(57)【要約】【課題】何れかの読出用配線が断線している場合に画素データを補正して解像度が高い画像を得ることができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】固体撮像装置１は、受光部１０、信号読出部２０、制御部３０および補正処理部４０を備える。受光部１０では、入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,Ｎが、Ｍ行Ｎ列に２次元配列されている。各画素部Ｐｍ,ｎで発生した電荷は読出用配線ＬＯ,ｎを経て積分回路Ｓｎに入力され、その電荷量に応じて積分回路Ｓｎから出力された電圧値は保持回路Ｈｎを経て出力用配線Ｌoutへ出力される。補正処理部４０では、信号読出部２０から出力される各フレームデータについて補正処理が行われ、その補正処理後のフレームデータが出力される。【選択図】図１
2010028387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部と、
前記受光部における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎそれぞれの読出用スイッチと接続され、前記Ｍ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎのうちの何れかの画素部のフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部の読出用スイッチを介して読み出す読出用配線ＬＯ,ｎと、
前記読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎそれぞれと接続され、前記読出用配線ＬＯ,ｎを経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、
前記受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれの読出用スイッチの開閉動作を制御するとともに、前記信号読出部における電圧値の出力動作を制御して、前記受光部における各画素部Ｐｍ,ｎのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値Ｖ(ｍ,ｎ)をフレームデータとして前記信号読出部から出力させる制御部と、
前記信号読出部から出力される各フレームデータを取得して補正処理を行う補正処理部と、
を備え、
前記補正処理部が、前記読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうちの何れかの第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の断線に因り第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0が前記信号読出部に接続されないときに、第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が第ｎ0列の隣の第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1へ与える影響の程度を表す係数Ｋを用いて、前記信号読出部から出力される各フレームデータのうち、第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)を下記（１）式に従って補正する補正処理をして、これらの補正後の電圧値Ｖc(１,ｎ1)〜Ｖc(ｍ0,ｎ1)に基づいて第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ0)〜Ｖ(ｍ0,ｎ0)を決定する決定処理をする、
ことを特徴とする固体撮像装置（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数、ｍは１以上Ｍ以下の各整数、ｎは１以上Ｎ以下の各整数、ｍ0は１以上Ｍ以下の整数、ｎ0，ｎ1は１以上Ｎ以下の整数）。
【数１】
2010028387.tif 000010
【請求項２】
前記補正処理部が、第ｎ0列および第ｎ1列の何れでもない列を第ｎ2列として、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2)、ならびに、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの他の一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2) に基づいて決定される値を、前記係数Ｋとして用いる、ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置（ただし、ｎ2は１以上Ｎ以下の整数）。
【請求項３】
前記補正処理部が、断線している第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の両隣の列について前記補正処理をする、ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記補正処理部が、前記読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうち何れかの複数の読出用配線が断線しているときに、その断線している複数の読出用配線それぞれに応じた前記係数Ｋを用いて、断線している複数の読出用配線それぞれについて前記補正処理および前記決定処理をする、ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
被写体に向けてＸ線を出力するＸ線出力部と、
前記Ｘ線出力部から出力されて前記被写体を経て到達したＸ線を受光し撮像する請求項１〜４の何れか１項に記載の固体撮像装置と、
前記Ｘ線出力部および前記固体撮像装置を前記被写体に対して相対移動させる移動手段と、
前記固体撮像装置から出力される補正処理後のフレームデータを入力し、そのフレームデータに基づいて前記被写体の断層画像を生成する画像解析部と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部と、
前記受光部における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎそれぞれの読出用スイッチと接続され、前記Ｍ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎのうちの何れかの画素部のフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部の読出用スイッチを介して読み出す読出用配線ＬＯ,ｎと、
前記読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎそれぞれと接続され、前記読出用配線ＬＯ,ｎを経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、
前記受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれの読出用スイッチの開閉動作を制御するとともに、前記信号読出部における電圧値の出力動作を制御して、前記受光部における各画素部Ｐｍ,ｎのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値Ｖ(ｍ,ｎ)をフレームデータとして前記信号読出部から出力させる制御部と、
を備える固体撮像装置から出力されるフレームデータを補正する方法であって、
前記読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうちの何れかの第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の断線に因り第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0が前記信号読出部に接続されないときに、第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が第ｎ0列の隣の第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1へ与える影響の程度を表す係数Ｋを用いて、前記信号読出部から出力される各フレームデータのうち、第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)を下記（２）式に従って補正する補正処理をして、これらの補正後の電圧値Ｖc(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)に基づいて第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ0)〜Ｖ(ｍ0,ｎ0)を決定する決定処理をする、
ことを特徴とするフレームデータ補正方法（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数、ｍは１以上Ｍ以下の各整数、ｎは１以上Ｎ以下の各整数、ｍ0は１以上Ｍ以下の整数、ｎ0，ｎ1は１以上Ｎ以下の整数）。
【数２】
2010028387.tif 000011
【請求項７】
第ｎ0列および第ｎ1列の何れでもない列を第ｎ2列として、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2)、ならびに、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの他の一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2) に基づいて決定される値を、前記係数Ｋとして用いる、ことを特徴とする請求項６に記載のフレームデータ補正方法（ただし、ｎ2は１以上Ｎ以下の整数）。
【請求項８】
断線している第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の両隣の列について前記補正処理をする、ことを特徴とする請求項６に記載のフレームデータ補正方法。
【請求項９】
前記読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうち何れかの複数の読出用配線が断線しているときに、その断線している複数の読出用配線それぞれに応じた前記係数Ｋを用いて、断線している複数の読出用配線それぞれについて前記補正処理および前記決定処理をする、ことを特徴とする請求項６に記載のフレームデータ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置として、ＣＭＯＳ技術を用いたものが知られており、その中でもパッシブピクセルセンサ（ＰＰＳ: Passive Pixel Sensor）方式のものが知られている（特許文献１を参照）。ＰＰＳ方式の固体撮像装置は、入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードを含むＰＰＳ型の画素部がＭ行Ｎ列に２次元配列されていて、各画素部において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷を、積分回路において容量素子に蓄積し、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力するものである。
【０００３】
一般に、各列のＭ個の画素部それぞれの出力端は、その列に対応して設けられている読出用配線を介して、その列に対応して設けられている積分回路の入力端と接続されている。そして、第１行から第Ｍ行まで順次に行毎に、画素部のフォトダイオードで発生した電荷は、対応する読出用配線を経て、対応する積分回路に入力されて、その積分回路から電荷量に応じた電圧値が出力される。
【０００４】
ＰＰＳ方式の固体撮像装置は、様々な用途で用いられ、例えば、シンチレータパネルと組み合わされてＸ線フラットパネルとして医療用途や工業用途でも用いられ、更に具体的にはＸ線ＣＴ装置やマイクロフォーカスＸ線検査装置等においても用いられる。このような用途で用いられる固体撮像装置は、Ｍ×Ｎ個の画素部が２次元配列される受光部が大面積であり、各辺の長さが１０ｃｍを超える大きさの半導体基板に集積化される場合がある。したがって、１枚の半導体ウェハから１個の固体撮像装置しか製造され得ない場合がある。
【特許文献１】特開２００６−２３４５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような固体撮像装置において、何れかの列に対応する読出用配線が製造途中で断線した場合、その列のＭ個の画素部のうち、積分回路に対し断線位置より近いところにある画素部は読出用配線により積分回路と接続されているが、積分回路に対し断線位置より遠いところにある画素部は積分回路と接続されていない。したがって、積分回路に対し断線位置より遠いところにある画素部において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷は、積分回路へ読み出されることがなく、該フォトダイオードの接合容量部に蓄積されていく一方である。
【０００６】
フォトダイオードの接合容量部に蓄積される電荷の量が飽和レベルを越えると、飽和レベルを越えた分の電荷が隣の画素部へ溢れ出す。したがって、１本の読出用配線が断線すると、その影響は、その読出用配線と接続された列の画素部に及ぶだけでなく、両隣の列の画素部にも及び、結局、連続した３列の画素部について欠陥ラインが生じることになる。
【０００７】
欠陥ラインが連続しておらず、１本の欠陥ラインの両隣が正常ラインであれば、これら両隣の正常ラインの各画素データを用いて欠陥ラインの画素データを補間することも可能である。しかし、連続した３列の画素部について欠陥ラインが生じた場合には、上記のような補間をすることが困難である。特に、上述したように大面積の受光部を有する固体撮像装置は、読出用配線が長いことから断線が生じる確率が高くなる。
【０００８】
特許文献１には、このような問題点を解消することを意図した発明が提案されている。この発明では、欠陥ラインの隣にある隣接ラインの全画素データの平均値を求めるとともに、更に隣にある正常な数ライン分の全画素データの平均値をも求め、これら２つの平均値の差が一定値以上であれば隣接ラインも欠陥であると判定して、該隣接ラインの画素データを補正し、さらに、該隣接ラインの画素データの補正後の値に基づいて欠陥ラインの画素データを補正する。
【０００９】
特許文献１に記載された発明では、欠陥であると判定された隣接ラインの画素データの補正の際には、該隣接ラインに対して両側の直近の正常ライン上の２つの画素データの平均値を求め、その平均値を該隣接ラインの画素データとする。また、欠陥ラインの画素データの補正の際には、該欠陥ラインに対して両側の隣接ライン上の２つの画素データの平均値を求め、その平均値を該欠陥ラインの画素データとする。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載された発明では、欠陥ライン（および、欠陥ラインの近傍にある欠陥と判定されたライン）の画素データを補正するために、２つの画素データの平均を求めるという処理を複数回繰り返すことになるので、補正後の画像において欠陥ライン近傍では解像度が低くなる。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、何れかの読出用配線が断線している場合に画素データを補正して解像度が高い画像を得ることができる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る固体撮像装置は、(1) 入射光強度に応じた量の電荷を発生するフォトダイオードと、このフォトダイオードと接続された読出用スイッチと、を各々含むＭ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列された受光部と、(2) 受光部における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎそれぞれの読出用スイッチと接続され、Ｍ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎのうちの何れかの画素部のフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部の読出用スイッチを介して読み出す読出用配線ＬＯ,ｎと、(3) 読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎそれぞれと接続され、読出用配線ＬＯ,ｎを経て入力された電荷の量に応じた電圧値を保持し、その保持した電圧値を順次に出力する信号読出部と、(4) 受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれの読出用スイッチの開閉動作を制御するとともに、信号読出部における電圧値の出力動作を制御して、受光部における各画素部Ｐｍ,ｎのフォトダイオードで発生した電荷の量に応じた電圧値Ｖ(ｍ,ｎ)をフレームデータとして信号読出部から出力させる制御部と、を備える。ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の各整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の各整数である。
【００１３】
本発明に係る固体撮像装置は、上記の受光部，読出用配線ＬＯ,ｎ，信号読出部および制御部に加えて、信号読出部から出力される各フレームデータを取得して補正処理を行う補正処理部を更に備える。また、本発明に係るフレームデータ補正方法は、上記の受光部，読出用配線ＬＯ,ｎ，信号読出部および制御部を備える固体撮像装置から出力されるフレームデータを補正する方法である。
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置に含まれる補正処理部、または、本発明に係るフレームデータ補正方法は、読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうちの何れかの第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の断線に因り第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0が信号読出部に接続されないときに、第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が第ｎ0列の隣の第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1へ与える影響の程度を表す係数Ｋを用いて、信号読出部から出力される各フレームデータのうち、第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)を下記（１）式に従って補正する補正処理をして、これらの補正後の電圧値Ｖc(１,ｎ1)〜Ｖc(ｍ0,ｎ1)に基づいて第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ0)〜Ｖ(ｍ0,ｎ0)を決定する決定処理をすることを特徴とする。ただし、ｍ0は１以上Ｍ以下の整数であり、ｎ0，ｎ1は１以上Ｎ以下の整数である。
【００１５】
【数１】
2010028387.tif 000003
【００１６】
本発明では、読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうちの何れかの第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0が断線していて、この断線に因り第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0が信号読出部に接続されないとする。このとき、信号読出部から出力される各フレームデータのうち、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)については、上記（１）式に従って補正処理が行われる。また、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ0)〜Ｖ(ｍ0,ｎ0)については、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する補正後の電圧値Ｖc(１,ｎ1)〜Ｖc(ｍ0,ｎ1)に基づいて決定処理が行われる。上記の補正処理で用いられる係数Ｋは、第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が第ｎ0列の隣の第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1へ与える影響の程度を表す。
【００１７】
本発明に係る固体撮像装置に含まれる補正処理部、または、本発明に係るフレームデータ補正方法は、第ｎ0列および第ｎ1列の何れでもない列を第ｎ2列として、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2)、ならびに、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの他の一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2) に基づいて決定される値を、係数Ｋとして用いるのが好ましい。ただし、ｎ2は１以上Ｎ以下の整数である。
【００１８】
本発明に係る固体撮像装置に含まれる補正処理部、または、本発明に係るフレームデータ補正方法は、断線している第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の両隣の列について補正処理をするのが好ましい。
【００１９】
本発明に係る固体撮像装置に含まれる補正処理部、または、本発明に係るフレームデータ補正方法は、読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうち何れかの複数の読出用配線が断線しているときに、その断線している複数の読出用配線それぞれに応じた係数Ｋを用いて、断線している複数の読出用配線それぞれについて補正処理および決定処理をするのが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係るＸ線ＣＴ装置は、(1) 被写体に向けてＸ線を出力するＸ線出力部と、(2) Ｘ線出力部から出力されて被写体を経て到達したＸ線を受光し撮像する上記の本発明に係る固体撮像装置と、(3) Ｘ線出力部および固体撮像装置を被写体に対して相対移動させる移動手段と、(4) 固体撮像装置から出力される補正処理後のフレームデータを入力し、そのフレームデータに基づいて被写体の断層画像を生成する画像解析部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、何れかの読出用配線が断線している場合に画素データを補正して解像度が高い画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置１の概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置１は、受光部１０、信号読出部２０、制御部３０および補正処理部４０を備える。また、Ｘ線フラットパネルとして用いられる場合、固体撮像装置１の受光面１０の上にシンチレータパネルが重ねられる。
【００２４】
受光部１０は、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,ＮがＭ行Ｎ列に２次元配列されたものである。画素部Ｐｍ,ｎは第ｍ行第ｎ列に位置する。ここで、Ｍ，Ｎそれぞれは２以上の整数であり、ｍは１以上Ｍ以下の各整数であり、ｎは１以上Ｎ以下の各整数である。各画素部Ｐｍ,ｎは、ＰＰＳ方式のものであって、共通の構成を有している。
【００２５】
第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれは、第ｍ行選択用配線ＬＶ,ｍにより制御部３０と接続されている。第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎそれぞれの出力端は、第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎにより、信号読出部２０に含まれる積分回路Ｓｎと接続されている。
【００２６】
信号読出部２０は、Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮおよびＮ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮを含む。各積分回路Ｓｎは共通の構成を有している。また、各保持回路Ｈｎは共通の構成を有している。
【００２７】
各積分回路Ｓｎは、読出用配線ＬＯ,ｎと接続された入力端を有し、この入力端に入力された電荷を蓄積して、その蓄積電荷量に応じた電圧値を出力端から保持回路Ｈｎへ出力する。Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれは、放電用配線ＬＲにより制御部３０と接続されている。
【００２８】
各保持回路Ｈｎは、積分回路Ｓｎの出力端と接続された入力端を有し、この入力端に入力される電圧値を保持し、その保持した電圧値を出力端から出力用配線Ｌoutへ出力する。Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれは、保持用配線ＬＨにより制御部３０と接続されている。また、各保持回路Ｈｎは、第ｎ列選択用配線ＬＨ,ｎにより制御部３０と接続されている。
【００２９】
制御部３０は、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)を第ｍ行選択用配線ＬＶ,ｍへ出力して、この第ｍ行選択制御信号Vsel(m)を第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに与える。Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)は順次に有意値とされる。制御部３０は、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)を順次に有意値として出力するためにシフトレジスタを含む。
【００３０】
制御部３０は、第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を第ｎ列選択用配線ＬＨ,ｎへ出力して、この第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を保持回路Ｈｎに与える。Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)も順次に有意値とされる。制御部３０は、Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)を順次に有意値として出力するためにシフトレジスタを含む。
【００３１】
また、制御部３０は、放電制御信号Resetを放電用配線ＬＲへ出力して、この放電制御信号ResetをＮ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれに与える。制御部３０は、保持制御信号Holdを保持用配線ＬＨへ出力して、この保持制御信号HoldをＮ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに与える。
【００３２】
制御部３０は、以上のように、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を制御するとともに、信号読出部２０における電圧値の保持動作および出力動作を制御する。これにより、制御部３０は、受光部１０におけるＭ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生した電荷の量に応じた電圧値をフレームデータとして信号読出部２０から繰り返し出力させる。
【００３３】
補正処理部４０は、信号読出部２０から繰り返し出力される各フレームデータを取得して補正処理を行い、その補正処理後のフレームデータを出力する。この補正処理部４０における補正処理内容については後に詳述する。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる画素部Ｐｍ,ｎ，積分回路Ｓｎおよび保持回路Ｈｎそれぞれの回路図である。ここでは、Ｍ×Ｎ個の画素部Ｐ１,１〜ＰＭ,Ｎを代表して画素部Ｐｍ,ｎの回路図を示し、Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮを代表して積分回路Ｓｎの回路図を示し、また、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮを代表して保持回路Ｈｎの回路図を示す。すなわち、第ｍ行第ｎ列の画素部Ｐｍ,ｎおよび第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎに関連する回路部分を示す。
【００３５】
画素部Ｐｍ,ｎは、フォトダイオードＰＤおよび読出用スイッチＳＷ１を含む。フォトダイオードＰＤのアノード端子は接地され、フォトダイオードＰＤのカソード端子は読出用スイッチＳＷ１を介して第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎと接続されている。フォトダイオードＰＤは、入射光強度に応じた量の電荷を発生し、その発生した電荷を接合容量部に蓄積する。読出用スイッチＳＷ１は、制御部３０から第ｍ行選択用配線ＬＶ,ｍを経た第ｍ行選択制御信号が与えられる。第ｍ行選択制御信号は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を指示するものである。
【００３６】
この画素部Ｐｍ,ｎでは、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)がローレベルであるときに、読出用スイッチＳＷ１が開いて、フォトダイオードＰＤで発生した電荷は、第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎへ出力されることなく、接合容量部に蓄積される。一方、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)がハイレベルであるときに、読出用スイッチＳＷ１が閉じて、それまでフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、読出用スイッチＳＷ１を経て、第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎへ出力される。
【００３７】
第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎは、受光部１０における第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１と接続されている。第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎは、Ｍ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎのうちの何れかの画素部に含まれるフォトダイオードＰＤで発生した電荷を、該画素部に含まれる読出用スイッチＳＷ１を介して読み出して、積分回路Ｓｎへ転送する。
【００３８】
積分回路Ｓｎは、アンプＡ２，積分用容量素子Ｃ２および放電用スイッチＳＷ２を含む。積分用容量素子Ｃ２および放電用スイッチＳＷ２は、互いに並列的に接続されて、アンプＡ２の入力端子と出力端子との間に設けられている。アンプＡ２の入力端子は、第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎと接続されている。放電用スイッチＳＷ２は、制御部３０から放電用配線ＬＲを経た放電制御信号Resetが与えられる。放電制御信号Resetは、Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ２の開閉動作を指示するものである。
【００３９】
この積分回路Ｓｎでは、放電制御信号Resetがハイレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ２が閉じて、積分用容量素子Ｃ２が放電され、積分回路Ｓｎから出力される電圧値が初期化される。放電制御信号Resetがローレベルであるときに、放電用スイッチＳＷ２が開いて、入力端に入力された電荷が積分用容量素子Ｃ２に蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧値が積分回路Ｓｎから出力される。
【００４０】
保持回路Ｈｎは、入力用スイッチＳＷ３１，出力用スイッチＳＷ３２および保持用容量素子Ｃ３を含む。保持用容量素子Ｃ３の一端は接地されている。保持用容量素子Ｃ３の他端は、入力用スイッチＳＷ３１を介して積分回路Ｓｎの出力端と接続され、出力用スイッチＳＷ３２を介して電圧出力用配線Ｌoutと接続されている。入力用スイッチＳＷ３１は、制御部３０から保持用配線ＬＨを経た保持制御信号Holdが与えられる。保持制御信号Holdは、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ３１の開閉動作を指示するものである。出力用スイッチＳＷ３２は、制御部３０から第ｎ列選択用配線ＬＨ,ｎを経た第ｎ列選択制御信号Hsel(n)が与えられる。第ｎ列選択制御信号Hsel(n)は、保持回路Ｈｎに含まれる出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示するものである。
【００４１】
この保持回路Ｈｎでは、保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じると、入力用スイッチＳＷ３１が閉状態から開状態に転じて、そのときに入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ３に保持される。また、第ｎ列選択制御信号Hsel(n)がハイレベルであるときに、出力用スイッチＳＷ３２が閉じて、保持用容量素子Ｃ３に保持されている電圧値が電圧出力用配線Ｌoutへ出力される。
【００４２】
制御部３０は、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれの受光強度に応じた電圧値を出力するに際して、放電制御信号Resetにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ２を一旦閉じた後に開くよう指示した後、第ｍ行選択制御信号Vsel(m)により、受光部１０における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１を所定期間に亘り閉じるよう指示する。制御部３０は、その所定期間に、保持制御信号Holdにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ３１を閉状態から開状態に転じるよう指示する。そして、制御部３０は、その所定期間の後に、列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)により、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ３２を順次に一定期間だけ閉じるよう指示する。制御部３０は、以上のような制御を各行について順次に行う。
【００４３】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置１の動作について説明する。本実施形態に係る固体撮像装置１では、制御部３０による制御の下で、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)，放電制御信号Resetおよび保持制御信号Holdそれぞれが所定のタイミングでレベル変化することにより、受光面１０に入射された光の像を撮像してフレームデータを得ることができ、さらに、補正処理部４０によりフレームデータを補正することができる。
【００４４】
図３は、本実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。この図には、上から順に、(a) Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれに含まれる放電用スイッチＳＷ２の開閉動作を指示する放電制御信号Reset、(b) 受光部１０における第１行のＮ個の画素部Ｐ１,１〜Ｐ１,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を指示する第１行選択制御信号Vsel(1)、(c) 受光部１０における第２行のＮ個の画素部Ｐ２,１〜Ｐ２,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１の開閉動作を指示する第２行選択制御信号Vsel(2)、および、(d) Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに含まれる入力用スイッチＳＷ３１の開閉動作を指示する保持制御信号Hold が示されている。
【００４５】
また、この図には、更に続いて順に、(e) 保持回路Ｈ１に含まれる出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第１列選択制御信号Hsel(1)、(f) 保持回路Ｈ２に含まれる出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第２列選択制御信号Hsel(2)、(g) 保持回路Ｈ３に含まれる出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第３列選択制御信号Hsel(3)、(h) 保持回路Ｈｎに含まれる出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第ｎ列選択制御信号Hsel(n)、および、(i) 保持回路ＨＮに含まれる出力用スイッチＳＷ３２の開閉動作を指示する第Ｎ列選択制御信号Hsel(N) が示されている。
【００４６】
第１行のＮ個の画素部Ｐ１,１〜Ｐ１,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しは、以下のようにして行われる。時刻ｔ１０前には、Ｍ個の行選択制御信号Vsel(1)〜Vsel(M)，Ｎ個の列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)，放電制御信号Resetおよび保持制御信号Holdそれぞれは、ローレベルとされている。
【００４７】
時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間、制御部３０から放電用配線ＬＲに出力される放電制御信号Resetがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ２が閉じて、積分用容量素子Ｃ２が放電される。また、時刻ｔ１１より後の時刻ｔ１２から時刻ｔ１５までの期間、制御部３０から第１行選択用配線ＬＶ,１に出力される第１行選択制御信号Vsel(1)がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第１行のＮ個の画素部Ｐ１,１〜Ｐ１,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１が閉じる。
【００４８】
この期間（ｔ１２〜ｔ１５）内において、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間、制御部３０から保持用配線ＬＨへ出力される保持制御信号Holdがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ３１が閉じる。
【００４９】
期間（ｔ１２〜ｔ１５）内では、第１行の各画素部Ｐ１,ｎに含まれる読出用スイッチＳＷ１が閉じており、各積分回路Ｓｎの放電用スイッチＳＷ２が開いているので、それまでに各画素部Ｐ１,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐ１,ｎの読出用スイッチＳＷ１および第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎを通って、積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２に転送されて蓄積される。そして、各積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２に蓄積されている電荷の量に応じた電圧値が積分回路Ｓｎの出力端から出力される。
【００５０】
その期間（ｔ１２〜ｔ１５）内の時刻ｔ１４に、保持制御信号Holdがハイレベルからローレベルに転じることにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれにおいて、入力用スイッチＳＷ３１が閉状態から開状態に転じ、そのときに積分回路Ｓｎの出力端から出力されて保持回路Ｈｎの入力端に入力されている電圧値が保持用容量素子Ｃ３に保持される。
【００５１】
そして、期間（ｔ１２〜ｔ１５）の後に、制御部３０から列選択用配線ＬＨ,１〜ＬＨ,Ｎに出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ３２が順次に一定期間だけ閉じて、各保持回路Ｈｎの保持用容量素子Ｃ３に保持されている電圧値は出力用スイッチＳＷ３２を経て電圧出力用配線Ｌoutへ順次に出力される。この電圧出力用配線Ｌoutへ出力される電圧値Ｖoutは、第１行のＮ個の画素部Ｐ１,１〜Ｐ１,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表すものである。Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれから電圧出力用配線Ｌoutへ出力される電圧値Ｖoutは、電圧出力用配線Ｌoutを通って補正処理部４０に入力される。
【００５２】
続いて、第２行のＮ個の画素部Ｐ２,１〜Ｐ２,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤで発生し接合容量部に蓄積された電荷の読出しが以下のようにして行われる。
【００５３】
時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの期間、制御部３０から放電用配線ＬＲに出力される放電制御信号Resetがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の積分回路Ｓ１〜ＳＮそれぞれにおいて、放電用スイッチＳＷ２が閉じて、積分用容量素子Ｃ２が放電される。また、時刻ｔ２１より後の時刻ｔ２２から時刻ｔ２５までの期間、制御部３０から第２行選択用配線ＬＶ,２に出力される第２行選択制御信号Vsel(2)がハイレベルとなり、これにより、受光部１０における第２行のＮ個の画素部Ｐ２,１〜Ｐ２,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１が閉じる。
【００５４】
この期間（ｔ２２〜ｔ２５）内において、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間、制御部３０から保持用配線ＬＨへ出力される保持制御信号Holdがハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれにおいて入力用スイッチＳＷ３１が閉じる。
【００５５】
そして、期間（ｔ２２〜ｔ２５）の後に、制御部３０から列選択用配線ＬＨ,１〜ＬＨ,Ｎに出力される列選択制御信号Hsel(1)〜Hsel(N)が順次に一定期間だけハイレベルとなり、これにより、Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれに含まれる出力用スイッチＳＷ３２が順次に一定期間だけ閉じる。
【００５６】
以上のようにして、第２行のＮ個の画素部Ｐ２,１〜Ｐ２,Ｎそれぞれに含まれるフォトダイオードＰＤにおける受光強度を表す電圧値Ｖoutが電圧出力用配線Ｌoutへ出力される。Ｎ個の保持回路Ｈ１〜ＨＮそれぞれから電圧出力用配線Ｌoutへ出力される電圧値Ｖoutは、電圧出力用配線Ｌoutを通って補正処理部４０に入力される。
【００５７】
以上のような第１行および第２行についての動作に続いて、以降、第３行から第Ｍ行まで同様の動作が行われて、１回の撮像に得られる画像を表すフレームデータが得られる。また、第Ｍ行について動作が終了すると、再び第１行から同様の動作が行われて、次の画像を表すフレームデータが得られる。このように、一定周期で同様の動作を繰り返すことで、受光部１０が受光した光の像の２次元強度分布を表す電圧値Ｖoutが電圧出力用配線Ｌoutへ出力されて、繰り返してフレームデータが得られる。これらのフレームデータは補正処理部４０に入力される。
【００５８】
ところで、第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチＳＷ１が閉じている期間において、第ｍ行の各画素部Ｐｍ,ｎのフォトダイオードＰＤで発生して接合容量部に蓄積されていた電荷は、その画素部Ｐｍ,ｎの読出用スイッチＳＷ１および第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎを経て、積分回路Ｓｎの積分用容量素子Ｃ２に転送される。この際に、第ｍ行の各画素部Ｐｍ,ｎのフォトダイオードＰＤの接合容量部の蓄積電荷が初期化される。
【００５９】
しかし、或る第ｎ列読出用配線ＬＯ,ｎが途中の位置で断線している場合には、その第ｎ列のＭ個の画素部Ｐ１,ｎ〜ＰＭ,ｎのうち、積分回路Ｓｎに対し断線位置より遠いところにある画素部は、積分回路Ｓｎと接続されておらず、積分回路Ｓｎへ電荷を転送することができないので、この電荷転送に因るフォトダイオードＰＤの接合容量部の蓄積電荷の初期化をすることができない。このままでは、これらの画素部において光入射に応じてフォトダイオードで発生した電荷は、該フォトダイオードの接合容量部に蓄積されていく一方であり、飽和レベルを越えると両隣の列の画素部へ溢れ出して、連続した３列の画素部について欠陥ラインを生じさせることになる。
【００６０】
そこで、本実施形態に係る固体撮像装置１では、補正処理部４０は、信号読出部２０から繰り返し出力される各フレームデータを取得して、そのフレームデータに対して以下のような補正処理を行う。
【００６１】
以下では、読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうちの何れかの第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0が断線しているとし、この第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0に因り第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0が信号読出部２０の積分回路Ｓｎ0に接続されないとする。この第ｎ0列（欠陥ライン）の隣の列を第ｎ1列（隣接ライン）とし、第ｎ0列（欠陥ライン）および第ｎ1列（隣接ライン）の何れでもない列を第ｎ2列（正常ライン）とする。ここでは、第ｎ1列（隣接ライン）の隣の列を第ｎ2列（正常ライン）とする。ここで、ｍ0は１以上Ｍ以下の整数であり、ｎ0，ｎ1，ｎ2は１以上Ｎ以下の整数である。
【００６２】
図４は、本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０における各画素部Ｐｍ,ｎの配置を示す図である。この図では、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0がハッチングで示されている。
【００６３】
また、信号読出部２０から出力されるフレームデータのうち画素部Ｐｍ,ｎに対応する電圧値をＶ(ｍ,ｎ)と表す。ここで、各電圧値Ｖ(ｍ,ｎ)は、画素部Ｐｍ,ｎに光入射がないときに信号読出部２０から出力される電圧値（暗電流成分）を差し引いた値（すなわち、ダーク補正後の値）であるのが好ましい。このように暗電流成分を差し引くには、列毎に１対の保持回路Ｈｎを設けて、一方の保持回路により暗電流成分が重畳された信号電圧値を保持し、他方の保持回路により暗電流成分のみを保持して、これら２つの保持回路により保持された２つの電圧値の差を演算すればよい。
【００６４】
補正処理部４０は、信号読出部２０から出力される各フレームデータのうち、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)を下記（２）式に従って補正する補正処理をして、これらの補正後の電圧値Ｖc(１,ｎ1)〜Ｖc(ｍ0,ｎ1)を求める。
【００６５】
【数２】
2010028387.tif 000004
【００６６】
この補正処理で用いられる係数Ｋは、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1へ与える影響の程度を表す。好適には、係数Ｋは、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2)、ならびに、第ｎ0列，第ｎ1列および第ｎ2列のうち第１行から第ｍ0行までの他の一部の行範囲に選択的に光を入射させたときに得られる電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)およびＶ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2) に基づいて決定される。係数Ｋの求め方については後に詳述する。
【００６７】
補正処理部４０は、欠陥ラインの第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の両隣の列について補正処理をするのが好ましい。また、補正処理部４０は、読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうち何れかの複数の読出用配線が断線しているときに、その断線している複数の読出用配線それぞれに応じた係数Ｋを用いて、欠陥ラインの複数の読出用配線それぞれについて補正処理および決定処理をするのが好ましい。
【００６８】
さらに、補正処理部４０は、上記の補正処理で求めた隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する補正後の電圧値Ｖc(１,ｎ1)〜Ｖc(ｍ0,ｎ1)に基づいて、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ0)〜Ｖ(ｍ0,ｎ0)を決定する決定処理をする。この決定処理に際しては、両隣の隣接ライン上の画素部に対応する補正後の電圧値に基づいて補間計算をして決定するのが好ましい。
【００６９】
そして、補正処理部４０は、隣接ラインの第ｎ1列の画素部Ｐｍ,ｎ1および欠陥ラインの第ｎ0列の画素部Ｐｍ,ｎ0それぞれに対応する電圧値を上記のようにして補正・決定した後のフレームデータを出力する。
【００７０】
次に、図５〜図７を用いて、補正処理部４０で用いられる係数Ｋの求め方の一例について説明する。図５および図６それぞれは、本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０における各画素部Ｐｍ,ｎの配置を示すとともに、選択的に光を入射させる行範囲を示す図である。図５では、受光部１０の第１行から第ｍ1行までの行範囲（ハッチング領域）については遮光されて光が入射されず、第(ｍ1＋１)行から第Ｍ行までの行範囲には一様な強度の光が入射される様子が示されている。図６では、受光部１０の第１行から第ｍ2行までの行範囲（ハッチング領域）については遮光されて光が入射されず、第(ｍ2＋１)行から第Ｍ行までの行範囲には一様な強度の光が入射される様子が示されている。ここで、ｍ1，ｍ2は、ｍ0未満であり、互いに異なる値である。
【００７１】
図５の場合に画素部Ｐｍ,ｎに対応する電圧値をＶ１(ｍ,ｎ)と表し、下記（３）式の演算を行って、Ｘ１，Ｙ１Ａ，Ｙ１Ｂを求める。この式の右辺にある「Ｖ１(ｍ,ｎ1)−Ｖ１(ｍ,ｎ2)」は、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0（実際には光入射行範囲にある(ｍ0−ｍ1)個の画素部Ｐｍ1＋１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0）それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が隣接ラインの第ｎ1列の画素部Ｐｍ,ｎ1へ与える影響に因る増分ΔＶ１(ｍ,ｎ1)を表している。Ｘ１は、第１行から第ｍ0行までの範囲で増分ΔＶ１(ｍ,ｎ1)を平均した値である。Ｙ１Ａは、第１行から第ｍ1行までの光非入射行範囲で増分ΔＶ１(ｍ,ｎ1)を平均した値である。また、Ｙ１Ｂは、第(ｍ1＋１)行から第ｍ0行までの光入射行範囲で増分ΔＶ１(ｍ,ｎ1)を平均した値である。
【００７２】
【数３】
2010028387.tif 000005
【００７３】
図６の場合に画素部Ｐｍ,ｎに対応する電圧値をＶ２(ｍ,ｎ)と表し、下記（４）式の演算を行って、Ｘ２，Ｙ２Ａ，Ｙ２Ｂを求める。この式の右辺にある「Ｖ２(ｍ,ｎ1)−Ｖ２(ｍ,ｎ2)」は、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0（実際には光入射行範囲にある(ｍ0−ｍ2)個の画素部Ｐｍ2＋１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0）それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が隣接ラインの第ｎ1列の画素部Ｐｍ,ｎ1へ与える影響に因る増分ΔＶ２(ｍ,ｎ1)を表している。Ｘ２は、第１行から第ｍ0行までの範囲で増分ΔＶ２(ｍ,ｎ1)を平均した値である。Ｙ２Ａは、第１行から第ｍ2行までの光非入射行範囲で増分ΔＶ２(ｍ,ｎ1)を平均した値である。また、Ｙ２Ｂは、第(ｍ2＋１)行から第ｍ0行までの光入射行範囲で増分ΔＶ２(ｍ,ｎ1)を平均した値である。
【００７４】
【数４】
2010028387.tif 000006
【００７５】
図７は、本実施形態に係る固体撮像装置１の補正処理部４０で用いられる係数Ｋの求め方を説明する図である。この図に示されるように、ＸＹ平面上に、図５の場合に得られたＸ１，Ｙ１Ａ，Ｙ１Ｂを用いて点Ｑ１Ａ（Ｘ１，Ｙ１Ａ）および点Ｑ１Ｂ（Ｘ１，Ｙ１Ｂ）をプロットし、また、図６の場合に得られたＸ２，Ｙ２Ａ，Ｙ２Ｂを用いて点Ｑ２Ａ（Ｘ２，Ｙ２Ａ）および点Ｑ２Ｂ（Ｘ２，Ｙ２Ｂ）をプロットする。点Ｑ１Ａ（Ｘ１，Ｙ１Ａ）と点Ｑ２Ａ（Ｘ２，Ｙ２Ａ）とを結ぶ直線を表す式（下記（５）式）を求めるとともに、点Ｑ１Ｂ（Ｘ１，Ｙ１Ｂ）と点Ｑ２Ｂ（Ｘ２，Ｙ２Ｂ）とを結ぶ直線を表す式（下記（６）式）を求める。そして、（５）式中の係数ＫＡと（６）式中の係数ＫＢとの平均値として、下記（７）式により、補正処理部４０で用いられる係数Ｋを求める。
【００７６】
【数５】
2010028387.tif 000007
【００７７】
【数６】
2010028387.tif 000008
【００７８】
【数７】
2010028387.tif 000009
【００７９】
このようにして求められる係数Ｋ（または、ＫＡ，ＫＢ）は、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおいて発生した電荷の量の増分（Ｘ２−Ｘ１）に対する、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)の増分（Ｙ２Ａ−Ｙ１Ａ、又は、Ｙ２Ｂ−Ｙ１Ｂ）の比の平均値を表す。すなわち、係数Ｋ（または、ＫＡ，ＫＢ）は、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードにおける電荷の発生が隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1へ与える影響の程度を表している。
【００８０】
なお、上記のような平均値を反映したものである係数Ｋを用いて補正処理を行うことの妥当性は以下のとおりである。すなわち、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0は、第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0の断線に因り信号読出部２０と接続されないが、第ｎ0列の読出用配線ＬＯ,ｎ0により相互に接続されている。したがって、欠陥ラインの第ｎ0列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ0〜Ｐｍ0,ｎ0それぞれのフォトダイオードで発生した電荷は、これらの間で共有化されたようになって、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1それぞれに対して同程度の影響を与える。このようなことから、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)に対する補正処理を、上記のような係数Ｋを用いて上記（２）式により行うことができる。
【００８１】
以上のように、受光部１０における第１行から第ｍ0行までの範囲のうちで光非照射行範囲および光入射行範囲を２通り設定し（図５，図６）、その２通りの場合それぞれで、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)を求めるとともに、正常ラインの第ｎ2列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ2〜Ｐｍ0,ｎ2に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2)を求める。次に、上記（３）式によりＸ１，Ｙ１Ａ，Ｙ１Ｂを求めるとともに、上記（４）式によりＸ２，Ｙ２Ａ，Ｙ２Ｂを求め、ＸＹ平面上に点Ｑ１Ａ（Ｘ１，Ｙ１Ａ），点Ｑ１Ｂ（Ｘ１，Ｙ１Ｂ），点Ｑ２Ａ（Ｘ２，Ｙ２Ａ）および点Ｑ２Ｂ（Ｘ２，Ｙ２Ｂ）をプロットする（図７）。そして、点Ｑ１Ａ（Ｘ１，Ｙ１Ａ）と点Ｑ２Ａ（Ｘ２，Ｙ２Ａ）とを結ぶ直線（上記（５）式）の係数ＫＡを求めるとともに、点Ｑ１Ｂ（Ｘ１，Ｙ１Ｂ）と点Ｑ２Ｂ（Ｘ２，Ｙ２Ｂ）とを結ぶ直線（上記（６）式）の係数ＫＢを求めて、係数ＫＡと係数ＫＢとの平均値として係数Ｋ（上記（７）式）を求める。
【００８２】
以上の図５〜図７を用いた説明では、受光部１０における第１行から第ｍ0行までの範囲のうちで光非照射行範囲および光入射行範囲を２通り設定したが、３通り以上の光非照射行範囲および光入射行範囲を設定してもよい。後者の場合、上記（５）式，（６）式は、ＸＹ平面上の３以上の点に基づいて最小二乗法により得られる直線の式として得ることができる。そして、より正確な値の係数Ｋを得ることができる。
【００８３】
補正処理部４０は、以上のような処理をするに際して、信号読出部２０から出力されるフレームデータの各画素部に対応する電圧値に対してダーク補正を予め行っておくのが好ましい。また、補正処理部４０は、以上のような処理をアナログ処理で行ってもよいが、信号読出部２０から出力されるフレームデータをデジタル変換した後にデジタル処理を行うのが好ましく、フレームデータをデジタル値として記憶するフレームメモリを備えるのが好ましい。
【００８４】
補正処理部４０は、以上のような処理をするために、読出用配線ＬＯ,１〜ＬＯ,Ｎのうちの断線している読出用配線、および、その断線している読出用配線における断線位置を、予め記憶する記憶部を備えるのが好ましい。さらに、固体撮像装置１の製造途中または製造後の検査において得られた断線情報を外部から上記の記憶部に記憶させることができるのが好ましい。
【００８５】
また、補正処理部４０は、受光部１０，信号読出部２０および制御部３０とともに一体に設けられていてもよい。この場合、固体撮像装置１の全体が半導体基板上に集積化されているのが好ましい。また、受光部１０，信号読出部２０および制御部３０が一体とされているのに対して、これらとは別に補正処理部４０が設けられていてもよい。この場合、補正処理部４０は例えばコンピュータにより実現され得る。
【００８６】
以上に説明したように、本実施形態に係る固体撮像装置１、または、固体撮像装置１の信号読出部２０から出力されるフレームデータを補正する方法では、隣接ラインの第ｎ1列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ1〜Ｐｍ0,ｎ1に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ1)〜Ｖ(ｍ0,ｎ1)を補正する際に、正常ラインの第ｎ2列のｍ0個の画素部Ｐ１,ｎ2〜Ｐｍ0,ｎ2に対応する電圧値Ｖ(１,ｎ2)〜Ｖ(ｍ0,ｎ2)および係数Ｋを用いて、簡易な演算式（上記（２）式）により補正をすることができる。
【００８７】
なお、信号読出部２０によるフレームデータの出力動作と、補正処理部４０による補正処理とは、交互に行われてもよいし、また、並列的に行われてもよい。前者の場合、信号読出部２０によるフレームデータの出力動作の後、補正処理部４０によるフレームデータの補正処理が行われ、その補正処理が終了した後、信号読出部２０から次のフレームデータが補正処理部４０へ出力される。一方、後者の場合、信号読出部２０によるフレームデータの出力動作の後、補正処理部４０によるフレームデータの補正処理が行われ、その補正処理の期間と少なくとも一部が重なる期間において、信号読出部２０から次のフレームデータが補正処理部４０へ出力される。
【００８８】
また、欠陥ライン上の画素部から隣接ライン上の画素部への電荷の漏れ出しは、欠陥ラインの両側の隣接ライン上の画素部に対して生じる。したがって、欠陥ラインの両側の隣接ライン上の画素部に対して、以前のフレームデータの電圧値を利用した補正を行なうことが好ましい。ただし、欠陥ラインに対して一方の側に隣接する隣接ライン上の画素部の電圧値と、同じ側で更に隣接する正常ライン上の画素部の電圧値とを、ビニング（加算）して読み出す場合には、欠陥ラインに対して他方の側に隣接する隣接ライン上の画素部の電圧値に対してのみ、以前のフレームデータの電圧値を利用した補正を行う。この場合、特許文献１に記載された発明と比較して、高い解像度が得られる。
【００８９】
本実施形態に係る固体撮像装置１、または、固体撮像装置１の信号読出部２０から出力されるフレームデータを補正する方法は、Ｘ線ＣＴ装置において好適に用いられ得る。そこで、本実施形態に係る固体撮像装置１を備えるＸ線ＣＴ装置の実施形態について次に説明する。
【００９０】
図８は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成図である。この図に示されるＸ線ＣＴ装置１００では、Ｘ線源１０６は被写体に向けてＸ線を発生する。Ｘ線源１０６から発生したＸ線の照射野は、１次スリット板１０６ｂによって制御される。Ｘ線源１０６は、Ｘ線管が内蔵され、そのＸ線管の管電圧、管電流および通電時間などの条件が調整されることによって、被写体へのＸ線照射量が制御される。Ｘ線撮像器１０７は、２次元配列された複数の画素部を有するＣＭＯＳの固体撮像装置を内蔵し、被写体を通過したＸ線像を検出する。Ｘ線撮像器１０７の前方には、Ｘ線入射領域を制限する２次スリット板１０７ａが設けられる。
【００９１】
旋回アーム１０４は、Ｘ線源１０６およびＸ線撮像器１０７を対向させるように保持して、これらをパノラマ断層撮影の際に被写体の周りに旋回させる。また、リニア断層撮影の際にはＸ線撮像器１０７を被写体に対して直線変位させるためのスライド機構１１３が設けられる。旋回アーム１０４は、回転テーブルを構成するアームモータ１１０によって駆動され、その回転角度が角度センサ１１２によって検出される。また、アームモータ１１０は、ＸＹテーブル１１４の可動部に搭載され、回転中心が水平面内で任意に調整される。
【００９２】
Ｘ線撮像器１０７から出力される画像信号は、ＡＤ変換器１２０によって例えば１０ビット（＝１０２４レベル）のデジタルデータに変換され、ＣＰＵ（中央処理装置）１２１にいったん取り込まれた後、フレームメモリ１２２に格納される。フレームメモリ１２２に格納された画像データから、所定の演算処理によって任意の断層面に沿った断層画像が再生される。再生された断層画像は、ビデオメモリ１２４に出力され、ＤＡ変換器１２５によってアナログ信号に変換された後、ＣＲＴ（陰極線管）などの画像表示部１２６によって表示され、各種診断に供される。
【００９３】
ＣＰＵ１２１には、信号処理に必要なワークメモリ１２３が接続され、さらにパネルスイッチやＸ線照射スイッチ等を備えた操作パネル１１９が接続されている。また、ＣＰＵ１２１は、アームモータ１１０を駆動するモータ駆動回路１１１、１次スリット板１０６ｂおよび２次スリット板１０７ａの開口範囲を制御するスリット制御回路１１５，１１６、Ｘ線源１０６を制御するＸ線制御回路１１８にそれぞれ接続され、さらに、Ｘ線撮像器１０７を駆動するためのクロック信号を出力する。
【００９４】
Ｘ線制御回路１１８は、Ｘ線撮像器１０７により撮像された信号に基づいて、被写体へのＸ線照射量を帰還制御することが可能である。
【００９５】
以上のように構成されるＸ線ＣＴ装置１００において、Ｘ線撮像器１０７は、本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０，信号読出部２０および制御部３０に相当し、受光部１０の前面にシンチレータパネルが設けられている。また、ＣＰＵ１２１およびワークメモリ１２３は、本実施形態に係る固体撮像装置１の補正処理部４０に相当する。
【００９６】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、本実施形態に係る固体撮像装置１を備えるとともに、固体撮像装置から出力される補正処理後に基づいて被写体の断層画像を生成する画像解析部としてＣＰＵ１２１を備えていることにより、欠陥ライン近傍における解像度が高い断層画像を得ることができる。特に、Ｘ線ＣＴ装置では、短期間に多数（例えば３００）のフレームデータを連続的に取得するとともに、固体撮像装置１の受光部１０への入射光量がフレーム毎に変動するので、欠陥ライン上の画素部から隣接ライン上の画素部へ溢れ出す電荷の量はフレーム毎に変動する。このようなＸ線ＣＴ装置において、本実施形態に係る固体撮像装置１を備えることにより、フレームデータに対して有効な補正をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本実施形態に係る固体撮像装置１の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る固体撮像装置１に含まれる画素部Ｐｍ,ｎ，積分回路Ｓｎおよび保持回路Ｈｎそれぞれの回路図である。
【図３】本実施形態に係る固体撮像装置１の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０における各画素部Ｐｍ,ｎの配置を示す図である。
【図５】本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０における各画素部Ｐｍ,ｎの配置を示すとともに、選択的に光を入射させる行範囲を示す図である。
【図６】本実施形態に係る固体撮像装置１の受光部１０における各画素部Ｐｍ,ｎの配置を示すとともに、選択的に光を入射させる行範囲を示す図である。
【図７】本実施形態に係る固体撮像装置１の補正処理部４０で用いられる係数Ｋの求め方を説明する図である。
【図８】本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…固体撮像装置、１０…受光部、２０…信号読出部、３０…制御部、４０…補正処理部、Ｐ１,１〜ＰＭ,Ｎ…画素部、ＰＤ…フォトダイオード、ＳＷ１…読出用スイッチ、Ｓ１〜ＳＮ…積分回路、Ｃ２…積分用容量素子、ＳＷ２…放電用スイッチ、Ａ２…アンプ、Ｈ１〜ＨＮ…保持回路、Ｃ３…保持用容量素子、ＳＷ３１…入力用スイッチ、ＳＷ３２…出力用スイッチ、ＬＶ,ｍ…第ｍ行選択用配線、ＬＨ,ｎ…第ｎ列選択用配線、ＬＯ,ｎ…第ｎ列読出用配線、ＬＲ…放電用配線、ＬＨ…保持用配線、Ｌout…電圧出力用配線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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