JP3824344B2

JP3824344B2 - Solid-state imaging device

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Publication number: JP3824344B2
Application number: JP09687696A
Authority: JP
Inventors: 広伊藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH09284656A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子上に発生する欠陥画素を検出し、この欠陥画素を補正する機能を有する固体撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像装置において、固体撮像素子上の正常な機能を持たない欠陥画素を補正する手法には、主として以下のような補間形式が用いられている。
例えば、欠陥画素の出力を１画素前の出力または１画素後の出力で置き換える手法として、特公平４−７３６７５号公報には次のように開示されている。この装置のブロック構成図及び画素の出力波形図をそれぞれ、図１１、図１２に示す。図１２に示す出力波形図は、横軸が固体撮像素子上（画面）の水平方向の位置を、縦軸が信号レベルを表す。
【０００３】
図１１において、固体撮像素子１０１上からの各画素信号は、走査駆動回路１０２によって順次読み出される。上記画素信号の中から欠陥信号が抽出され、この欠陥信号を発生する欠陥画素の位置が欠陥位置記憶回路１０３に記憶される。この欠陥画素記憶回路１０３は、上記欠陥画素からの信号が第一Ｓ／Ｈ回路１０４を通過するときに、このＳ／Ｈパルスをマスクし、１画素前のデータで置き換える。
【０００４】
ところが、図１３（ａ）に示すように画面中にＡで示す欠陥画素Ｘｎが、白い被写体と斜線で示す黒い被写体との切り替わり点に存在する場合、上述した置換手法では上記欠陥画素Ｘｎが位置する境界部の１画素部分に白い出力が発生する。画面上ｎ行目（ｎは正の整数）にＡで示した上記欠陥画素Ｘｎがあるとし、その様子を拡大したものを図１３（ｂ）に示す。このとき、第（ｎ−１）行目〜第（ｎ＋１）行目の画素の出力波形図は、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。なお、“０”は黒レベル、“１”は白レベルを表す。
【０００５】
ここで、１画素遅延回路（ＤＬ）１０６を通った図１２（ｄ）〜（ｆ）に示すデータから、１画素遅延回路１０６を通らない図１２（ａ）〜（ｃ）に示すデータをそれぞれ減算する。さらに、この結果、１画素前のデータで置き換えて不自然となる画素Ｘｎに関しては、スイッチ１０８により該当画素Ｘｎの出力の通過時のみ、減算器１０７の図１２（ｇ）に示す出力を通過させ、さらに、最終の減算器１０９により１画素遅延回路１０６の図１２（ｅ）に示す出力から、減算器１０７の図１２（ｇ）に示した出力を減算し、図１２（ｈ）に示す波形を得る。
【０００６】
それ以外の画素信号出力に関しては、後段の最終の減算器１０９の出力が１画素遅延回路１０６の出力に等しくなるように、スイッチ１０８で減算器１０７の出力信号をオン，オフする。
【０００７】
以上の操作により、ｎ行目の上記欠陥画素Ｘｎの信号出力のみ１画素後のデータＹｎで置き換わり、第（ｎ−１）列目〜第（ｎ＋１）列目の波形はそれぞれ図１２（ｄ），（ｈ），（ｆ）に示す出力で構成されることになる。この結果、図１３（ｂ）に示したように欠陥画素Ｘｎが白レベルの出力になりくくなる。
【０００８】
また、欠陥画素の周辺の数画素の出力レベルを平均演算し、この平均の出力レベルを該欠陥画素の出力に置き換える手法として、特公平６３−２３２５７９号公報には次のように開示されている。図１４は、この装置の構成を示すブロック図である。
【０００９】
固体撮像素子２００上の各画素の出力信号は、走査駆動回路２０１によって順次読み出され、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２０２によりディジタル信号に変換される。フレームメモリ２０３は、固体撮像素子２００に対して画面全体（撮像素子全体）にわたる均一入射光を照射したときの撮像素子出力を、オフセット信号として蓄積するためのメモリである。そして、この固体撮像装置では、演算器２０４により通常露光時の撮像素子の出力信号から、上記フレームメモリ２０３に蓄えられた上記オフセット信号が減算されて補正出力が得られる。
【００１０】
上記フレームメモリ２０３にはレベルディテクタ２０５が接続され、このレベルディテクタ２０５により、ある閾値を越えたオフセット信号を有する出力が欠陥画素の出力と認定される。ここで、画素からの出力のうち上記閾値を越えない信号はそのまま出力する。一方、欠陥画素と認定した画素からの出力は、これをＸ２２として、画素の走査線に対応した遅延時間を持つシフトレジスタＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３の一部より、この欠陥画素の出力Ｘ２２を中心とした８個の近傍画素の出力信号を取り出した平均値｛（Ｘ１１＋Ｘ１２＋Ｘ１３＋Ｘ２１＋Ｘ２３＋Ｘ３１＋Ｘ３２＋Ｘ３３）／８｝によって置き換える。
【００１１】
上記レベルディテクタ２０５により判定された欠陥画素の位置は、該欠陥画素が到達するタイミングに合せて空間演算回路２０７に欠陥認識フラグを送り、空間演算回路２０７ではこの欠陥認識フラグを受けたときのみ所定の平均値演算を行って上記欠陥画素を補正し、置き換えて出力する。
【００１２】
ただし、ここでシフトレジスタＳＲｎは入力信号をｎ行遅延することができるシフトレジスタを表し、画素出力Ｘｎｍは撮像素子上のｎ行ｍ列目（ｎ，ｍは正の整数）の画素出力を表す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、欠陥画素の１画素前の画素出力で置き換えることによって、該欠陥画素の出力を補正する場合、欠陥画素が連続もしくは１画素おきに発生したとき等に対しては、適当な補正を行うことができなかった。例えば、２画素連続して欠陥画素が発生した場合、その部分は３画素連続した信号出力が表示されることになる。これは、特に高精細の映像表示を行う必要があるときには、局所的に著しい解像度の劣化となり非常に目障りであった。この補正は、たとえ前後の２画素で置換したところで置換には限界があり、多連続する欠陥画素には対応できないことは明らかである。
【００１４】
また、欠陥画素に対してその周囲数画素をサンプルし、その平均レベルで置換する場合も同様であり、数画素連続もしくは集中して発生する欠陥画素に対しては、サンプル数を増やせば、上述のように距離的に離れた異なるレベルの画素信号で連続して置き換えられる可能性は減るが、領域を拡大すればするほどその領域での欠陥画素数も増えるため、平均値が最適なものになるとは限らない。
【００１５】
また、高精細の映像を得ようとすれば、それだけ多画素の固体撮像素子を必要とし、それに比例して欠陥画素数も増え、連続する欠陥画素の発生率も上がってゆく。このことが高精細な多画素固体撮像素子の歩留まりを著しく下げ、撮像装置全体の価格を上昇させている。
【００１６】
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子上の正常な機能を持たない欠陥画素を検出してこの欠陥画素を含む行または列を読み飛ばすことにより、高品質の画像が得られるようにするとともに、固体撮像素子における欠陥画素の容認数を増すことでその製造歩留まりを向上させ、低価格化を図ることが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、垂直信号線及び水平信号線により上記複数の画素からの画素信号を選択的に読み出し可能な撮像素子と、上記複数の画素の中から正常な機能を持たない欠陥画素が存在する位置を検出する欠陥画素位置検出手段と、当該欠陥画素位置検出手段により検出された上記欠陥画素を含む行または列からの画素信号の読み出しを禁止する読み出し制御手段とを具備したことを特徴とする。
【００１８】
また、さらに本発明の固体撮像装置は、上記撮像素子が所定の有効受光画素の周囲に予備受光画素を有しており、上記読み出し制御手段により上記有効受光画素の特定の行または列から画素信号の読み出しが禁止されたときに、上記予備受光画素のうち複数の画素を新たに有効受光画素として上記所定の有効受光画素に補充することを特徴とする。
【００１９】
また、さらに本発明の固体撮像装置は、上記欠陥画素位置検出手段により検出された欠陥画素の位置が上記撮像素子の略中央部を基準とした所定領域内にあるときに、上記読み出し制御手段による上記欠陥画素を含む行または列からの画素信号の読み出しを禁止することを特徴とする。
【００２０】
すなわち、本発明の固体撮像装置は、マトリクス状に配置された複数の画素から、垂直信号線及び水平信号線により画素信号を選択的に読み出し可能な撮像素子を有しており、上記複数の画素の中から正常な機能を持たない欠陥画素の存在する位置が欠陥画素位置検出手段により検出される。そして、上記欠陥画素位置検出手段により検出された上記欠陥画素を含む行または列からの画素信号の読み出しが読み出し制御手段により禁止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１において、走査駆動回路２により読み出された固体撮像素子４からの出力信号は、欠陥画素検出部６へ出力される。この欠陥画素検出部６は、上記出力信号から欠陥画素を検出し、この検出結果を補正判定部８へ送出する。補正判定部８は、受け取った欠陥画素の検出結果から、欠陥画素の位置を検出し、検出した位置を走査駆動回路２へ送出する。走査駆動回路２は、上記欠陥画素の位置を受け取り、該当する欠陥画素の補正、すなわち、該当する欠陥画素が存在する行または列の読み出しを行わないように画素の読み出しを制御する。
【００２３】
なお、上記欠陥画素検出部６は、例えば均一露光と遮光撮像を行ったときの素子（画素）出力を欠陥画素検出部６内のメモリに取り込み、このときの出力レベルが異常出力レベルである場合、すなわち、画面全体の平均出力レベルから適度に設定した範囲内に収まらない場合にこれを欠陥画素と見なす。さらに、後述するように補正判定部８は、欠陥画素の補正を実行するか否か、すなわち、欠陥画素が存在する行または列の読み飛ばしを行うか否かを判定し、この判定結果を走査駆動回路２へ送出する。
【００２４】
次に、図２に示すアルゴリズムを用いて、本固体撮像装置の動作について説明する。
上記補正判定部８は、走査駆動回路２の発する画素を読み出すための読み出し制御パルスと、欠陥画素検出部６の出力のタイミングを監視することにより、欠陥画素が存在する固体撮像素子上の行及び列を認識する。また、補正判定部８は、固体撮像素子上の行及び列の独立読み出し機能を利用して、上記異常出力レベルがマスクされる行及び列を検索する。そして、求めた行及び列から欠陥画素の位置を特定する（ステップＳ１）。その後、走査駆動回路２により欠陥画素が存在する行または列の読み出しが行われるタイミングに、走査駆動回路２に対してこの読み出しをマスクするパルスを送出する（ステップＳ２）。
【００２５】
次に、走査駆動回路２による欠陥画素の読み飛ばし動作をＭＯＳ型固体撮像素子であるＣＭＤ（Ｃharge Ｍodulation Ｄevice ）を用いて行った場合を例にとって以降の説明を行う。
【００２６】
図３は、全画素をａ行×ｂ列の画素で構成するＭＯＳ型固体撮像素子の簡易構造を示す図である。この固体撮像素子は、行毎の読み出しを一括制御する垂直走査制御部１０と、列毎の読み出しを一括制御する水平走査制御部１２とを有し、これら垂直走査制御部１０及び水平走査制御部１２より各行、各列に駆動パルスを送信することにより、画素信号を出力する。
【００２７】
また、図４及び図５は横軸に時間を取ったときの画素信号を出力するために必要となる上記駆動パルスを示すタイミングチャートである。固体撮像素子上の画素の読み出しは以下の手順で制御される。
【００２８】
垂直走査制御部１０においては、まず読み出しを開始するためにφSTV が与えられる。これにより第１行目の読み出しが開始されると同時に、各行に対する読み出し制御電位パルスφGn（n ＝１，２，…）が一斉に印可される。読み出し制御電位パルスφGnの電位は大きく４種類あり、Ｖ1 ［Ｖ］の期間では電荷を蓄積し、Ｖ2 ［Ｖ］で読み出し状態となり、この読み出し完了後にＶ3 ［Ｖ］で全蓄積電荷を放出する。Ｖ4 ［Ｖ］は余剰電荷を放出するための電位であり、再度読み出し電位Ｖ2 ［Ｖ］が来るまで、Ｖ1 ［Ｖ］による電荷蓄積とＶ4 ［Ｖ］による余剰電荷の放出とを繰り返す。
【００２９】
一方、水平走査制御部１２においても、同様にφSTV に同期する読み出し開始パルスφSTH が与えられ、第１列目の読み出しが開始される。φSTH は読み出し列を第１列目に戻すように、水平読み出し周期毎にパルスを発生する動作を繰り返す。第ｎ列の出力は、各列のスイッチを順次φPm（m ＝１，２，…）で制御することで読み出し、電荷を出力アンプに送り出して図４（ｇ），図５（ｆ）に示す信号出力Ｓig.outを得る。
【００３０】
以下に、図３に示すｎ行ｍ列目（ｎ，ｍは正の整数）にある欠陥画素Ａを実際に読み飛ばすための走査について説明する。
まず、行読み飛ばしにより補正するときの走査パルスについて述べる。ｎ行目の読み出しを制御するφGnにおいて、ｎ行目を読み出そうとした場合、このタイミングの１水平期間（１Ｈ）には、本来ならば図４（ｄ）に点線で示すような読み出し電位Ｖ2 ［Ｖ］と全蓄積電荷放出電位Ｖ3 ［Ｖ］が与えられる。
【００３１】
しかし、ｎ行目の読み出しを飛ばすために、図４（ｄ）に点線で示すような電位を与えず、図４（ｄ）に実線で示すような余剰電荷放出電位Ｖ4 ［Ｖ］と電荷蓄積電位Ｖ1 ［Ｖ］のみを繰り返し与え続けるようにする。これにより、固体撮像素子上のｎ行目の画素の読み出しを飛ばし、ｎ行目の画素をマスクすることができる。
【００３２】
そして、本来第ｎ行が読み出されるタイミングでは第（ｎ＋１）行の信号出力を読み出すために、図４（ｅ）に示すようなφGn+1の読み出し電位を１水平走査期間だけ早く与える。同様に、第（ｎ＋１）行目以降の行の読み出しタイミングは、順次１水平走査期間早めにシフトさせる。以上の走査を毎フレームもしくは毎フィールド繰り返して、常に第ｎ行を読み飛ばす。
【００３３】
次に、列読み飛ばしにより補正しようとしたときの走査パルスについて、図５を用いて説明する。
ｍ列目の読み出しを制御するφPmにおいて、ｍ列目を読み出そうとした場合、このタイミングの１画素走査期間（１Ｐ）には、本来ならば図５（ｄ）に点線で示すような読み出し制御パルスが与えられる。そこで、図５（ｄ）に点線で示すような電位を与えないことにより、ｍ列目の読み出しを飛ばし、ｍ列目の画素をマスクする。
【００３４】
そして、本来第ｍ列が読み出されるタイミングにおいて、第（ｍ＋１）列の信号出力を読み出すために、図５（ｅ）に示すようなφPm+1の読み出し電位を１画素走査期間早く与える。同様に、第（ｍ＋１）列以降の列の読み出しタイミングを順次１画素走査期間早めにシフトさせる。以上の走査を毎水平走査期間繰り返して、常に第ｍ列を読み飛ばす。
【００３５】
以上説明したように本第１の実施の形態によれば、固体撮像素子上の独立した任意の行または列の読み出しが可能であることにより、欠陥画素が連続して存在する行または列を読み飛ばすことで連続する欠陥画素を置換することによって発生する局所的な解像度悪化を防止することができる。また、固体撮像素子上の連続する画素欠陥を容認できるようにすることで、多画素固体撮像素子の製造歩留まりを向上させて、固体撮像装置の低価格化が可能となる。
【００３６】
次に、第２の実施の形態の固体撮像装置について説明する。
この第２の実施の形態は、上記固体撮像素子４に予備受光画素を設けたものであり、その他の構成については、図１に示した上記第１の実施の形態と同様であるため、ここに編入するものとしその説明は省略する。
【００３７】
図６は、予備受光画素を設けた固体撮像素子の画素配列形態の簡易図である。この固体撮像素子４は（ａ行×ｂ列）個（ａ，ｂは正の整数）の有効受光画素に加え、垂直，水平方向にそれぞれｃ行，ｄ列（ｃ，ｄは正の整数）の予備受光可能画素を有し、任意の行及び列の画素を独立して読み出すことが可能である。さらに、上記固体撮像素子４は、予備受光画素行に対して各水平行毎にオプティカルブラック（以下ＯＢと記す）部を備えている。ただし、ＯＢ部は特に水平方向に各行用意されている必要はなく、ＯＢ部を用いた処理が予備受光画素に対しても通常の有効受光画素と同様に行える配置であれば良い。
【００３８】
この固体撮像装置では、上記第１の実施の形態おいて、読み飛ばしが行われた行または列の本数分だけ、予備受光画素として用意している行または列を有効受光画素として取り扱うようにする。
【００３９】
例えば、垂直，水平方向にｘ行，ｙ列（ｘ，ｙは正の整数）の読み飛ばしを行った場合、予備受光画素行または列の有効受光画素に隣接する側から、ｘ本（行），ｙ本（列）を有効受光画素行または列として取り扱うように読み出しを変更する。以下、上記第１の実施の形態と全く同様の動作により、読み飛ばしを実行する。
【００４０】
上記第１の実施の形態において、欠陥画素の発生状況に応じて読み飛ばす行または列が多くなると、読み飛ばした行または列の分だけ読み出し周期が短縮され、タイミングジェネレータに対する負担が大きくなるとともに、映像欠落に伴う解像本数の低下を引き起こす。そこで、あらかじめ持っている予備受光画素列もしくは行のうち、読み飛ばした分だけ有効受光画素とすることにより、読み飛ばしにより生じるタイミングジェネレータの負担を軽減し、映像欠落に伴う解像本数の低下も防ぐことができる。
【００４１】
次に、第３の実施の形態の固体撮像装置について説明する。
この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態の図２に示したアルゴリズムに対し、補正、すなわち、画素の読み飛ばしを実行するか否かの判定フローを付加するものである。その他の構成については、図１に示した上記第１の実施の形態と同様であるため、ここに編入するものとしその説明は省略する。
【００４２】
有効受光画素をａ行×ｂ列（ａ，ｂは正の整数）で構成する固体撮像素子において、ｎ行ｍ列目にある画素が欠陥と判定された場合について説明する。この欠陥画素が図７に示す領域β内に存在するとき、すなわち、画面端部からｅ行，ｆ列の範囲内に収まるときには、補正判定部８はこれを画面表示上の見た目に影響を与えない欠陥画素であると判断し、読み飛ばしによる補正を指示しない、つまり、欠陥画素が存在する行または列の読み出しを中止するためのマスクパルスを発生しない。ここで、ｅ行，ｆ列は画面表示上の見た目に影響を与えない周辺部を網羅できる値であるとする。
【００４３】
また、欠陥画素が図７に示す領域α内の画面中央部にあるときには、補正判定部８はこれを画面表示上の見た目に影響を与える欠陥画素であると判断し、この欠陥画素が存在する行または列の読み出しを中止するためのマスクパルスを発生して、これを走査駆動回路２に送る。以降、読み飛ばし処理までの流れは上記第１の実施の形態と同様である。
【００４４】
なお、ここでは画面端部の欠陥画素を補正しない例を説明したが、注目する領域の外にある欠陥画素は補正しないというような仕様にも、同様に応用できる。以上説明したように本第３の実施の形態によれば、固体撮像素子の画面略中央部付近の欠陥画素のみを補正することとし、画面端部に発生する欠陥画素は目障りになりにくいためこれを補正しないこととすることにより、装置の規模もしくは補正の動作時間を短縮することができる。
【００４５】
次に、第４の実施の形態の固体撮像装置について説明する。
この第４の実施の形態は、上記第１の実施の形態の図２に示したアルゴリズムに対し、補正、すなわち、画素の読み飛ばしを実行するか否かの判定フローを付加するものである。その他の構成については、図１に示した上記第１の実施の形態と同様であるため、ここに編入するものとしその説明は省略する。
【００４６】
図８は、第４の実施の形態の固体撮像装置におけるアルゴリズムを説明するための図である。この図８を用いて、本固体撮像装置の動作について説明する。
この固体撮像装置では、固体撮像素子４上において、欠陥画素検出部６により欠陥として検出された画素の位置を、例えば不図示のＣＰＵのアドレスマップに対応させて記憶しておく。そして、欠陥画素が検出される度に（ステップＳ１０）、補正判定部８は補正を実行するか否か、すなわち、この欠陥画素の周囲ｚ行×ｗ列内に存在する画素が欠陥画素であるか否かを判定する（ステップＳ１１，Ｓ１３）。つまり、欠陥画素に隣接する画素が欠陥であるか否かを１画素づつ確認し、これを行方向にｚ回、列方向にはｗ回繰り返して、周囲ｚ行×ｗ列の画素欠陥状況を確認する（ステップＳ１１，Ｓ１３）。
【００４７】
この過程で欠陥画素が確認された場合は、補正判定部８は該当画素が存在する行または列を読み飛ばすのためのマスクパルスを発生し（ステップＳ１２，Ｓ１４）、これを走査駆動回路２に送る。以降、読み飛ばし処理までの流れは上記第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
以上説明したように本第４の実施の形態によれば、欠陥と判定された画素の周囲ｚ行×ｗ列（ｚ，ｗは正の整数）の所定範囲に他の欠陥画素が存在するか否かを判定し、欠陥画素が存在しない場合は読み飛ばしによる補正を実施しないことにより、すなわち、離散的に１画素単位で発生した欠陥画素に対しては、その欠陥画素の存在する行または列の読み飛ばしによる補正を行わないことにより、読み飛ばし過多に伴う映像の抜けに起因する局所的な異常映像の発生を抑止できる。
【００４９】
次に、第５の実施の形態の固体撮像装置について説明する。
この第５の実施の形態は、上記第１の実施の形態の図２に示したアルゴリズムに対し、補正、すなわち、画素の読み飛ばしを実行するか否かの判定フローを付加するものである。上記判定フローでは、読み飛ばしによる補正が垂直（行）または水平（列）方向で連続しているか、もしくは極めて接近しているかどうかを確認し、これにより読み飛ばしを行うか否かを決定する。その他の構成については、図１に示した上記第１の実施の形態と同様であるため、ここに編入するものとしその説明は省略する。
【００５０】
図９は、第５の実施の形態の固体撮像装置におけるアルゴリズムを説明するための図である。この図９用いて、本固体撮像装置の動作について説明する。
この固体撮像装置では、固体撮像素子４上において、欠陥画素検出部６により欠陥として検出された画素の存在する行または列は読み飛ばされるものとして（読み飛ばし行または列）これらの位置を、例えば不図示のＣＰＵのアドレスマップに対応させて記憶しておく（ステップＳ２０）。補正判定部８は、読み飛ばし行または列の位置を記憶したアドレスマップにおいて、欠陥画素の存在する行または列毎に、該欠陥画素が存在する行または列の前後の行または列が読み飛ばし判定されているか否かを確認する（ステップＳ２１，Ｓ２３）。ここで、読み飛ばされていないことを認識した場合は、上記欠陥画素が存在する行または列を読み飛ばすためのマスクパルスを発生する（ステップＳ２２，Ｓ２４）。
【００５１】
また、上記ステップＳ２１，Ｓ２３にて欠陥画素が存在する行または列の前後の行または列が読み飛ばし判定されている場合は、上記欠陥画素が存在する行または列の読み飛ばしを中止する（ステップＳ２５）。さらに、上記欠陥画素が存在する行または列の読み飛ばしを中止した場合は、この結果を上記読み飛ばし行または列の位置を記憶したアドレスマップにフィードバックし、データを更新する。以降、読み飛ばし処理までの流れは上記第１の実施の形態と同様である。
【００５２】
以上説明したように本第５の実施の形態によれば、欠陥画素が存在する行または列の近傍の行または列の画像信号に対して、すでに読み飛ばしが行われているときは、読み飛ばしによる補正を行わないことにより、集中する読み飛ばしに伴う映像の抜けに起因した局所的な異常映像の発生を抑止できる。
【００５３】
次に、６の実施の形態の固体撮像装置について説明する。
この第６の実施の形態は、上記第１の実施の形態の図２に示したアルゴリズムに対し、欠陥画素をこれを含んだ垂直（行）方向に読み飛ばすか、あるいは水平（列）方向に読み飛ばすかを判定するフローを付加するものである。すなわち、この実施の形態では、任意の欠陥画素に注目し、この欠陥画素と同一の行もしくは列に他の欠陥画素が存在した場合、他の欠陥画素がその欠陥画素を含む水平（行）方向に多いか、垂直（列）方向に多いかを判定し、多い方向の行または列を読み飛ばす。
【００５４】
図１０は、第６の実施の形態の固体撮像装置におけるアルゴリズムを説明するための図である。この図１０を用いて、本固体撮像装置の動作について説明する。
【００５５】
上記第４の実施の形態のように欠陥画素の位置をアドレスマップ化し（ステップＳ３０）、このデータをもとに行毎，列毎に欠陥画素の数をカウントして、欠陥画素が存在する行または列に関し行毎，列毎の欠陥画素数を格納するＬ．Ｕ．Ｔ．（Ｌook Ｕp Ｔable）を作成する（ステップＳ３１）。
【００５６】
ここで本固体撮像装置では、検出した任意の欠陥画素が存在する行または列、それぞれに存在する欠陥画素数を上記欠陥画素数Ｌ．Ｕ．Ｔ．により確認し、行方向にｕ個の欠陥画素、列方向にｖ個の欠陥画素が確認できたとする。
【００５７】
続いて、補正判定部８はｕ＜ｖが成り立つか否かを判定する（ステップＳ３２）。ここで、ｕ＜ｖであれば、行方向よりも列方向に欠陥画素が多いと見なして列方向を読み飛ばすためのマスクパルスを発生する（ステップＳ３４）。一方、ｕ＜ｖでないときは、列方向よりも行方向に欠陥画素が多いと見なして行方向を読み飛ばすためのマスクパルスを発生する（ステップＳ３３）。
【００５８】
本第６の実施の形態においては、上記Ｌ．Ｕ．Ｔ．からの情報に基づき、欠陥画素が最も多く存在する行または列から優先的に読み飛ばし、これにより補正された行または列上の欠陥画素を欠陥とは見なさずに、残った欠陥画素に対してのみ上記判定フローを繰り返す。これにより、順次欠陥画素を減らしてゆけば、より効率的な補正を行える。なお、以降の読み飛ばし処理までの流れは上記第１の実施の形態と同様である。
【００５９】
以上説明したように本第６の実施の形態よれば、任意の欠陥画素に注目して、他の欠陥画素がその欠陥画素を含む水平（行）方向に多いか、垂直（列）方向に多いかを判定し、多い方向の行または列を読み飛ばすことにより、読み飛ばしを実行する行または列の本数を削減する。これにより、読み飛ばしによる映像の抜けを抑止して、より効率的な欠陥補正を行うことができる。
【００６０】
なお、上記第３〜６の実施の形態は、それぞれを任意に合成して同時に各効果を得ることが可能である。
なお、本発明の上記実施形態によれば、以下のごとき構成が得られる。
（１）マトリクス状に配置した複数の画素を有する撮像素子と、
上記撮像素子上の行または列を独立して読み出す読出手段と、
欠陥画素の位置を検出もしくは格納する欠陥画素位置導出手段と、
この欠陥画素位置導出手段により導出した上記欠陥画素を含む行または列からの画素信号の読み出しを行わないように制御する読み出し制御手段と、
を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
（２）上記撮像素子は、映像を表示するために必要な数の受光領域が行方向にａ画素、列方向にｂ画素（ａ，ｂは正の整数）から成っており、これに加えて行，列方向にそれぞれｃ行，ｄ列（ｃ，ｄは正の整数）の予備の受光可能画素を備えたことを特徴とする（１）に記載の固体撮像装置。
（３）上記読み出し制御手段は、上記欠陥画素位置導出手段で導出された欠陥画素の位置が上記撮像素子の略中央部にあるとき、上記撮像素子が撮像する映像が見た目に影響するものとして、上記欠陥画素が存在する行または列に対して読み出しを行わないことを特徴とする（１）に記載の固体撮像装置。
（４）上記読み出し制御手段は、検出された欠陥画素に連続して又は上記欠陥画素から予め決められた近傍の位置にさらに欠陥画素が存在する場合、上記検出された欠陥画素が存在する行または列の画素信号を読み飛ばすことを特徴とする（１）に記載の固体撮像装置。
（５）上記読み出し制御手段は、欠陥画素が存在する行または列に関して連続して又は上記欠陥画素から予め決められた近傍の位置にある行または列に対し、読み飛ばしが既に実施されている場合、上記欠陥画素が存在する行または列に対して読み飛ばしを行わないことを特徴とする（１）に記載の固体撮像装置。
（６）上記読み出し制御手段は、注目する欠陥画素と同一の行または列に存在する欠陥画素の数を認識し、この認識した欠陥画素の数が行方向に多い場合は行方向に、また列方向に多い場合は列方向に対して画素信号の読み出しを行わないことを特徴とする（１）に記載の固体撮像装置。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、固体撮像素子上の正常な機能を持たない欠陥画素を検出してこの欠陥画素を含む行または列を読み飛ばすことにより、高品質の画像が得られるようにするとともに、固体撮像素子における欠陥画素の容認数を増すことでその製造歩留まりを向上させ、低価格化を図ることが可能な固体撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の固体撮像装置の動作を説明するための図である。
【図３】全画素をａ行×ｂ列の画素で構成するＭＯＳ型固体撮像素子の簡易構造を示す図である。
【図４】画素信号を出力するための駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図５】画素信号を出力するための駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図６】予備受光画素を設けた固体撮像素子の画素配列形態の簡易図である。
【図７】第３の実施の形態の固体撮像装置の動作を説明するための画素配列形態の簡易図である。
【図８】第４の実施の形態の固体撮像装置の動作を説明するための図である。
【図９】第５の実施の形態の固体撮像装置の動作を説明するための図である。
【図１０】第６の実施の形態の固体撮像装置の動作を説明するための図である。
【図１１】従来例の装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す装置における画素の出力波形図である。
【図１３】欠陥画素と画面表示状態を示す図である。
【図１４】従来例の装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２走査駆動回路
４固体撮像素子
６欠陥画素検出部
８補正判定部
１０垂直走査制御部
１２水平走査制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device having a function of detecting a defective pixel generated on a solid-state imaging device and correcting the defective pixel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a solid-state imaging device, the following interpolation format is mainly used as a method of correcting a defective pixel having no normal function on a solid-state imaging device.
For example, Japanese Patent Publication No. 4-73675 discloses the following as a method of replacing the output of a defective pixel with the output of one pixel before or the output of one pixel after. FIG. 11 and FIG. 12 show a block configuration diagram of this apparatus and an output waveform diagram of a pixel, respectively. In the output waveform diagram shown in FIG. 12, the horizontal axis represents the horizontal position on the solid-state imaging device (screen), and the vertical axis represents the signal level.
[0003]
In FIG. 11, each pixel signal from the solid-state image sensor 101 is sequentially read out by the scanning drive circuit 102. A defect signal is extracted from the pixel signal, and the position of the defective pixel that generates the defect signal is stored in the defect position storage circuit 103. When the signal from the defective pixel passes through the first S / H circuit 104, the defective pixel storage circuit 103 masks the S / H pulse and replaces it with the data of the previous pixel.
[0004]
However, as shown in FIG. 13A, when the defective pixel Xn indicated by A is present at the switching point between the white subject and the black subject indicated by diagonal lines, the defective pixel Xn is positioned by the above-described replacement method. A white output is generated in one pixel portion of the boundary portion. FIG. 13B shows an enlarged view of the defective pixel Xn indicated by A in the nth row (n is a positive integer) on the screen. At this time, the output waveform diagrams of the pixels on the (n−1) th to (n + 1) th rows are as shown in FIGS. Note that “0” represents a black level and “1” represents a white level.
[0005]
Here, the data shown in FIGS. 12A to 12C not passing through the one-pixel delay circuit 106 from the data shown in FIGS. 12D to 12F passing through the one-pixel delay circuit (DL) 106, respectively. Subtract. Further, as a result, regarding the pixel Xn that becomes unnatural by being replaced with the data of the previous pixel, the output shown in FIG. 12G of the subtractor 107 is allowed to pass only when the output of the pixel Xn is passed by the switch 108. Further, the final subtracter 109 subtracts the output shown in FIG. 12G of the subtractor 107 from the output shown in FIG. 12E of the one-pixel delay circuit 106, and the waveform shown in FIG. Get.
[0006]
For other pixel signal outputs, the switch 108 turns on / off the output signal of the subtractor 107 so that the output of the final subtractor 109 in the subsequent stage becomes equal to the output of the one-pixel delay circuit 106.
[0007]
With the above operation, only the signal output of the defective pixel Xn in the n-th row is replaced with the data Yn after one pixel, and the waveforms in the (n−1) th column to the (n + 1) th column are shown in FIG. , (H), (f). As a result, as shown in FIG. 13B, the defective pixel Xn is less likely to be a white level output.
[0008]
Japanese Patent Publication No. 63-232579 discloses the following as a method for averaging the output levels of several pixels around the defective pixel and replacing the average output level with the output of the defective pixel. . FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of this apparatus.
[0009]
The output signal of each pixel on the solid-state imaging device 200 is sequentially read out by the scanning drive circuit 201 and converted into a digital signal by an analog / digital (A / D) converter 202. The frame memory 203 is a memory for accumulating, as an offset signal, an image sensor output when the solid-state image sensor 200 is irradiated with uniformly incident light over the entire screen (the entire image sensor). In this solid-state imaging device, the arithmetic unit 204 subtracts the offset signal stored in the frame memory 203 from the output signal of the imaging element during normal exposure to obtain a corrected output.
[0010]
A level detector 205 is connected to the frame memory 203, and an output having an offset signal exceeding a certain threshold is recognized as an output of a defective pixel by the level detector 205. Here, a signal that does not exceed the threshold among outputs from the pixels is output as it is. On the other hand, the output from the pixel identified as a defective pixel is X22, and the output X22 of the defective pixel is centered on a part of the shift registers SR1, SR2, SR3 having delay times corresponding to the scanning lines of the pixel. The average value {(X11 + X12 + X13 + X21 + X23 + X31 + X32 + X33) / 8} obtained by taking out the output signals of the eight neighboring pixels is replaced.
[0011]
The position of the defective pixel determined by the level detector 205 is sent only when the defect recognition flag is sent to the space arithmetic circuit 207 in accordance with the timing at which the defective pixel arrives. Then, the defective pixel is corrected, replaced, and output.
[0012]
Here, the shift register SRn represents a shift register that can delay the input signal by n rows, and the pixel output Xnm represents the pixel output of the nth row and mth column (n and m are positive integers) on the image sensor. .
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the output of the defective pixel is corrected by replacing it with the pixel output one pixel before the defective pixel, an appropriate correction is made when the defective pixel occurs continuously or every other pixel. Could not do. For example, when defective pixels are generated consecutively for two pixels, a signal output including three consecutive pixels in that portion is displayed. This is extremely disturbing because the resolution is locally significantly deteriorated when it is necessary to display a high-definition image. It is clear that this correction has a limit in replacement even when two pixels are replaced in the front and rear, and it cannot cope with a defective pixel that continues in succession.
[0014]
The same applies to the case of sampling several pixels around the defective pixel and replacing them at the average level. For defective pixels that occur continuously or concentrated several pixels, if the number of samples is increased, Although the possibility of successive replacement with pixel signals at different levels such as distance decreases, the larger the area, the more defective pixels in that area, so the average value becomes optimal Not necessarily.
[0015]
In addition, if a high-definition image is to be obtained, a solid-state imaging device having a large number of pixels is required, and the number of defective pixels is increased in proportion thereto, and the occurrence rate of continuous defective pixels is increased. This significantly lowers the yield of high-definition multi-pixel solid-state image sensors and raises the price of the entire image pickup apparatus.
[0016]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and by detecting a defective pixel having no normal function on a solid-state imaging device and skipping a row or a column including the defective pixel, high quality is achieved. An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of obtaining an image and improving the manufacturing yield by increasing the allowable number of defective pixels in the solid-state imaging device, thereby reducing the price.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a solid-state imaging device of the present invention has a plurality of pixels arranged in a matrix, and selectively reads out pixel signals from the plurality of pixels by a vertical signal line and a horizontal signal line. A possible image sensor, a defective pixel position detecting unit that detects a position where a defective pixel having no normal function is present among the plurality of pixels, and the defective pixel detected by the defective pixel position detecting unit Row or column And a readout control means for prohibiting readout of a pixel signal from.
[0018]
Further, in the solid-state imaging device according to the present invention, the imaging element has a preliminary light receiving pixel around a predetermined effective light receiving pixel, and the readout control means specifies the effective light receiving pixel. Row or column When readout of a pixel signal is prohibited, a plurality of pixels among the preliminary light receiving pixels are newly supplemented to the predetermined effective light receiving pixels as effective light receiving pixels.
[0019]
Furthermore, the solid-state imaging device according to the present invention is configured so that the readout control unit uses the readout control unit when the position of the defective pixel detected by the defective pixel position detection unit is within a predetermined area with reference to a substantially central portion of the imaging element. Including the defective pixels Row or column Reading pixel signals from is prohibited.
[0020]
In other words, the solid-state imaging device of the present invention has an imaging device that can selectively read out pixel signals from a plurality of pixels arranged in a matrix by a vertical signal line and a horizontal signal line, and the plurality of pixels The position where the defective pixel having no normal function is detected by the defective pixel position detecting means. And including the defective pixel detected by the defective pixel position detecting means Row or column Reading of pixel signals from is prohibited by the reading control means.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
[0022]
In FIG. 1, the output signal from the solid-state imaging device 4 read by the scanning drive circuit 2 is output to the defective pixel detection unit 6. The defective pixel detection unit 6 detects a defective pixel from the output signal and sends the detection result to the correction determination unit 8. The correction determination unit 8 detects the position of the defective pixel from the received detection result of the defective pixel, and sends the detected position to the scanning drive circuit 2. The scan driving circuit 2 receives the position of the defective pixel and controls the pixel reading so that the corresponding defective pixel is not corrected, that is, the row or column where the corresponding defective pixel exists is not read.
[0023]
The defective pixel detection unit 6 takes in an element (pixel) output when, for example, uniform exposure and light-shielding imaging are performed, into a memory in the defective pixel detection unit 6, and the output level at this time is an abnormal output level. In other words, if it does not fall within a reasonably set range from the average output level of the entire screen, this is regarded as a defective pixel. Further, as will be described later, the correction determination unit 8 determines whether or not to perform defective pixel correction, that is, whether or not to skip a row or column in which the defective pixel exists, and scans the determination result. It is sent to the drive circuit 2.
[0024]
Next, the operation of the solid-state imaging device will be described using the algorithm shown in FIG.
The correction determination unit 8 monitors the readout control pulse for reading out the pixel emitted from the scan driving circuit 2 and the output timing of the defective pixel detection unit 6, so that the row on the solid-state imaging device where the defective pixel exists and Recognize columns. In addition, the correction determination unit 8 searches for a row and a column in which the abnormal output level is masked by using an independent row and column readout function on the solid-state imaging device. Then, the position of the defective pixel is specified from the obtained row and column (step S1). Thereafter, a pulse for masking the readout is sent to the scan drive circuit 2 at the timing when the scan drive circuit 2 reads out the row or column in which the defective pixel exists (step S2).
[0025]
Next, the following description will be given by taking as an example the case where the scanning operation of the defective pixel by the scanning drive circuit 2 is performed using a CMD (Charge Modulation Device) which is a MOS type solid-state imaging device.
[0026]
FIG. 3 is a diagram showing a simple structure of a MOS type solid-state imaging device in which all pixels are composed of pixels of a rows × b columns. The solid-state imaging device includes a vertical scanning control unit 10 that collectively controls reading for each row and a horizontal scanning control unit 12 that collectively controls reading for each column. The vertical scanning control unit 10 and the horizontal scanning control unit A pixel signal is output by transmitting a drive pulse from 12 to each row and each column.
[0027]
4 and 5 are timing charts showing the drive pulses necessary for outputting pixel signals when time is taken on the horizontal axis. Reading of pixels on the solid-state image sensor is controlled by the following procedure.
[0028]
In the vertical scanning control unit 10, first, φSTV is given to start reading. As a result, reading of the first row is started, and at the same time, read control potential pulses φGn (n = 1, 2,...) Are simultaneously applied to the respective rows. There are four types of potentials of the read control potential pulse φGn. Charges are accumulated in the period of V1 [V], the read state is entered at V2 [V], and all accumulated charges are released at V3 [V] after this read is completed. V4 [V] is a potential for discharging surplus charges, and the charge accumulation by V1 [V] and the discharge of surplus charges by V4 [V] are repeated until the read potential V2 [V] comes again.
[0029]
On the other hand, in the horizontal scanning control unit 12 as well, a read start pulse φSTH synchronized with φSTV is given in the same manner, and reading of the first column is started. φSTH is the first readout column Column To return to the eyes, the operation of generating a pulse is repeated every horizontal readout cycle. The outputs of the n-th column are read by sequentially controlling the switches of each column with φPm (m = 1, 2,...), And the charges are sent to the output amplifier, as shown in FIGS. 4 (g) and 5 (f). The signal output Sig.out is obtained.
[0030]
Hereinafter, scanning for actually skipping the defective pixel A in the nth row and mth column (n and m are positive integers) shown in FIG. 3 will be described.
First, the scanning pulse when correcting by skipping the line reading will be described. In φGn for controlling the reading of the n-th row, when an attempt is made to read the n-th row, the reading potential as originally indicated by a dotted line in FIG. V2 [V] and total accumulated charge release potential V3 [V] are given.
[0031]
However, in order to skip the reading of the nth row, the potential as shown by the dotted line in FIG. 4D is not given, and the surplus charge discharge potential V4 [V] and the charge accumulation as shown by the solid line in FIG. Only the potential V1 [V] is continuously applied. As a result, it is possible to skip reading out the pixels in the nth row on the solid-state imaging device and mask the pixels in the nth row.
[0032]
Then, in order to read the signal output of the (n + 1) th row at the timing when the nth row is originally read, a read potential of φGn + 1 as shown in FIG. 4E is given earlier by one horizontal scanning period. Similarly, the read timings of the (n + 1) th and subsequent rows are sequentially shifted earlier by one horizontal scanning period. The above scanning is repeated every frame or every field, and the nth row is always skipped.
[0033]
Next, a scanning pulse when correction is attempted by skipping column reading will be described with reference to FIG.
In φPm for controlling the reading of the m-th column, when an attempt is made to read the m-th column, during the one-pixel scanning period (1P) at this timing, the reading as originally indicated by the dotted line in FIG. A control pulse is provided. Therefore, by not applying a potential as indicated by a dotted line in FIG. 5D, reading of the m-th column is skipped and the pixels of the m-th column are masked.
[0034]
Then, in order to read the signal output of the (m + 1) -th column at the timing when the m-th column is originally read, a reading potential of φPm + 1 as shown in FIG. 5E is given earlier by one pixel scanning period. Similarly, the readout timing of the (m + 1) th and subsequent columns is sequentially shifted one pixel scanning period earlier. The above scanning is repeated every horizontal scanning period, and the m-th column is always skipped.
[0035]
As described above, according to the first embodiment, any independent row or column on the solid-state imaging device can be read, so that a row or column in which defective pixels exist continuously can be read. By skipping, it is possible to prevent local resolution deterioration caused by replacing consecutive defective pixels. In addition, by allowing continuous pixel defects on the solid-state imaging device, it is possible to improve the manufacturing yield of the multi-pixel solid-state imaging device and to reduce the price of the solid-state imaging device.
[0036]
Next, a solid-state imaging device according to a second embodiment will be described.
In the second embodiment, preliminary light receiving pixels are provided in the solid-state imaging device 4, and the other configurations are the same as those in the first embodiment shown in FIG. The description is omitted here.
[0037]
FIG. 6 is a simplified diagram of a pixel arrangement form of a solid-state imaging device provided with preliminary light receiving pixels. In addition to (a row × b column) effective light receiving pixels (a and b are positive integers), the solid-state imaging device 4 has c rows and d columns (c and d are positive integers) in the vertical and horizontal directions, respectively. It is possible to read out pixels in any row and column independently. Further, the solid-state imaging device 4 includes an optical black (hereinafter referred to as OB) portion for each horizontal parallel to the preliminary light receiving pixel row. However, the OB portion does not need to be prepared for each row in the horizontal direction, and any arrangement may be used as long as the processing using the OB portion can be performed on the preliminary light receiving pixels in the same manner as the normal effective light receiving pixels.
[0038]
In this solid-state imaging device, in the first embodiment, the number of rows or columns prepared as spare light-receiving pixels is handled as effective light-receiving pixels by the number of rows or columns that have been skipped. .
[0039]
For example, when skipping x rows and y columns (x and y are positive integers) in the vertical and horizontal directions, x (rows) from the side adjacent to the effective light receiving pixels in the preliminary light receiving pixel rows or columns. , Y lines (columns) are changed so as to be handled as effective light receiving pixel rows or columns. Thereafter, skipping is executed by the same operation as in the first embodiment.
[0040]
In the first embodiment, when the number of rows or columns to be skipped increases according to the occurrence state of defective pixels, the readout cycle is shortened by the number of skipped rows or columns, and the burden on the timing generator is increased. This causes a decrease in the number of resolutions due to missing images. Therefore, by reducing the number of resolutions due to missing images by reducing the burden on the timing generator caused by skipping by setting the effective light-receiving pixels for the skipped portion of the preliminary light-receiving pixel column or row that you have in advance. Can be prevented.
[0041]
Next, a solid-state imaging device according to a third embodiment will be described.
In the third embodiment, a correction flow for determining whether or not to perform correction, that is, skip reading of pixels, is added to the algorithm shown in FIG. 2 of the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here.
[0042]
A case will be described in which, in a solid-state imaging device in which effective light receiving pixels are configured as a rows × b columns (a and b are positive integers), a pixel in the nth row and mth column is determined to be defective. When this defective pixel exists in the region β shown in FIG. 7, that is, when it falls within the range of e rows and f columns from the edge of the screen, the correction determination unit 8 affects the appearance on the screen display. It is determined that there is no defective pixel, and correction by skipping is not instructed, that is, a mask pulse for stopping reading of a row or column in which the defective pixel exists is not generated. Here, it is assumed that the e row and the f column are values that can cover peripheral portions that do not affect the appearance on the screen display.
[0043]
When the defective pixel is in the center of the screen in the region α shown in FIG. 7, the correction determination unit 8 determines that this is a defective pixel that affects the appearance on the screen display, and this defective pixel exists. A mask pulse for stopping the reading of the row or column is generated and sent to the scan driving circuit 2. Thereafter, the flow up to the skipping process is the same as that in the first embodiment.
[0044]
Although an example in which a defective pixel at the edge of the screen is not corrected has been described here, the present invention can be applied to a specification in which a defective pixel outside the region of interest is not corrected. As described above, according to the third embodiment, only defective pixels near the center of the screen of the solid-state imaging device are corrected, and defective pixels generated at the edge of the screen are less likely to be obstructive. Therefore, it is possible to reduce the scale of the apparatus or the operation time for correction.
[0045]
Next, a solid-state imaging device according to a fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment, a correction flow for determining whether to execute correction, that is, skip reading of pixels, is added to the algorithm shown in FIG. 2 of the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here.
[0046]
FIG. 8 is a diagram for explaining an algorithm in the solid-state imaging device according to the fourth embodiment. The operation of this solid-state imaging device will be described with reference to FIG.
In this solid-state imaging device, the position of the pixel detected as a defect by the defective pixel detection unit 6 on the solid-state imaging device 4 is stored in association with, for example, an address map of a CPU (not shown). Then, every time a defective pixel is detected (step S10), whether or not the correction determination unit 8 performs correction, that is, a pixel existing in z rows × w columns around this defective pixel is a defective pixel. Is determined (steps S11 and S13). In other words, it is confirmed whether each pixel adjacent to the defective pixel is defective or not, and this is repeated z times in the row direction and w times in the column direction to determine the pixel defect status of surrounding z rows × w columns. Confirm (steps S11 and S13).
[0047]
When a defective pixel is confirmed in this process, the correction determination unit 8 generates a mask pulse for skipping the row or column in which the corresponding pixel exists (steps S12 and S14), and sends this to the scanning drive circuit 2. send. Thereafter, the flow up to the skipping process is the same as that in the first embodiment.
[0048]
As described above, according to the fourth embodiment, is there any other defective pixel in a predetermined range of z rows × w columns (z and w are positive integers) around the pixel determined to be defective? If there is no defective pixel, the correction by skipping is not performed. That is, for a defective pixel that is discretely generated in units of one pixel, the row or column in which the defective pixel exists By not performing correction due to skipping of reading, it is possible to suppress the occurrence of local abnormal images due to missing images due to excessive skipping.
[0049]
Next, a solid-state imaging device according to a fifth embodiment will be described.
The fifth embodiment adds a flow for determining whether or not to execute correction, that is, skip reading of pixels, to the algorithm shown in FIG. 2 of the first embodiment. In the above determination flow, it is checked whether correction by skipping is continued in the vertical (row) or horizontal (column) direction or very close, thereby determining whether or not skipping is performed. Since other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here.
[0050]
FIG. 9 is a diagram for explaining an algorithm in the solid-state imaging device according to the fifth embodiment. The operation of the solid-state imaging device will be described with reference to FIG.
In this solid-state imaging device, on the solid-state imaging device 4, it is assumed that a row or a column in which a pixel detected as a defect is present by the defective pixel detection unit 6 is skipped (a skipped row or column). The information is stored in correspondence with an unillustrated CPU address map (step S20). The correction determination unit 8 determines, for each row or column in which the defective pixel exists, in the address map in which the position of the skipped row or column is stored, by skipping the row or column before or after the row or column in which the defective pixel exists. It is confirmed whether it has been done (steps S21 and S23). Here, when it is recognized that the reading is not skipped, a mask pulse for skipping the row or column where the defective pixel exists is generated (steps S22 and S24).
[0051]
If it is determined in step S21 or S23 that the row or column before or after the row or column where the defective pixel exists is skipped, the skipping of the row or column where the defective pixel exists is stopped (step S21). S25). Further, when the skipping of the row or column in which the defective pixel exists is stopped, the result is fed back to the address map storing the position of the skipping row or column, and the data is updated. Thereafter, the flow up to the skipping process is the same as that in the first embodiment.
[0052]
As described above, according to the fifth embodiment, when an image signal in a row or column in the vicinity of a row or column in which a defective pixel exists has already been skipped, skipping is performed. By not performing the correction according to the above, it is possible to suppress the occurrence of local abnormal video due to video omission due to concentrated skipping.
[0053]
Next, the solid-state imaging device according to the sixth embodiment will be described.
In the sixth embodiment, in contrast to the algorithm shown in FIG. 2 of the first embodiment, a defective pixel is skipped in the vertical (row) direction including the pixel or in the horizontal (column) direction. A flow for determining whether to skip reading is added. That is, in this embodiment, when attention is paid to an arbitrary defective pixel and another defective pixel exists in the same row or column as the defective pixel, the other defective pixel includes the defective pixel in the horizontal (row) direction. Or in the vertical (column) direction, and skip rows or columns in many directions.
[0054]
FIG. 10 is a diagram for explaining an algorithm in the solid-state imaging device according to the sixth embodiment. The operation of the solid-state imaging device will be described with reference to FIG.
[0055]
As in the fourth embodiment, the position of the defective pixel is converted into an address map (step S30), the number of defective pixels is counted for each row and column based on this data, and the row where the defective pixel is present. Or L. stores the number of defective pixels for each row and each column. U. T.A. (Look Up Table) is created (step S31).
[0056]
Here, in the present solid-state imaging device, the number of defective pixels existing in each row or column where any detected defective pixel exists, and the number of defective pixels L. U. T.A. It is assumed that u defective pixels are confirmed in the row direction and v defective pixels are confirmed in the column direction.
[0057]
Subsequently, the correction determination unit 8 u <v It is determined whether or not holds (step S32). here, u <v If so, defects in the column direction rather than the row direction If there are many pixels Considering this, a mask pulse for skipping the column direction is generated (step S34). on the other hand, u <v If not, defect in row direction rather than column direction Pixel A mask pulse for skipping reading in the row direction is generated (step S33).
[0058]
In the sixth embodiment, the L. U. T.A. Based on the information from the above, the defective pixel on the row or column in which the defective pixel is most preferentially read is skipped, and the defective pixel on the corrected row or column is not regarded as a defect. Only the above determination flow is repeated. Thus, more efficient correction can be performed if the number of defective pixels is sequentially reduced. The flow up to the subsequent skip processing is the same as that in the first embodiment.
[0059]
As described above, according to the sixth embodiment, paying attention to an arbitrary defective pixel, there are many other defective pixels in the horizontal (row) direction including the defective pixel or many in the vertical (column) direction. The number of rows or columns for which skipping is executed is reduced by skipping reading of rows or columns in many directions. As a result, it is possible to suppress the omission of the video due to skipping and perform more efficient defect correction.
[0060]
In the third to sixth embodiments, each can be arbitrarily combined and each effect can be obtained at the same time.
In addition, according to the said embodiment of this invention, the following structures are obtained.
(1) an imaging device having a plurality of pixels arranged in a matrix;
Reading means for independently reading out rows or columns on the image sensor;
A defective pixel position deriving means for detecting or storing the position of the defective pixel;
Read control means for controlling not to read pixel signals from the row or column including the defective pixel derived by the defective pixel position deriving means;
A solid-state imaging device comprising:
(2) In the imaging device, the number of light receiving areas necessary for displaying an image is composed of a pixels in the row direction and b pixels (a and b are positive integers) in the column direction. The solid-state imaging device according to (1), comprising spare light-receiving pixels of c rows and d columns (c and d are positive integers) in the row and column directions, respectively.
(3) When the position of the defective pixel derived by the defective pixel position deriving unit is substantially at the center of the image sensor, the readout control unit affects the appearance of the image captured by the image sensor. The solid-state imaging device according to (1), wherein readout is not performed on a row or a column in which the defective pixel exists.
(4) The readout control unit may be configured so that the defective pixel exists in a row where the detected defective pixel is present when there is a defective pixel continuously in the vicinity of the detected defective pixel or at a position near a predetermined position from the defective pixel. (1) The solid-state imaging device according to (1), wherein pixel signals in a column are skipped.
(5) When the readout control means has already skipped over a row or column that is continuously in relation to a row or column in which a defective pixel exists or is located in a predetermined vicinity from the defective pixel. The solid-state imaging device according to (1), wherein no skip is performed on a row or a column in which the defective pixel exists.
(6) The readout control means recognizes the number of defective pixels present in the same row or column as the defective pixel of interest, and if the number of recognized defective pixels is large in the row direction, the row direction or column When there are many in the direction, the pixel signal is not read out in the column direction. The solid-state imaging device according to (1),
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a high-quality image by detecting a defective pixel having no normal function on a solid-state imaging device and skipping a row or a column including the defective pixel. In addition, by increasing the allowable number of defective pixels in the solid-state imaging device, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of improving the manufacturing yield and reducing the price.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a solid-state imaging device.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the solid-state imaging device according to the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram showing a simplified structure of a MOS type solid-state imaging device in which all pixels are composed of pixels of a rows × b columns.
FIG. 4 is a timing chart showing drive pulses for outputting pixel signals.
FIG. 5 is a timing chart showing drive pulses for outputting pixel signals.
FIG. 6 is a simplified diagram of a pixel arrangement form of a solid-state imaging device provided with preliminary light receiving pixels.
FIG. 7 is a simplified diagram of a pixel arrangement form for explaining the operation of the solid-state imaging device according to the third embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the solid-state imaging device according to the fifth embodiment;
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the solid-state imaging device according to the sixth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional apparatus.
12 is an output waveform diagram of a pixel in the apparatus shown in FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating defective pixels and a screen display state.
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
2 Scanning drive circuit
4 Solid-state image sensor
6 Defective pixel detector
8 Correction judgment part
10 Vertical scan controller
12 Horizontal scan controller

Claims

マトリクス状に配置された複数の画素を有し、垂直信号線及び水平信号線により上記複数の画素からの画素信号を選択的に読み出し可能な撮像素子と、
上記複数の画素の中から正常な機能を持たない欠陥画素が存在する位置を検出する欠陥画素位置検出手段と、
当該欠陥画素位置検出手段により検出された上記欠陥画素を含む行または列からの画素信号の読み出しを禁止する読み出し制御手段と、
を具備したことを特徴とする固体撮像装置。An imaging device having a plurality of pixels arranged in a matrix and capable of selectively reading out pixel signals from the plurality of pixels by a vertical signal line and a horizontal signal line;
A defective pixel position detecting means for detecting a position where a defective pixel having no normal function is present from the plurality of pixels;
A readout control means for prohibiting readout of a pixel signal from a row or a column including the defective pixel detected by the defective pixel position detecting means;
A solid-state imaging device comprising:

上記撮像素子は、所定の有効受光画素の周囲に予備受光画素を有しており、上記読み出し制御手段により上記有効受光画素の特定の行または列から画素信号の読み出しが禁止されたときに、上記予備受光画素のうち複数の画素を新たに有効受光画素として上記所定の有効受光画素に補充することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。The image sensor has a preliminary light receiving pixel around a predetermined effective light receiving pixel, and when reading of a pixel signal from a specific row or column of the effective light receiving pixel is prohibited by the read control unit, 2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a plurality of pixels among the preliminary light receiving pixels are newly supplemented to the predetermined effective light receiving pixels as effective light receiving pixels.

上記欠陥画素位置検出手段により検出された欠陥画素の位置が上記撮像素子の略中央部を基準とした所定領域内にあるときに、上記読み出し制御手段による上記欠陥画素を含む行または列からの画素信号の読み出しを禁止することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。When the position of the defective pixel detected by the defective pixel position detecting means is within a predetermined area with reference to a substantially central portion of the image sensor, pixels from the row or column including the defective pixel by the read control means The solid-state imaging device according to claim 1, wherein reading of a signal is prohibited.