(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号と前記撮像信号に同期しその極性が逆で実質同レベルの補正信号とを加算して前記欠陥画素を補正する加算による補正手段と、前記固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号を前記欠陥画素の周辺画素からの撮像信号で置換して前記欠陥画素を補正する置換による補正手段とを備え、ビデオカメラの撮影モードが通常の撮影モード時には前記加算による補正手段に、ビデオカメラの撮影モードが高感度撮影モード時には前記置換による補正手段に切り替えられることを特徴とするビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号を補正する固体撮像素子の欠陥画素補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号に対する欠陥画素補正装置は、固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号と、撮像信号に同期しその極性が逆で実質同レベルの補正信号とを加算して、欠陥画素からの撮像信号レベルがなくなるよう補正された撮像信号を得ることで、欠陥画素を補正している。
【０００３】
このような補正については、例えば、特開２０００−２３０５０号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この加算による欠陥画素の補正は、通常の撮像モードにおいて、有効である。即ち、通常の撮像モードでは、ＣＣＤ固体撮像素子における電荷の蓄積時間が一定の期間であるため、欠陥画素から得られる信号レベルは所定のレベル範囲となる。そのため、加算による補正信号のレベルもその所定のレベル範囲とすればよく、その所定レベルに応じたダイナミックレンジを有する補正信号発生回路によって、所定の精度となるような信号を、その所定レベル範囲に応じて発生することができる。そのため、通常の撮像モードにおいては、高精度な加算による補正信号によって、精度良く欠陥画素を補正することができる。
【０００５】
しかしながら、長時間蓄積する高感度撮像モードにおいては、蓄積時間が可変され、欠陥画素から得られる信号レベルが、通常の撮像モードの上述の所定の動作レベル範囲に比べて極めて広範囲のレベル範囲の信号が出力される可能性があり、その高感度撮像モード時の広レベル範囲に合わせたダイナミックレンジを有する補正信号発生回路として上述の通常感度動作と同じ精度を有するものとするためには、分解能を高くするために、通常の撮像モードの場合に比べて極めて大規模な回路構成のものとしなければならない。
【０００６】
また、回路規模を上述の通常の撮像モードの加算による補正信号発生回路と同程度のものとした場合には、分解能が極めて低くなってしまい、精度の悪い加算信号でしか発生することができず、その精度の悪い補正信号と欠陥画素からの映像信号とを加算したことでは、その精度の悪い分だけ欠陥画素からの映像信号をキャンセルしきれずに、そのキャンセル仕切れなかったレベルが、画像品質を悪化される場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、通常の撮像モードでの補正精度を確保しつつ、高感度モードでも良好な補正ができるビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号と前記撮像信号に同期しその極性が逆で実質同レベルの補正信号とを加算して前記欠陥画素を補正する加算による補正手段と、前記固体撮像素子の欠陥画素からの撮像信号を前記欠陥画素の周辺画素からの撮像信号で置換して前記欠陥画素を補正する置換による補正手段とを備えてなることを特徴とするビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記加算による補正手段と前記置換による補正手段はビデオカメラの撮影モードに応じて切り替えられることを特徴とするビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記加算による補正手段と前記置換による補正手段はビデオカメラの撮影モードに応じて切り替えられ、前記撮影モードが通常の撮影モード時には前記加算による補正手段に、高感度撮影モード時には前記置換による補正手段に切り替えられることを特徴とするビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置の実施の形態の構成を示す図である。
【００１２】
ＣＣＤ(Charge Coupled Device)固体撮像素子１１は、入射された撮像光を光電変換してＣＣＤ出力信号１１ａとして出力する。ＣＣＤ出力信号１１ａはＣＤＳ(相関二重サンプル)回路１２に入力される。ＣＤＳ回路１２はドライブ回路１３からの制御信号で動作が制御され、ノイズ成分が除去され、ＣＤＳ出力信号１２ａとして出力される。その後加算回路１４を通り、プリアンプ１５でアナログ処理された後、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換され、一方は次段の映像信号処理回路へ入力され、もう一方は欠陥画素検出回路１７に入力される。
【００１３】
欠陥画素検出回路１７で欠陥画素が検出され、検出された欠陥画素の情報はＣＰＵ１８に入力され、メモリ１９に格納されると共に補正信号発生回路２０に入力される。補正信号発生回路２０では検出された欠陥画素の情報から欠陥画素補正信号を発生する。
【００１４】
ここで、ＣＰＵ１８は図示してない表示装置の表示画面と電気的に接続され、表示画面に表示するメニュー情報がメモリ１９に予め格納されており、それによって、表示画面に、撮影モードを通常の撮像モードにするか高感度撮像モードにするかの選択メニューを表示し、どちらかの撮影モードにするのかを撮影者に選択させるようにし、さらに、その選択された撮影モードの情報がＣＰＵ１８に入力され、メモリ１９に格納されると共に補正信号発生回路２０に入力される。
【００１５】
補正信号発生回路２０では、選択された撮影モードに応じて、加算用補正信号２０ａかまたは置換用補正信号２０ｂを発生して出力する。ここで、加算用補正信号２０ａは、通常の撮像モード時に発生し、欠陥画素からの撮像信号とその極性が逆で実質同レベルの加算用補正信号であり、一方、置換用補正信号２０ｂは、高感度撮像モード時に発生し、その極性が同じとされた置換用補正信号である。
【００１６】
したがって、通常の撮像モード時には、加算用補正信号２０ａが出力されて、サンプルホールド回路２１に入力され、サンプルホールド回路２１で、欠陥画素の撮像信号期間に相当する期間の欠陥画素補正信号２１ａにして出力され、加算回路１４で、ＣＤＳ回路１２からのＣＤＳ出力信号１２ａと加算されて、欠陥画素が補正される。
【００１７】
高感度撮像モード時には、置換用補正信号２０ｂがＡＮＤ回路２２に入力され、ドライブ回路１３からの制御信号１３ｂとのＡＮＤ信号が、ＣＤＳ回路１２に入力され、ＣＤＳ回路１２で、欠陥画素からの撮像信号の出力を止めてその欠陥画素の１画素前の撮像信号を出力することで、欠陥画素が補正される。
【００１８】
図２は、図１の一部についての詳細な構成を示す図である。図１と同一個所には同一符号が付けられている。図３は、加算による補正の動作を示す波形図である。また図４は、置換による補正の動作を示す波形図である。
【００１９】
まず、撮影モードが通常の撮影モードである場合につき、図２の構成を、図３の加算による補正の動作を示す波形図を用いて説明する。
【００２０】
ＣＣＤ固体撮像素子１１から出力されるＣＣＤ出力信号１１ａは、図３に図示のように、リセット期間、フィードスルー期間、信号出力期間を有する繰り返しの信号である。ここで、ＣＣＤ固体撮像素子１１の各画素に入射される撮影光が全て同一光量であると仮定した場合、その場合の信号期間における各画素の信号レベルは、欠陥画素を除いて同じレベルである。ここで、ＣＣＤ固体撮像素子１１に欠陥画素があると、例えば、格子歪みが多いために暗電流が増大するため、ＣＣＤ固体撮像素子１１から出力されるＣＣＤ出力信号１１ａのうち、その欠陥画素からの信号出力期間の撮像信号部分のレベルは、撮像光によらないで、その暗電流によって恒久的に大きく、他の期間の信号レベルよりも大きい。図１，図２において、ドライブ回路１３は、ＣＣＤ出力信号１１ａに同期して、制御信号であるクランプパルス信号１３ａ，サンプルホールドパルス信号１３ｂ，リセットパルス信号１３ｃを生成して出力する。
【００２１】
また、図１，図２のＡＮＤ回路２２は、ドライブ回路１３からのサンプルホールドパルス信号１３ｂと補正信号発生回路２０からの置換用補正信号２０ｂとを入力としてＡＮＤ出力信号２２ａを出力するが、この置換用補正信号２０ｂは、撮影モードが通常の撮影モード時の場合には、Ｈ（ハイ）レベルに固定され、したがってサンプルホールドパルス信号１３ｂがそのままスルーして出力信号２２ａとされる。ＣＤＳ回路１２において、ＣＣＤ固体撮像素子１１からのＣＣＤ出力信号１１ａは、そのフィードスルー期間に、クランプパルス信号１３ａにより、ＣＤＳ回路１２のスイッチ１２１がＯＮされることで、そのフィードスルー期間のレベルがクランプされる。
【００２２】
ＣＣＤ出力信号１１ａはアンプ１２２を介してスイッチ１２３に入力される。そして、ＣＣＤ出力信号１１ａの信号出力期間に、スイッチ１２３がサンプルホールドパルス信号１３ｂによりＯＮされ、その信号出力期間のＣＣＤ出力信号１１ａのレベルがサンプリングされ、コンデンサ１２４にそのサンプリングレベルの信号がホールドされる。そのホールドされたサンプリングレベルの信号が、アンプ１２５に入力され、アンプ１２５の出力に接続のスイッチ１２６が、リセットパルス信号１３ｃによりＯＮされて信号ラインが接地される前まで、アンプ１２７で増幅され、増幅された出力信号１２７ａがＣＤＳ回路１２の出力信号として出力され、この出力信号１２７ａが加算回路１４の抵抗１４１に入力される。
【００２３】
一方、前述のように、補正信号発生回路２０では、通常の撮像モード時に、欠陥画素からの撮像信号とその極性が逆で実質同レベルの加算用補正信号２０ａ（図３に図示）を発生して出力し、その出力された加算用補正信号２０は、サンプルホールド回路２１に入力され、サンプルホールド回路２１のアンプ２１１で増幅され、スイッチ２１２が信号出力期間にサンプルホールドパルス信号１３ｂによりＯＮされると、そのＯＮ期間の加算用補正信号２０ｂのレベルがサンプリングされ、コンデンサ２１３にそのサンプリングレベルの信号がホールドされる。そのホールドされたサンプリングレベルの信号がアンプ２１４に入力され、アンプ２１４の出力に接続のスイッチ２１５が、リセットパルス信号１３ｃによりＯＮされて信号ラインが接地される前まで、アンプ２１６で増幅され、アンプ２１６から増幅された加算用補正制御信号２１６ａがサンプルホールド回路２１の出力信号として出力される。この加算用補正制御信号２１６ａが加算回路１４の抵抗１４２に入力される。
【００２４】
そして、加算回路１４で、抵抗１４１に入力されたＣＤＳ回路１２の出力信号１２７ａと、抵抗１４２に入力されたサンプルホールド回路２１の出力信号２１６ａとが加算され、補正後の出力信号１４ａとして、欠陥画素が実質補正された撮像信号を得ることができる。
【００２５】
次に、撮影モードが高感度撮影モード時である場合につき、図２の構成を、図４の置換による補正の動作を示す図を用いて説明する。
【００２６】
高感度撮影モード時である場合には、前述のように、補正信号発生回路２０は、欠陥画素補正信号として、欠陥画素からの撮像信号が出力されるタイミングで、図４に図示のように、欠陥画素からの撮像信号の極性と同じ極性でＬ（ロウ）レベルの置換用補正信号２０ｂを発生し出力する。この置換用補正信号２０ｂがサンプルホールドパルス信号１３ｂとともにＡＮＤ回路２２に入力されるので、置換用補正信号２０ｂのＬ（ロウ）レベル中に、サンプルホールドパルス信号１３ｂが入力されても、その出力信号２２ａは、欠陥画素の撮像信号部分だけサンプルホールドパルス信号１３ｂが除去された形となる。
【００２７】
このＡＮＤ回路２２の出力信号２２ａにより、ＣＤＳ回路１２のスイッチ１２３がＯＮになると、ＣＣＤ固体撮像素子１１からの信号の信号出力期間のレベルがサンプリングされて、コンデンサ１２４にホールドされるが、サンプルホールドパルス１３ｂが除去された部分ではサンプリングが行われず、１画素前のレベルがコンデンサ１２４に保持される。そして、スイッチ１２６がリセットパルスでＯＮされて信号ラインが接地される前まで、増幅器１２７から出力信号１２７ａが得られる。
【００２８】
このようにして欠陥画素の出力信号はサンプリングされず欠陥画素の１画素前の出力信号が保持され、欠陥画素が１個前の画素で置換される形で欠陥画素が補正される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、通常の撮像時は加算方式で欠陥画素補正を行い、蓄積方式による高感度撮像時には置換方式で欠陥画素補正を行うことにより、通常の撮像モードでの補正精度を確保しつつ、高感度モードでも良好な補正ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のビデオカメラにおける固体撮像素子の欠陥画素補正装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１の一部についての詳細な構成を示す図である。
【図３】加算による補正の動作を示す波形図である。
【図４】置換による補正の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
１１…ＣＣＤ固体撮像素子、１２…ＣＤＳ回路、１３…ドライブ回路、１４…加算回路、１５…プリアンプ、１６…Ａ／Ｄ変換器、１７…欠陥画素検出回路、１８…ＣＰＵ、１９…メモリ、２０…補正信号発生回路、２０ａ…加算用補正信号、２０ｂ…置換用補正信号、２１…サンプルホールド回路、２２…ＡＮＤ回路、１２２，１２５，１２７，２１１，２１４，２１６…アンプ、１２１，１２３，１２６，２１２，２１５…スイッチ、１２４，２１３…コンデンサ、１４１，１４２…抵抗。
【図１】
0004394254.tif 000002
【図２】
0004394254.tif 000003
【図３】
0004394254.tif 000004
【図４】
0004394254.tif 000005