，１１２・・・水平転送電極、１１３゜１１
７．１１８・・・転送電極、１１４・・・ドレイン、１
１５・・・出力ゲート電極、１１６・・・電荷検出電極
、１１９・・・リセットゲート、１２０・・・リセット
ドレイン、１２１・・・出力回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各画素から読出される画素信号を所定方向に転送す
   るように配列された第１の転送電極列と、前記第１の転
   送電極列の列端電極から出力ゲート電極を介して前記画
   素信号を受取る電荷検出電極とを具備してなる固体撮像
   装置において、前記列端電極に直交隣接させて設けた電
   荷排出用の第２の転送電極と、前記電荷検出電極に直交
   隣接させて設けた第３の転送電極とを備え、前記画素信
   号中の欠陥画素信号を前記第２の転送電極へ転送すると
   共に前記第３の転送電極に予め蓄積した正常画素信号を
   前記欠陥画素信号の位置に補完するようにしたことを特
   徴とする固体撮像装置。 ２、第１の転送電極が水平転送電極であり第２および第
   ３の転送電極が垂直転送レジスタと平行に形成された特
   許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 ３、電荷検出電極がフローティング形であり、この電位
   に応じて出力信号を取出す出力回路がこの電荷検出電極
   に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の固体撮像装置。