(57)【要約】【課題】固体撮像素子の動作温度が低い場合、水平転送レジスタのポテンシャルディップに起因して発生する垂直方向に延びる線状欠陥を検出し、検出された線状欠陥の画素信号を補正する撮像装置および画素信号の補正方法を提供する。【解決手段】固体撮像素子３を低温で動作させ、固体撮像素子３の画素信号に基づいて固体撮像素子３の線状欠陥を線状欠陥検出補正回路６により検出し、検出された線状欠陥のアドレスを記憶しておく。撮像装置の使用時には、線状欠陥検出補正回路６により固体撮像素子３の動作温度を検出し、しきい値と比較し、固体撮像素子３の動作温度が低いと判定されたときには、記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、固体撮像素子３のアドレスに対応する線状欠陥の画素信号を補正する。【選択図】        図１
2006108880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素信号を出力する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、
前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えた、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の前記線状欠陥を検出する線状欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
固体撮像素子により出力された画素信号を補正する画素信号の補正方法であって、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥を検出する線状欠陥検出ステップと、
前記線状欠陥検出ステップで検出された前記線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶ステップと、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出ステップと、
前記動作温度検出ステップで検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶ステップで記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正ステップとを含むことを特徴とする画素信号の補正方法。
【請求項４】
入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、
前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えた、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の前記線状欠陥を検出する線状欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記線状欠陥検出手段は、前記固体撮像素子により出力された前記複数の有効画素垂直転送レジスタのそれぞれにより転送される１列分の画素信号をそれぞれ累積加算する累積加算手段を有し、前記累積加算手段により累積加算された前記１列分の画素信号に基づいて前記線状欠陥を検出することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
前記線状欠陥検出手段は、前記固体撮像素子により出力された複数枚の画像の同位置の画素信号を累積加算する累積加算手段を有し、前記累積加算手段により累積加算された前記複数枚の同位置の画素信号に基づいて前記線状欠陥を検出することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項８】
前記動作温度検出手段は、前記固体撮像素子の温度を検出する温度センサを有することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記線状欠陥の画素信号を前記線状欠陥を構成する画素の周辺画素の画素信号に基づいて補正することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項１０】
入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタとを有する有効画素部と、
前記有効画素部の周囲に１列または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、
前記複数の有効画素垂直転送レジスタおよび前記１または複数の無効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、
前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えた、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記無効画素垂直転送レジスタは、前記有効画素垂直転送レジスタに比べ、大きな暗電流が発生するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記無効画素垂直転送レジスタは、画素信号の黒レベルを検出するためのオプティカルブラック領域を構成することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記固体撮像素子の前記線状欠陥を検出する線状欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記線状欠陥検出手段は、前記固体撮像素子により出力された前記複数の有効画素垂直転送レジスタのそれぞれにより転送される１列分の画素信号をそれぞれ累積加算する累積加算手段を有し、前記累積加算手段により累積加算された前記１列分の画素信号に基づいて前記線状欠陥を検出することを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記線状欠陥検出手段は、前記固体撮像素子により出力された複数枚の画像の同位置の画素信号を累積加算する累積加算手段を有し、前記累積加算手段により累積加算された前記複数枚の同位置の画素信号に基づいて前記線状欠陥を検出することを特徴とする請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記動作温度検出手段は、前記固体撮像素子の温度を検出する温度センサを有することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記動作温度検出手段は、前記無効画素垂直転送レジスタにより転送されて前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算する動作温度演算手段を有することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記動作温度検出手段は、前記無効画素垂直転送レジスタにより転送されて前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づく垂直転送レジスタ起因暗電流と前記固体撮像素子の動作温度とを対応付けた演算テーブルを記憶する演算テーブル記憶手段を有し、
前記動作温度演算手段は、前記演算テーブル記憶手段に記憶された演算テーブルに基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算することを特徴とする請求項１７記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、前記線状欠陥の画素信号を前記線状欠陥を構成する画素の周辺画素の画素信号に基づいて補正することを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項２０】
入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタとを有する有効画素部と、
前記有効画素部の周囲に１行または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送して前記有効画素垂直転送レジスタに転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、
前記複数の有効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、
前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えた、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２１】
前記固体撮像素子の前記線状欠陥を検出する線状欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項２０記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記動作温度検出手段は、前記無効画素垂直転送レジスタにより転送されて前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算する動作温度演算手段を有することを特徴とする請求項２０記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記動作温度検出手段は、前記無効画素垂直転送レジスタにより転送されて前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づく垂直転送レジスタ起因暗電流と前記固体撮像素子の動作温度とを対応付けた演算テーブルを記憶する演算テーブル記憶手段を有し、
前記動作温度演算手段は、前記演算テーブル記憶手段に記憶された演算テーブルに基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算することを特徴とする請求項２２記載の撮像装置。
【請求項２４】
入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素とともに行列を構成するように前記複数の有効画素の周囲に配列され、遮光膜で覆われた複数の遮光画素と、前記複数の有効画素および複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタとを有する有効／遮光画素部と、
前記有効／遮光画素部の周囲に１列または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、
前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタおよび前記１または複数の無効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、
前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えた、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２５】
前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタは、前記複数の有効画素の画素信号を取り出す有効画素転送部および前記複数の遮光画素の画像信号を取り出す遮光画素転送部の少なくとも１つの画素転送部をそれぞれ有し、
前記遮光画素転送部は、前記有効画素転送部に比べ、大きな暗電流が発生するように構成されていることを特徴とする請求項２４記載の撮像装置。
【請求項２６】
前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタは、前記複数の有効画素の画素信号を取り出す有効画素転送部および前記複数の遮光画素の画像信号を取り出す遮光画素転送部の少なくとも１つの画素転送部をそれぞれ有し、
前記無効画素垂直転送レジスタは、前記有効画素転送部に比べ、暗電流が発生しやすいように構成されていることを特徴とする請求項２４記載の撮像装置。
【請求項２７】
前記複数の遮光画素は、画素信号の黒レベルを検出するためのオプティカルブラック領域を構成することを特徴とする請求項２４記載の撮像装置。
【請求項２８】
前記無効画素垂直転送レジスタは、画素信号の黒レベルを検出するためのオプティカルブラック領域を構成することを特徴とする請求項２５記載の撮像装置。
【請求項２９】
前記固体撮像素子の前記線状欠陥を検出する線状欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項２４記載の撮像装置。
【請求項３０】
前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタは、前記複数の有効画素の画素信号を取り出す有効画素転送部および前記複数の遮光画素の画像信号を取り出す遮光画素転送部の少なくとも１つの画素転送部を有し、
前記動作温度検出手段は、前記遮光画素転送部により取り出され、前記固体撮像素子により出力された前記複数の遮光画素の画素信号と、前記無効画素垂直転送レジスタにより転送されて前記固体撮像素子により出力された画素信号との差分値であるセンサ起因暗電流を演算するセンサ起因暗電流演算手段と、
前記センサ起因暗電流演算手段により演算されたセンサ起因暗電流に基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算する動作温度演算手段とを有することを特徴とする請求項２４記載の撮像装置。
【請求項３１】
前記動作温度検出手段は、前記センサ起因暗電流演算手段により演算されるセンサ起因暗電流と前記固体撮像素子の動作温度とを対応付けた演算テーブルを記憶する演算テーブル記憶手段を有し、
前記動作温度演算手段は、前記演算テーブル記憶手段に記憶された演算テーブルに基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算することを特徴とする請求項３０記載の撮像装置。
【請求項３２】
入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素とともに行列を構成するように前記複数の有効画素の周囲に配列され、遮光膜で覆われた複数の遮光画素と、前記複数の有効画素および複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタとを有する有効／遮光画素部と、
前記有効／遮光画素部の周囲に１行または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送して前記有効／遮光画素垂直転送レジスタに転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、
前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、
前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、
前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えた、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３３】
前記固体撮像素子の前記線状欠陥を検出する線状欠陥検出手段を有することを特徴とする請求項３２記載の撮像装置。
【請求項３４】
前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタは、前記複数の有効画素の画素信号を取り出す有効画素転送部および前記複数の遮光画素の画像信号を取り出す遮光画素転送部の少なくとも１つの画素転送部をそれぞれ有し、
前記動作温度検出手段は、前記遮光画素転送部により取り出され、前記固体撮像素子により出力された前記複数の遮光画素の画素信号と、前記無効画素垂直転送レジスタにより転送されて前記固体撮像素子により出力された画素信号との差分値であるセンサ起因暗電流を演算するセンサ起因暗電流演算手段と、
前記センサ起因暗電流演算手段により演算されたセンサ起因暗電流に基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算する動作温度演算手段とを有することを特徴とする請求項３２記載の撮像装置。
【請求項３５】
前記動作温度検出手段は、前記センサ起因暗電流演算手段により演算されるセンサ起因暗電流と前記固体撮像素子の動作温度とを対応付けた演算テーブルを記憶する演算テーブル記憶手段を有し、
前記動作温度演算手段は、前記演算テーブル記憶手段に記憶された演算テーブルに基づいて前記固体撮像素子の動作温度を演算することを特徴とする請求項３４記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の欠陥画素の画素信号を補正する撮像装置および固体撮像素子により出力された欠陥画素の画素信号を補正する画素信号の補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルカメラのような固体撮像素子を有する撮像装置により撮影された画像には、固体撮像素子に起因する様々な画像欠陥が現れる。良く知られる画像欠陥としては、黒欠陥や白点（白傷）がある。黒欠陥は黒い点として、白点は白い点として画像に現れる。
白点は、半導体中の不純物や結晶欠陥により発生する暗電流に起因する。この暗電流は、固体撮像素子の動作温度の上昇に伴い増大する。このため、固体撮像素子の動作温度を検出し、検出された動作温度に基づいて固体撮像素子により出力される白点の画素信号を補正する撮像装置が開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
ところで、これらの画像欠陥の他に固体撮像素子の水平転送レジスタに起因する欠陥として、水平方向の周囲画素よりもわずかに画素信号が低下した垂直方向に延びる線状欠陥が現れることがある。
例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）の場合、画素（光電変換素子）に蓄積された信号電荷は、垂直転送レジスタに読み出され垂直方向に転送され、水平転送レジスタにより水平方向に転送されて出力される。水平転送レジスタは、複数の転送電極を有する。水平転送レジスタでは、これら複数の転送電極のそれぞれに駆動電圧が与えられると、電荷転送路のポテンシャルエネルギーが変化し信号電荷が転送される。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２３３５８号公報
【特許文献２】特開平１１−３１７５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水平転送レジスタでは、電荷転送路と転送電極との間に異物が存在する場合、電荷転送路と転送電極との間に設けられた絶縁酸化膜の膜厚が局所的に厚い場合、隣接する転送電極間の絶縁酸化膜の膜厚が厚い場合、電荷転送路に注入された不純物イオンの密度が不均一の場合には、電荷転送路にポテンシャルディップが発生する場合がある。ポテンシャルディップは、ポテンシャネルエネルギーの局所的な穴を意味し、数個の電子を捕獲する。
ポテンシャルディップが発生すると、信号電荷の一部がそこに捕獲される。すなわち、垂直転送レジスタにより水平転送レジスタに転送された信号電荷の一部は、このポテンシャルディップに捕獲され、画素信号の信号レベルが低下する。この結果、固体撮像素子により出力された画像には、垂直方向に延びる暗い線状の欠陥が現れる。
【０００６】
線状の欠陥は、固体撮像素子に入射される光の照度が低いとき、かつ、固体撮像素子の動作温度が低いときに現れる。入射光の照度が低い場合には、固体撮像素子から出力される画素信号のレベルが低いため、ポテンシャルディップの電子の捕獲による画素信号の低下の影響が相対的に大きく現れる。また、固体撮像素子の動作温度が低い場合には、電子の運動エネルギーが小さくなるため、ポテンシャルディップに捕獲された電子がポテンシャルディップから抜け出すことが困難になる。
【０００７】
一方、入射光の照度が高い場合には、固体撮像素子から出力される画素信号のレベルが高いため、ポテンシャルディップに電子が捕獲されたとしても画素信号の低下の影響は相対的に小さく、画像欠陥として認識されない。また、固体撮像素子の動作温度が高い場合には、電子の運動エネルギーが大きくなり、ポテンシャルディップに捕獲された電子がポテンシャルディップから容易に抜け出すため、画素信号が低下せず、画像欠陥は発生しない。
【０００８】
固体撮像素子の製造プロセスでは、異物の低減、絶縁酸化膜の均一性の向上等が図られているものの、上記のような固体撮像素子の線状欠陥を除去することは困難である。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、固体撮像素子の動作温度が低い場合、水平転送レジスタのポテンシャルディップに起因して発生する垂直方向に延びる線状欠陥を検出し、検出された線状欠陥の画素信号を補正する撮像装置および画素信号の補正方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の撮像装置は、画素信号を出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の画素信号の補正方法は、固体撮像素子により出力された画素信号を補正する画素信号の補正方法であって、前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥を検出する線状欠陥検出ステップと、前記線状欠陥検出ステップで検出された前記線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶ステップと、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出ステップと、前記動作温度検出ステップで検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定ステップと、前記判定ステップで前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶ステップで記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正ステップとを含むことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像素子の動作温度が低いかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタとを有する有効画素部と、前記有効画素部の周囲に１列または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタおよび前記１または複数の無効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を低温で動作させたときの前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像そしの動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタとを有する有効画素部と、前記有効画素部の周囲に１行または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送して前記有効画素垂直転送レジスタに転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を低温で動作させたときの前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像そしの動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素とともに行列を構成するように前記複数の有効画素の周囲に配列され、遮光膜で覆われた複数の遮光画素と、前記複数の有効画素および複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタとを有する有効／遮光画素部と、前記有効／遮光画素部の周囲に１列または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタおよび前記１または複数の無効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像そしの動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素とともに行列を構成するように前記複数の有効画素の周囲に配列され、遮光膜で覆われた複数の遮光画素と、前記複数の有効画素および複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタとを有する有効／遮光画素部と、前記有効／遮光画素部の周囲に１行または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送して前記有効／遮光画素垂直転送レジスタに転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを記憶する線状欠陥アドレス記憶手段と、前記固体撮像素子の動作温度を検出する動作温度検出手段と、前記動作温度検出手段により検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像そしの動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたとき、前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の撮像装置によれば、前記固体撮像素子に対し、まず、前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて検出された前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥のアドレスを線状欠陥アドレス記憶手段に記憶しておく。次に、前記動作温度検出手段により前記固体撮像素子の動作温度を検出し、前記判定手段により検出された動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像そしの動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する。次に、前記判定手段により前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたときには、前記補正手段により前記線状欠陥アドレス記憶手段に記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
また、本発明の画素信号の補正方法によれば、まず、線状欠陥検出ステップで前記固体撮像素子を低温で動作させたときに前記固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて前記固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥を検出し、線状欠陥アドレス記憶ステップで、前記線状欠陥検出ステップで検出された前記線状欠陥のアドレスを記憶する。次に、動作温度検出ステップで前記固体撮像素子の動作温度を検出し、判定ステップで、前記動作温度検出ステップで検出された前記固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、前記固体撮像そしの動作温度が前記しきい値より低いかどうかを判定する。前記判定ステップで前記固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたときには、補正ステップで前記線状欠陥アドレス記憶ステップで記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、前記固体撮像素子により出力された前記アドレスに対応する前記線状欠陥の画素信号を補正する。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
また、本発明の撮像装置によれば、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子に対し、上記と同様の線状欠陥の画素信号の補正を行う。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
また、本発明の撮像装置によれば、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタとを有する有効画素部と、前記有効画素部の周囲に１列または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタおよび前記１または複数の無効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子に対し、上記と同様の線状欠陥の画素信号の補正を行う。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
また、本発明の撮像装置によれば、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効画素垂直転送レジスタとを有する有効画素部と、前記有効画素部の周囲に１行または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送して前記有効画素垂直転送レジスタに転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子に対し、上記と同様の線状欠陥の画素信号の補正を行う。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
また、本発明の撮像装置によれば、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素とともに行列を構成するように前記複数の有効画素の周囲に配列され、遮光膜で覆われた複数の遮光画素と、前記複数の有効画素および複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタとを有する有効／遮光画素部と、前記有効／遮光画素部の周囲に１列または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタおよび前記１または複数の無効画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子に対し、上記と同様の線状欠陥の画素信号の補正を行う。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
また、本発明の撮像装置によれば、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する行列状に配列された複数の有効画素と、前記複数の有効画素とともに行列を構成するように前記複数の有効画素の周囲に配列され、遮光膜で覆われた複数の遮光画素と、前記複数の有効画素および複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタとを有する有効／遮光画素部と、前記有効／遮光画素部の周囲に１行または行列状に配列され、画素値が０の画素信号を垂直方向に転送して前記有効／遮光画素垂直転送レジスタに転送する１または複数の無効画素垂直転送レジスタと、前記複数の有効／遮光画素垂直転送レジスタにより転送された画素信号を水平方向に転送する水平転送レジスタとを有する固体撮像素子に対し、上記と同様の線状欠陥の画素信号の補正を行う。
したがって、固体撮像素子を低温で動作させた場合には、固体撮像素子により出力される線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記目的を達成するため、固体撮像素子を低温で動作させ、固体撮像素子により出力された画素信号に基づいて固体撮像素子の垂直方向に延びる線状欠陥を検出し、検出された線状欠陥のアドレスを記憶しておく。撮像装置の使用時には、固体撮像素子の動作温度を検出し、検出された固体撮像素子の動作温度をしきい値と比較し、固体撮像素子の動作温度がしきい値より低いかどうかを判定する。そして、固体撮像素子の動作温度が低いと判定されたときには、記憶された線状欠陥のアドレスを読み出し、固体撮像素子により出力されたアドレスに対応する線状欠陥の画素信号を補正する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例１の撮像装置および画素信号の補正方法について図面を参照して説明する。
図１は、実施例１の撮像装置の概略構成を示す図である。
図１に示すように、実施例１の撮像装置は、レンズ１、絞り２、固体撮像素子３、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路４、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路５、線状欠陥検出補正回路６、画像処理回路７、ＣＰＵ８、線状欠陥アドレスＲＯＭ９、画像ＲＡＭ１０および記録媒体１１を備える。
【００１４】
レンズ１は、入射された光を固体撮像素子３に結像する。絞り２は、固体撮像素子３の入射光量を調節するとともに、メカシャッタとなる。固体撮像素子３は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）からなり、入射された光を信号電荷に変換し、画素信号として出力する複数の画素を有し、これら複数の画素により出力された画素信号（画像）を出力する。ＣＤＳ回路４は、固体撮像素子３により出力された画素信号に相関二重サンプリング処理を施し、画素信号に含まれるノイズを除去する。ＡＤ変換回路５は、ＣＤＳ回路４により出力されたアナログ画素信号をデジタル画素信号に変換する。線状欠陥検出補正回路６は、ＡＤ変換回路５により出力されたデジタル画素信号に基づいて、固体撮像素子３を低温で動作させたときに固体撮像素子３により出力された画像の垂直方向に延びる線状欠陥を検出するととともに、検出された線状欠陥を構成する画素の画素信号を補正する。線状欠陥検出補正回路６による線状欠陥の検出は、この撮像装置（固体撮像素子３）の出荷前の検査時に製造者により行われる。
【００１５】
画像処理回路７は、線状欠陥補正回路６により出力された画素信号にガンマ補正等の種々の画像処理を施し出力する。ＣＰＵ８は、この撮像装置の各部を制御する。線状欠陥アドレスＲＯＭ９は、この撮像装置（固体撮像素子３）の検査時に線状欠陥検出補正回路６により検出された線状欠陥を構成する画素のアドレスを記憶する。線状欠陥検出補正回路６は、この撮像装置の購入後の撮影時には、線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶された線状欠陥を構成する画素のアドレスを読み出し、読み出されたアドレスに対応する画素信号を補正する。画像ＲＡＭ１０は、画像処理回路７により出力された画素信号のバッファメモリとなるとともに、線状欠陥検出補正回路６により固体撮像素子３の線状欠陥を検出する際の作業用メモリとなる。記録媒体１１は、ビデオテープ、メモリカード等の交換可能な記録媒体からなり、画像処理回路７により出力された画素信号（画像）を記録する。
【００１６】
図２は、図１に示される固体撮像素子の画素部の構成を示す図である。
図２に示すように、固体撮像素子３の画素部２０は、有効画素部２１、水平前ＯＰＢ（Optical Black）部２２、水平後ＯＰＢ部２３、水平転送レジスタ２４および出力回路２５を備える。
有効画素部２１は、行列状に配列され、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する複数の有効画素（不図示）と、複数の有効画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数列の垂直転送レジスタ（不図示）とを備える。
複数の有効画素は、入射される光を透過するＲ（Red）、Ｇ（Green）およびＢ（Blue）のいずれか一つの色の色フィルタを有する。複数の有効画素は、色フィルタを通して光を入射し、入射された光を信号電荷に変換し画素信号として出力する。垂直転送レジスタは、複数の有効画素の行数と同数の転送素子を有し、これらの転送素子により１画素毎に画素信号を垂直方向に転送する。垂直転送レジスタには、入射される光を遮光する遮光膜が形成されている。
【００１７】
水平前ＯＰＢ部２２は、複数の有効画素と同行の行列状に配列された複数の遮光画素（不図示）と、複数の遮光画素に対し列毎に画素信号を取り出し、垂直方向に転送する複数列の垂直転送レジスタ（不図示）とを備える。
複数の遮光画素および複数列の素垂直転送レジスタには、入射される光を遮光する遮光膜が形成されている。複数の遮光画素は、複数の有効画素と同様の光電変換部を有し、画素信号を出力するが、光が入射されず、光に関係のない電荷を蓄積する。複数の遮光画素は、固体撮像素子３の動作時の光学的黒レベルを検出するのに用いられる。複数列の垂直転送レジスタは、有効画素部２１の垂直転送レジスタと同じ構成である。
【００１８】
水平後ＯＰＢ部２３は、複数列の垂直転送レジスタ（不図示）を備える。
複数列の垂直転送レジスタには、入射される光を遮光する遮光膜が形成されている。複数列の垂直転送レジスタは、有効画素部２１の垂直転送レジスタと同じ構成である。複数列の垂直転送レジスタは、画素値が０の画素信号を転送する。複数列の垂直転送レジスタは、固体撮像素子３の動作時の無信号レベルを検出するのに用いられる。
【００１９】
水平転送レジスタ２４は、有効画素部２１、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３の複数列の垂直転送レジスタにより垂直方向に転送された画素信号を取り出し、水平方向に転送する。水平転送レジスタ２４は、有効画素部２１、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３の垂直転送レジスタの列数と同数の転送素子を有し、これらの転送素子により１画素毎に画素信号を水平方向に転送する。出力回路２５は、水平転送レジスタ２４により水平方向に転送された画素信号（信号電荷）を電圧に変換し次段のＣＤＳ回路４に出力する。
【００２０】
図３は、図２に示される固体撮像素子により出力される画素信号の説明図である。
ここで、固体撮像素子３には、明るさが一様な光が入射されるものとする。また、有効画素の色フィルタの影響は無視するものとする。
図３に示すように、固体撮像素子３の１ラインを走査すると、有効画素部２１、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３のそれぞれにレベルの異なる画素信号が得られる。
有効画素部２１、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３のないブランキング領域の画素信号は、レベルが「０」である。水平後ＯＰＢ部２３から得られる画素信号は、無信号レベルの画素信号であり、垂直転送レジスタの転送により発生した垂直転送レジスタ起因の暗電流によるものである。水平前ＯＰＢ部２２から得られる画素信号は、光学的黒レベルの画素信号であり、光に関係なく蓄積され変換された遮光画素のセンサ起因の暗電流と垂直転送レジスタ起因の暗電流とを含む。有効画素部２１から得られる画素信号は、光信号レベルの画素信号であり、入射された光を光電変換した有効画素の光起因信号と光に関係なく蓄積され変換された有効画素のセンサ起因の暗電流と垂直転送レジスタ起因の暗電流とを含む。
【００２１】
言い換えれば、固体撮像素子３に光が入射すると、遮光膜のない有効画素部２１は、光起因信号、センサ起因の暗電流および垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む光信号レベルの画素信号を出力し、遮光膜が形成された水平前ＯＰＢ部２２は、センサ起因の暗電流および垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む光学的黒レベルの画素信号を出力し、水平後ＯＰＢ部２３は、垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む無信号レベルの画素信号を出力する。
【００２２】
図４は、固体撮像素子の線状欠陥の一例を示す図である。また、図５は、線状欠陥を有する固体撮像素子により出力される画素信号の説明図である。
固体撮像素子を低温および低照度で動作させたときには、図４に示すように、画像の垂直方向に延びる線状欠陥が発生する場合がある。この画像の１ライン（Ｘ−Ｘ'面）を走査すると、図５に示すように、有効画素部２１に画素信号レベルがわずかに落ち込む部分が現れる。この落ち込む部分は、全てのラインに現れ、図４に示される線状欠陥として認識される。
【００２３】
図６は、図１に示される線状欠陥検出補正回路の構成を示す図である。
前述のように、線状欠陥検出補正回路６は、撮像装置の出荷前の検査時に固体撮像素子３の線状欠陥を検出するとともに、撮像装置の購入後の撮影時に線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶された線状欠陥を構成する画素のアドレスを読み出し、読み出されたアドレスに対応する画素信号を補正する。線状欠陥の検出は、低温および低照度の条件下で固体撮像装置を動作させて行われる。
図６に示すように、線状欠陥検出補正回路６は、線状欠陥検出手段３１、線状欠陥アドレス記憶制御手段３２、温度センサ３３、温度検出手段３４、温度判定手段３５および線状欠陥補正手段３６を備える。
【００２４】
線状欠陥検出手段３１は、固体撮像素子３により出力された画素信号に基づいて線状欠陥を検出する。線状欠陥検出回路３１は、例えば、水平方向に隣接する画素の信号レベル（画素信号）の差を検出し、信号レベルの差がしきい値以上のとき、線状欠陥と判定する。
また、線状欠陥検出回路３１は、画像内の１列分の画素信号を累積加算し、累積加算された画素信号を比較して線状欠陥を検出するように構成することができる。また、線状欠陥検出回路３１は、固体撮像素子３により出力された複数枚の画像の同位置の画素信号を累積加算し、累積加算された画素信号を比較して線状欠陥を検出するように構成することができる。これらの場合、いっそう精度良く線状欠陥を検出することができる。なお、画素信号の累積加算のために画像ＲＡＭ１０が使用される。
【００２５】
線状欠陥アドレス記憶制御手段３２は、線状欠陥検出手段３１により検出された線上欠陥を構成する画素のアドレスを線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶する。温度センサ３３は、固体撮像素子３の温度を直接測定し、測定された温度に相当する信号を出力する。温度検出手段３４は、温度センサ３３により出力された信号に基づいて固体撮像素子３の動作温度を特定する。温度判定手段３５は、温度検出手段３４により特定された固体撮像素子３の動作温度をしきい値と比較し、固体撮像素子３の動作温度が低いかどうか判定する。
【００２６】
線状欠陥補正手段３６は、温度判定手段３５により固体撮像素子３の動作温度が低いと判定されたとき、線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶された線上欠陥を構成する画素のアドレスを読み出し、固体撮像素子３により出力された前記アドレスに対応する線状欠陥の画素信号を補正する。線状欠陥補正手段３６は、例えば、周辺画素に基づいて欠陥画素（線状欠陥を構成する画素）を補正する。例えば、欠陥画素の画素信号を複数の周辺画素の画素信号の平均値や中央値（メディアン値）で置き換える。
【００２７】
次に、実施例１の撮像装置の動作を説明する。
レンズ１および絞り２を通して光が固体撮像素子３に入射されると、固体撮像素子３の画素部２０の有効画素部２１の複数の有効画素により光量に応じた電荷が蓄積される。同時に、水平前ＯＰＢ部２２の複数の遮光画素に光と関係なく電荷が蓄積される。次に、複数の有効画素に蓄積された信号電荷が画素信号としてそれぞれの垂直転送レジスタにより取り出され、複数の遮光画素に蓄積された信号電荷が画素信号としてそれぞれの垂直転送レジスタにより取り出され、垂直方向に転送される。同時に、水平後ＯＰＢ部２３の垂直転送レジスタにより画素値が「０」の画素信号が垂直方向に転送される。そして、有効画素部２１、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３のそれぞれの垂直転送レジスタにより垂直方向に転送された画素信号が水平転送レジスタ２３により水平方向に転送され、出力回路２５により画素信号（信号電荷）が電圧に変換され、次段のＣＤＳ回路４に出力される。
【００２８】
固体撮像素子３により出力された画素信号は、ＣＤＳ回路４によりノイズが除去され、ＡＤ変換回路５によりアナログ画素信号からデジタル画素信号に変換され、線状欠陥検出補正回路６に入力される。
【００２９】
ここで、線状欠陥を有する画素信号の補正方法を、ステップＳ１〜Ｓ５により説明する。
撮像装置の出荷前の検査時には、線状欠陥検出回路６の線状欠陥検出手段３１により固体撮像装置３の線状欠陥が検出される。具体的には、線状欠陥検出手段３１により水平方向に隣接する画素の信号レベル（画素信号）の差が検出され、信号レベルの差がしきい値以上のとき、線状欠陥と判定される（ステップＳ１）。次に、線状欠陥検出手段３１により検出された線状欠陥を構成する画素のアドレスが線状欠陥アドレス記憶手段３２により線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶される（ステップＳ２）。
【００３０】
撮像装置の出荷後の撮影時には、線状欠陥検出回路６の温度センサ３３により測定された信号に基づいて温度検出手段３４により固体撮像素子３の動作温度が特定され（ステップＳ３）、特定された動作温度が温度判定手段３４によりしきい値と比較され、固体撮像装置３の動作温度が低いかどうか判定される（ステップＳ４）。
【００３１】
温度判定手段３４により固体撮像装置３の動作温度が低いと判定されたときには、線状欠陥補正手段３６により線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶された線上欠陥を構成する画素のアドレスが読み出され、固体撮像素子３により出力された前記アドレスに対応する線状欠陥の画素信号が補正される。具体的には、線状欠陥を構成する画素の画素信号が複数の周辺画素の画素信号の平均値や中央値（メディアン値）で置き換えられる（ステップＳ５）。
【００３２】
線状欠陥が補正された画素信号は、次段の画像処理回路７に出力され、ガンマ補正等の画像処理が施される。画像処理回路７により出力された画素信号は、画像ＲＡＭ１０に記憶された後、外部出力される、あるいは記録媒体１１に記録される。
【００３３】
このように、実施例１の撮像装置によれば、線状欠陥検出補正回路６により固体撮像素子３の線状欠陥を検出するとともに、線状欠陥を構成する画素の画素信号を補正する。したがって、固体撮像素子３を低温で動作させた場合には、固体撮像素子３により出力された線状欠陥の画素信号を補正することができるので線状欠陥のない画質が良好な画像を得ることができる。
【００３４】
また、線状欠陥検出補正回路６に線状欠陥検出手段３１を設けるので、いちいち撮像装置の外部端子から画素信号を取り出し、専用の検出装置により線状欠陥を検出する必要がない。したがって、線状欠陥の検出を容易に行うことができる。
【００３５】
また、温度センサ３３を設け、固体撮像素子３の温度を測定する。したがって、簡単な構成により容易に固体撮像素子３の温度を測定することができる。
【００３６】
図７は、図２に示される固体撮像素子の画素部の変形例を示す図である。
実施例１の固体撮像素子３の画素部２０では、有効画素部２１の水平方向に隣接する水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３を設け、水平前ＯＰＢ部２２を複数の遮光画素と複数列の垂直転送レジスタとより構成し、水平後ＯＰＢ部２３を複数列の垂直レジスタにより構成しているが、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３の位置を反対に構成してもよい。言い換えれば、図７に示すように、有効画素部２１の水平方向に隣接する水平前ＯＰＢ部２６および水平後ＯＰＢ部２７を設け、水平前ＯＰＢ部２６を複数列の垂直レジスタにより構成し、水平後ＯＰＢ部２７を複数の遮光画素と複数列の垂直転送レジスタとより構成してもよい。
【実施例２】
【００３７】
図８は、実施例２の撮像装置の線状欠陥検出補正回路４０の構成を示す図である。また、図９は、垂直転送レジスタ起因の暗電流と固体撮像素子の動作温度との関係を示す図である。
図８に示すように、実施例２の撮像装置は、図１に示される実施例１の撮像装置の線状欠陥検出補正回路６を線状欠陥検出補正回路４０に置き換えたものである。また、実施例２の線状欠陥検出補正回路４０は、図６に示される実施例１の線状欠陥検出補正回路６の温度センサ３３および温度検出手段３４を温度検出手段４１に置き換えたものである。
なお、実施例２の撮像装置の他の部分および図８に示される線状欠陥検出補正回路４０の他の部分は、実施例１の撮像装置および線状欠陥検出補正回路６の構成要素と同一であるため、その説明を省略する。
【００３８】
温度検出手段４１は、固体撮像素子３により出力された画素信号に基づいて固体撮像素子３の動作温度を演算する。具体的には、温度検出手段４１は、図２に示される画素部２０の水平後ＯＰＢ部２３から得られた画素信号を利用する。
水平後ＯＰＢ部２３から得られた画素信号は、前述のように、垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む。この垂直転送レジスタ起因の暗電流は、図９に示すように、固体撮像素子３の動作温度と線形の関係を有する。このため、垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む無信号レベルの画素信号に基づいて固体撮像素子３の動作温度を演算することができる。
【００３９】
具体的には、水平後ＯＰＢ部２３の垂直転送レジスタにより転送されて固体撮像素子３により出力された画素信号に基づく垂直転送レジスタ起因暗電流と固体撮像素子３の動作温度とを対応付けた演算テーブルを例えば、図１に示される線状欠陥アドレスＲＯＭ９に線状欠陥のアドレスとともに記憶しておく。
温度検出手段４１は、水平後ＯＰＢ部２３の垂直転送レジスタにより転送されて固体撮像素子３により出力された画素信号に対応する固体撮像素子３の動作温度を線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶された演算テーブルに基づいて演算する。線状欠陥アドレスＲＯＭ９の演算テーブルの画素信号は飛び飛びの値を取るので、固体撮像素子３により出力された画素信号に対し内挿による補間演算を行えば、いっそう精度良く固体撮像素子３の動作温度を演算することができる。
【００４０】
このように、実施例２の撮像装置によれば、温度検出手段４１により固体撮像素子３より出力された水平後ＯＰＢ部２３の画素信号に基づいて固体撮像素子３の動作温度を演算する。したがって、固体撮像素子３の動作温度を高精度に求めることができるので、確実に線状欠陥を補正することができる。
【実施例３】
【００４１】
図１０は、実施例３の撮像装置の線状欠陥検出補正回路５０の構成を示す図である。また、図１１は、センサ起因の暗電流と固体撮像素子の動作温度との関係を示す図である。
図１０に示すように、実施例３の撮像装置は、実施例２の撮像装置の線状欠陥検出補正回路４０を線状欠陥検出補正回路５０に置き換えたものである。また、実施例３の線状欠陥検出補正回路５０は、図８に示される実施例２の線状欠陥検出補正回路４０の温度検出手段４１を温度検出手段５１に置き換えたものである。
なお、実施例３の撮像装置の他の部分および図１０に示される線状欠陥検出補正回路５０の他の部分は、実施例２の撮像装置および線状欠陥検出補正回路４０の構成要素と同一であるため、その説明を省略する。
【００４２】
温度検出手段５０は、図２に示される画素部２０の水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３から得られた画素信号を利用する。
水平後ＯＰＢ部２３から得られた画素信号は、前述のように、垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む。水平前ＯＰＢ部２２から得られた画素信号は、前述のように、光に関係なく蓄積され変換された遮光画素のセンサ起因の暗電流と垂直転送レジスタ起因の暗電流とを含む。このセンサ起因の暗電流は、図１１に示すように、固体撮像装置３の動作温度と線形の関係を有する。このため、遮光画素のセンサ起因の暗電流と垂直転送レジスタ起因の暗電流とを含む光学的黒レベルの画素信号と垂直転送レジスタ起因の暗電流を含む無信号レベルの画素信号との差分を求め、求められた差分、すなわち、センサ起因の暗電流に基づいて固体撮像素子３の動作温度を演算することができる。
【００４３】
具体的には、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３のそれぞれの垂直転送レジスタにより転送されて固体撮像素子３により出力された画素信号に基づいて、光学的黒レベルの画素信号と無信号レベルの画素信号との差分を求め、この差分と固体撮像素子３の動作温度とを対応付けた演算テーブルを例えば、図１に示される線状欠陥アドレスＲＯＭ９に線状欠陥のアドレスとともに記憶しておく。
温度検出手段５０は、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３のそれぞれの垂直転送レジスタにより転送されて固体撮像素子３により出力された画素信号から光学的黒レベルの画素信号と無信号レベルの画素信号との差分を演算し、演算された差分に対応する固体撮像素子３の動作温度を線状欠陥アドレスＲＯＭ９に記憶された演算テーブルに基づいて演算する。線状欠陥アドレスＲＯＭ９の演算テーブルの差分は飛び飛びの値を取るので、演算された差分に対し内挿による補間演算を行えば、いっそう精度良く固体撮像素子３の動作温度を演算することができる。
【００４４】
このように、実施例３の撮像装置によれば、温度検出手段５０により固体撮像素子３より出力された水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３の画素信号に基づいて固体撮像素子３の動作温度を演算する。したがって、固体撮像素子３の動作温度を高精度に求めることができるので、確実に線状欠陥を補正することができる。
【実施例４】
【００４５】
実施例３では、図２に示される水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３の画素信号に基づいて固体撮像素子３の動作温度を演算する。このため、従来良く知られるオプティカルブラック領域を利用することができる。これに対し、固体撮像素子３の動作温度を演算するための専用のＯＰＢ部を設けてもよい。
【００４６】
図１２〜図１４は、実施例４の固体撮像素子の画素部２０の構成例を示す図である。
図１２は、複数の遮光画素および複数列の垂直転送レジスタを有する光学的黒レベル部６１および複数列の垂直転送レジスタを有する無信号レベル部６２を水平前ＯＰＢ部２２の水平方向に隣接するように並べて配列した例である。
なお、光学的黒レベル部６１は、少なくとも１列の遮光画素および垂直転送レジスタを有すればよく、無信号レベル部６２は、少なくとも１列の垂直転送レジスタを有すればよい。
【００４７】
図１３は、複数の遮光画素および複数列の垂直転送レジスタを有する光学的黒レベル部６１および複数列の垂直転送レジスタを有する無信号レベル部６２を水平後ＯＰＢ部２３の水平方向に隣接するように並べて配列した例である。
なお、光学的黒レベル部６１は、少なくとも１列の遮光画素および垂直転送レジスタを有すればよく、無信号レベル部６２は、少なくとも１列の垂直転送レジスタを有すればよい。
【００４８】
図１４は、複数の遮光画素および複数列の垂直転送レジスタを有する光学的黒レベル部６３および複数列の垂直転送レジスタを有する無信号レベル部６４を有効画素部２１、水平前ＯＰＢ部２２および水平後ＯＰＢ部２３の垂直方向に隣接するように配列した例である。
なお、光学的黒レベル部６３は、少なくとも1行の遮光画素および垂直転送レジスタ（転送素子）を有すればよく、無信号レベル部６４は、少なくとも１行の垂直転送レジスタ（転送素子）を有すればよい。
【００４９】
図１２〜図１３に示される光学的黒レベル部６１および６３の複数の遮光画素は、他の部分に比べ大きな暗電流が発生するように構成することができる。これにより、センサ起因の暗電流を検出しやすくすることができるので、固体撮像素子３の動作温度を高精度に求めることができる。
【００５０】
このように、実施例４の撮像装置によれば、暗電流が発生しやすい専用のＯＰＢ部（光学的黒レベル部６１または６３）を設け、センサ起因の暗電流を検出しやすくすることができるので、固体撮像素子３の動作温度を高精度に求めることができる。
なお、実施例２の撮像装置のように、暗電流が発生しやすい専用のＯＰＢ部（無信号レベル部６２または６４のみ）を設け、垂直転送レジスタ起因の暗電流を検出しやすくし、固体撮像素子３の動作温度を高精度に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示される固体撮像素子の画素部の構成を示す図である。
【図３】図２に示される固体撮像素子により出力される画素信号の説明図である。
【図４】固体撮像素子の線状欠陥の一例を示す図である。
【図５】線状欠陥を有する固体撮像素子により出力される画素信号の説明図である。
【図６】図１に示される線状欠陥検出補正回路の構成を示す図である。
【図７】図２に示される固体撮像素子の画素部の変形例を示す図である。
【図８】実施例２の撮像装置の線状欠陥検出補正回路４０の構成を示す図である。
【図９】垂直転送レジスタ起因の暗電流と固体撮像素子の動作温度との関係を示す図である。
【図１０】実施例３の撮像装置の線状欠陥検出補正回路５０の構成を示す図である。
【図１１】センサ起因の暗電流と固体撮像素子の動作温度との関係を示す図である。
【図１２】実施例４の固体撮像素子の画素部の構成例を示す図である。
【図１３】実施例４の固体撮像素子の画素部の構成例を示す図である。
【図１４】実施例４の固体撮像素子の画素部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１……レンズ、２……絞り、３……固体撮像素子、４……ＣＤＳ回路、５……ＡＤ変換回路、６……線状欠陥検出補正回路、７……画像処理回路、８……ＣＰＵ、９……線状欠陥アドレスＲＯＭ、１０……画像ＲＡＭ、２０……画素部２０、２１……有効画素部、２２……水平前ＯＰＢ部、２３……水平後ＯＰＢ部、２４……水平転送レジスタ、２５……出力回路、３１……線状欠陥検出手段、３２……線状欠陥アドレス記憶制御手段、３３……温度センサ、３４……温度検出手段、３５……温度判定手段、３６……線状欠陥補正手段。
【図１】
2006108880.tif 000003
【図２】
2006108880.tif 000004
【図３】
2006108880.tif 000005
【図４】
2006108880.tif 000006
【図５】
2006108880.tif 000007
【図６】
2006108880.tif 000008
【図７】
2006108880.tif 000009
【図８】
2006108880.tif 000010
【図９】
2006108880.tif 000011
【図１０】
2006108880.tif 000012
【図１１】
2006108880.tif 000013
【図１２】
2006108880.tif 000014
【図１３】
2006108880.tif 000015
【図１４】
2006108880.tif 000016