(57)【要約】【課題】信号レベルに応じて種類が異なる欠陥画素に対して高精度な補正を行うことができる欠陥画素の検出装置及び検出方法を提供する。【解決手段】本発明は、半導体素子Ｄの撮像領域に発生する欠陥画素を検出する検出装置１０及び検出方法であって、欠陥画素を検出する欠陥画素検出部１４と、欠陥画素の検出時に、撮像領域に照射する光の照度が低い第１照度状態の撮像画像から検出された欠陥画素のアドレス情報を格納し、また、第１照度状態より前記照度が高い第２照度状態の撮像画像から検出されたアドレス情報を格納する欠陥画素アドレス格納部１５，１６と、欠陥画素アドレス格納部１５，１６に格納された、前記第１照度状態と前記第２照度状態との欠陥画素のアドレス情報を比較するアドレス比較部１７と、欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定する補正アドレス判断部１８を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の撮像領域に発生する欠陥画素を検出する検出装置であって、
前記欠陥画素を検出する欠陥画素検出部と、
前記欠陥画素の検出時に、前記撮像領域に照射する光の照度が低い第１照度状態の撮像画像から検出された欠陥画素のアドレス情報を格納し、また、前記第１照度状態より前記照度が高い第２照度状態の撮像画像から検出されたアドレス情報を格納する欠陥画素アドレス格納部と、
前記欠陥画素アドレス格納部に格納された、前記第１照度状態と前記第２照度状態との前記欠陥画素のアドレス情報を比較するアドレス比較部と、
前記欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定する補正アドレス判断部を備えていることを特徴とする検出装置。  
【請求項２】
前記補正アドレス判断部が、前記欠陥画素アドレス格納部に格納された前記欠陥画素の連続量の変化に基づき前記補正アドレスを決定することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記撮像領域に照射する光を供給する照明と、前記欠陥画素の検出時に、前記照明を制御し、前記第１照度状態及び前記第２照度状態に設定する照明制御部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記半導体素子が、固体撮像素子であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の検出装置。
【請求項５】
前記第１照度状態が、半導体素子の信号出力が電荷飽和レベルの５〜１５%の信号レベルとなる範囲であり、前記第２照度状態が、電荷飽和レベルの３０〜５０％の信号レベルとなる範囲であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の検出装置。
【請求項６】
半導体素子の撮像領域に発生する欠陥画素を検出する検出方法であって、
前記欠陥画素の検出時に、前記撮像領域に照射する光の照度が低い第１照度状態の撮像画像から検出された欠陥画素のアドレス情報と、また、前記第１照度状態より前記照度が高い第２照度状態の撮像画像から検出されたアドレス情報とを欠陥画素アドレス格納部に格納し、
前記アドレス格納部に格納された前記第１照度状態と前記第２照度状態との前記欠陥画素のアドレス情報を比較し、
前記欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定することを特徴とする検出方法。  
【請求項７】
前記欠陥画素アドレス格納部に格納された前記欠陥画素の連続量の変化に基づき前記補正アドレスを決定することを特徴とする請求項６に記載の検出方法。
【請求項８】
前記撮像領域に照射する光を供給する照明を制御し、前記第１照度状態及び前記第２照度状態に設定することを特徴とする請求項６又は７に記載の検出方法。
【請求項９】
前記半導体素子が、固体撮像素子であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の検出方法。
【請求項１０】
前記第１照度状態が、半導体素子の信号出力が電荷飽和レベルの５〜１５%の信号レベルとなる範囲であり、前記第２照度状態が、電荷飽和レベルの３０〜５０％の信号レベルとなる範囲であることを特徴とする請求項６から９のいずれか１つに記載の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥画素の検出装置及び検出方法に関し、特に信号レベルに応じて種類が異なる欠陥画素に対して高精度な補正を行うことができる欠陥画素の検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子等の半導体素子を備えた撮像装置は、半導体素子の撮像領域を構成する画素に局所的な液晶欠陥によって感度が低下する欠陥画素が生じてことがある。このような欠陥画素のうち一般的に光電感度の低いものは黒い点として現れるので黒キズと呼ばれている。
【０００３】
図５は、半導体素子の撮像領域における黒キズの種類を示す図である。図５において、１は、半導体素子の撮像領域を示し、２は、水平転送路を示し、３は、アンプを示している。また、図５で矢印Ａで示す方向は水平転送路の延設された方向に対して垂直な方向（縦方向）を示している。
図５（ａ）に示すように、黒キズは、信号レベルが高いときに感度の低下している欠陥画素があった場合でも、縦方向Ａに連続しない孤立点の欠陥画素（いわゆる点キズ）ｐ１，ｐ２となる。一方、図５（ｂ）に示すように、信号レベルを低くすると、高い信号レベルのときに現れていた欠陥画素が転送効率の低い状態となり、縦方向Ａに対して連続する欠陥画素（いわゆる線キズ）ｐ２となる場合がある。一般に、信号レベルが低いほど転送効率は低下するので、縦方向に連続する欠陥画素の数が多くなる。
【０００４】
従来、撮像装置を出荷する前に、半導体素子の欠陥画素の検出が行われている。検出された欠陥画素は、当該欠陥画素の近傍の正常の画素の信号に基づいて補間する処理が行われる。例えば、黒キズの検出は、下記特許文献１に示すように、一定の光照射量で撮像したときの固体撮像素子の各画素の出力信号レベルが閾値を下回っているか否かで判別する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１２１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、縦方向に連続する欠陥画素については、縦方向一列について画素補正が行う必要がある。しかし、欠陥画素には図５に示すように、信号レベルによって孤立点の欠陥画素と縦方向に連続する欠陥画素との異なる種類があり、孤立点の欠陥画素に対して縦方向一列の画素補正を行うと、正常な画素についても補正を行うこととなり、歩留まりの低下が生じていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、信号レベルに応じて種類が異なる欠陥画素に対して高精度な補正を行うことができる欠陥画素の検出装置及び検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、半導体素子の撮像領域に発生する欠陥画素を検出する検出装置であって、前記欠陥画素を検出する欠陥画素検出部と、前記欠陥画素の検出時に、前記撮像領域に照射する光の照度が低い第１照度状態の撮像画像から検出された欠陥画素のアドレス情報を格納し、また、前記第１照度状態より前記照度が高い第２照度状態の撮像画像から検出されたアドレス情報を格納する欠陥画素アドレス格納部と、前記欠陥画素アドレス格納部に格納された、前記第１照度状態と前記第２照度状態との前記欠陥画素のアドレス情報を比較するアドレス比較部と、前記欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定する補正アドレス判断部を備えていることを特徴とする検出装置によって達成される。
【０００９】
また、本発明の上記目的は、半導体素子の撮像領域に発生する欠陥画素を検出する検出方法であって、前記欠陥画素の検出時に、前記撮像領域に照射する光の照度が低い第１照度状態の撮像画像から検出された欠陥画素のアドレス情報と、また、前記第１照度状態より前記照度が高い第２照度状態の撮像画像から検出されたアドレス情報とを欠陥画素アドレス格納部に格納し、前記アドレス格納部に格納された前記第１照度状態と前記第２照度状態との前記欠陥画素のアドレス情報を比較し、前記欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定することを特徴とする検出方法によって達成される。
【００１０】
本発明は、照度を変えて欠陥画素のアドレス情報を取得し、それぞれのアドレス情報を比較し、照射量に応じて転送効率が変化して、アドレスが変わる欠陥画素を特定することができる。そして、欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、当該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定することができる。例えば、照度を変えても転送効率が変化しない点キズを構成する欠陥画素については、従来のように縦方向に沿った補正を行わず、該欠陥画素のアドレス情報に示されるアドレスについてのみ補正を行うことができる。このため、欠陥画素のアドレス情報に従って、適正な範囲で欠陥画素の補正を行うことができ、正常である画素に補正を行うことで、高精度な補正を行うことができ、歩留まりを向上させることができる。
【００１１】
欠陥画素アドレス格納部に格納された欠陥画素の連続量の変化に基づき補正アドレスを決定することが好ましい。こうすれば、欠陥画素の連続量が所定の値以上であるものを線キズとし、欠陥画素の連続量が所定の値以下であるものを点キズとして判別することができる。そして、欠陥画素にあわせて補正アドレスを決定することで、正常な画素を対象とすることなく、高い精度で且つ効率良く補正を行うことができる。
【００１２】
撮像領域に照射する光を供給する照明と、欠陥画素の検出時に、照明を制御し、第１照度状態及び第２照度状態に設定する照明制御部を備えていることが好ましい。こうすれば、欠陥画素の検出時に、欠陥画素検出部と協同させて、照明を所定の照度の状態に設定して欠陥画素を検出する手順を円滑的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、信号レベルに応じて種類が異なる欠陥画素に対して高精度な補正を行うことができる欠陥画素の検出装置及び検出方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる検出装置の構成を示す図である。
検出装置１０は、半導体素子Ｄの撮像領域に発生する欠陥画素を検出する機能を有しており、本実施形態では半導体素子Ｄの一例として固体撮像素子を用いて説明する。
【００１５】
検出装置１０には、欠陥画素の検出時に、固体撮像素子Ｄからアナログ出力信号を取得し、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１３と、Ａ／Ｄ変換部１３で変換された画像のデジタル信号が入力される欠陥画素検出部１４とが、設けられている。
【００１６】
欠陥画素検出部１４は、画像のデジタル信号に基づいて、画素ごとに出力値を検出し、出力値が閾値に満たない画素については欠陥画素と決定し、該欠陥画素のアドレス情報を後述する欠陥画素アドレス格納部に出力する。欠陥画素のアドレス情報は、例えば、撮像領域に平行なｘ−ｙ平面を規定したときの欠陥画素の位置を表す座標データを用いることができる。
【００１７】
検出装置１０には、欠陥画素の検出時に、予め設定された照度で固体撮像素子Ｄの撮像領域に光を照射する照明１１が設けられている。また、照明１１を制御可能で、所定の照度状態に設定することができる照明制御部１２が設けられている。本実施形態では、照明制御部１２によって、照明１１の照度を、撮像領域に照射する光の照度が低い低照度状態（第１照度状態）と低照度状態より照度が高い中照度状態（第２照度状態）とに設定することができる。本実施形態において、低照度状態とは固体撮像素子の信号出力が、固体撮像素子各画素のフォトダイオードに対する電荷飽和レベルの５〜１５％の信号レベルの範囲となる、照明１１から撮像領域に供給される光の照度であり、中照度状態では固体撮像素子の信号出力が、固体撮像素子各画素のフォトダイオードに対する電荷飽和レベルの３０〜５０％の信号レベルの範囲となる。
【００１８】
検出装置１０は、欠陥画素の検出時に、欠陥画素検出部１４によって検出された欠陥画素のアドレス情報を格納する欠陥画素アドレス格納部を備えている。本実施形態では、図１に示すように、低照度状態で撮像された撮像画像から検出された欠陥画素のアドレスを格納する低信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１５と、中照度状態で撮像された撮像画像から検出された欠陥画素のアドレスを格納する高信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１６と、が設けられている。なお、本実施形態では、照度状態に従って欠陥画素のアドレス情報を格納する欠陥画素アドレス格納部を分けたが、照度状態にかかわらず同一の欠陥画素アドレス格納部に格納してもよい。
【００１９】
検出装置１０は、低信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１５と高信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１６から、それぞれに格納されたそれぞれの欠陥画素のアドレス情報を取得し、取得したアドレス情報を比較するアドレス比較部１７を備えている。
【００２０】
また、検出装置１０は、アドレス比較部１７における、低照度状態と中照度状態との欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、欠陥画素に実行する補正アドレスを決定する補正アドレス判断部１８を備えている。補正アドレス判断部１８によって決定された補正アドレスのデータは、補正アドレス格納部１９に出力され、格納される。補正アドレス格納部１９は、例えば、メモリなどの記憶部を用いることができる。また、補正アドレス格納部１９は、外部のパーソナルコンピュータなどの他の装置であってもよい。
【００２１】
次に、本発明にかかる欠陥画素の検出方法の手順を説明する。図２は、欠陥画素の検出方法の手順を示す図である。なお、検出方法の手順の説明では、図１に示す検出装置の構成を適宜参照する。
【００２２】
欠陥画素の検出時には、最初に、照明の光量を設定し、低照度状態にする（ステップＳ１１）。そして、固体撮像素子によって撮像を行って画像データを取り込む（ステップＳ１２）。
【００２３】
画像データをＡ／Ｄ変換部１３によってデジタル信号に変換した後、欠陥画素検出部１４によって欠陥画素の検出を行う（ステップＳ１３）。そして、検出された欠陥画素のアドレス情報を欠陥画素アドレス格納部に出力する。本実施形態の検出装置１０では、低照度状態で検出された欠陥画素は、低信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１５に格納される（ステップ１４）。
【００２４】
次に、照明制御部１２によって照明１１を所定の光量に設定し、中照度状態とし（ステップＳ１５）、固体撮像素子Ｄによって撮像を行い、画像データを取り込む（ステップＳ１６）。
【００２５】
画像データをＡ／Ｄ変換部１３によってデジタル信号に変換した後、欠陥画素検出部１４によって欠陥画素の検出を行い（ステップＳ１７）、検出された欠陥画素のアドレス情報を欠陥画素アドレス格納部に出力する。本実施形態の検出装置１０では、中照度状態で検出された欠陥画素は、高信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１６に格納される（ステップ１８）。
【００２６】
低照度状態及び中照度状態の欠陥画素のアドレス情報を格納した後、アドレス比較部１７に、低信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１５に格納された欠陥画素のアドレス情報と、高信号レベル時欠陥画素アドレス格納部１６に格納された欠陥画素のアドレス情報とを出力する。そして、アドレス比較部１７において、同一の欠陥画素について、低照度状態のアドレス情報と中照度状態のアドレス情報とを比較する。
【００２７】
アドレス比較部１７において、欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、欠陥画素の連続量の変化を判別する（ステップＳ１９）。図３及び図４は、欠陥画素の連続量の変化を説明する図である。
図３（ａ）は低照度状態で撮像された欠陥画素を示し、図３（ｂ）は中照度状態で撮像された欠陥画素を示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、低照度状態及び中照度状態で、欠陥画素ｐ１１，ｐ２１についていずれも欠陥画素のアドレス情報に変化がない場合には、それぞれの欠陥画素ｐ１１，ｐ２１が、縦一列ごとに画像補正を行うときに同時に補正される当該列の方向（図中上下方向）に対して連続する量を連続量Δｐ１，Δｐ２は変化がない。つまり、欠陥画素ｐ１１，ｐ２１は、いずれも光の照度にかかわらず、転送効率が変化しない、点キズであると決定することができる。そして、これら欠陥画素ｐ１１，２１に画像補正を行う場合には、そのアドレス情報で特定されるアドレスについてのみ画像補正を行う。
【００２８】
図４（ａ）は低照度状態で撮像された欠陥画素を示し、図４（ｂ）は中照度状態で撮像された欠陥画素を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、低照度状態及び中照度状態で、欠陥画素ｐ１１，ｐ２１のうち欠陥画素のアドレス情報に変化がある場合には、アドレス情報が変化している欠陥画素ｐ２１の連続量Δｐ２が変化する。具体的には、欠陥画素ｐ２１は、低照度状態の撮像では、欠陥画素ｐ１１と同じ点キズの欠陥画素であるが、中照度状態で撮像すると、その欠陥画素ｐ２１が新たに検出される画素によって延長し、この結果、連続量Δｐ２が大きくなっている。
【００２９】
補正アドレス判断部１８は、欠陥画素の連続量が変化しないものについては、点キズの欠陥画素と判断し、その欠陥画素のアドレス情報を補正アドレス格納部１９に出力する。そして、補正アドレス格納部１９が該欠陥画素を点補正の対象として補正アドレスに設定し、アドレス情報を格納する（ステップＳ２０）。一方、補正アドレス判断部１８は、欠陥画素の連続量が変化しているものについては、線キズの欠陥画素と判断し、その欠陥画素のアドレス情報を補正アドレス格納部１９に出力する。そして、補正アドレス格納部１９が該欠陥画素を線補正の対象として補正アドレスに設定し、アドレス情報を格納する（ステップＳ２１）。
【００３０】
低照度状態及び中照度状態で検出された欠陥画素の連続量の変化を判断する処理を実行し、補正アドレスを設定した後、欠陥画素の検出を終了する。
【００３１】
本実施形態の検出装置１０及びそれを用いた検出方法によれば、照度を変えて欠陥画素のアドレス情報を取得し、それぞれのアドレス情報を比較し、照射量に応じて転送効率が変化して、アドレスが変わる欠陥画素を特定することができる。そして、欠陥画素のアドレス情報の比較に基づいて、当該欠陥画素に実行する補正アドレスを決定することができる。従来の検出方法では、転送効率が変化する欠陥画素を判別していなかったため、全ての欠陥画素に対して該欠陥画素が存在する縦１列全ての欠陥画素について補正を行っていた。本発明にかかる欠陥画素の検出方法は、例えば、照度を変えても転送効率が変化しない点キズを構成する欠陥画素については、従来のように縦方向に沿った補正を行わず、該欠陥画素のアドレス情報に示されるアドレスについてのみ補正を行うことができる。このため、欠陥画素のアドレス情報に従って、適正な範囲で欠陥画素の補正を行うことができ、正常である画素に補正を行うことで、高精度な補正を行うことができ、歩留まりを向上させることができる。
【００３２】
本実施形態のように、欠陥画素アドレス格納部にそれぞれ格納された欠陥画素の連続量の変化に基づき補正アドレスを決定すれば、欠陥画素の連続量が所定の値以上であるものを線キズとし、欠陥画素の連続量が所定の値以下であるものを点キズとして判別することができる。そして、それぞれの欠陥画素にあわせて補正アドレスを決定することで、正常な画素を対象とすることなく、高い精度で且つ効率良く補正を行うことができる。
【００３３】
本実施形態の検出装置１０では、照明１１と、該照明１１を制御する照明制御部１２とを備えた構成としたが、照明１１及び照明制御部１２は、検出装置１０と別に設けられている構成としてもよい。検出装置１０のように、照明１１と、欠陥画素の検出時に、照明１１を制御し、低照度状態及び中照度状態に設定する照明制御部１２とを備えている構成とすれば、欠陥画素の検出時に、欠陥画素検出部１４と協同させて、照明１１を所定の照度の状態に設定して欠陥画素を検出する手順を円滑的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にかかる検出装置の構成を示す図である。
【図２】欠陥画素の検出方法の手順を示す図である。
【図３】欠陥画素の連続量の変化を説明する図である。
【図４】欠陥画素の連続量の変化を説明する図である。
【図５】半導体素子の撮像領域における黒キズの種類を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    検出装置
１４    欠陥画素検出部
１７    アドレス比較部
１８    補正アドレス判断部
１９    補正アドレス格納部
Ｄ    固体撮像素子（半導体素子）
【図１】
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【図２】
2008005194.tif 000004
【図３】
2008005194.tif 000005
【図４】
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【図５】
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