(57)【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それぞれに含まれる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に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部に含まれる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それぞれに含まれる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前記信号読出部から繰り返し出力させる制御部と、
前記受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、これら読出用スイッチの開閉動作を制御する信号を前記制御部からこれら読出用スイッチへ伝える行選択用配線ＬＶ,ｍと、
前記信号読出部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う補正処理部と、
を備え、
前記補正処理部が、
前記行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1が断線しているときに、第ｍ1行のＮ個の画素部Ｐｍ1,１〜Ｐｍ1,Ｎのうち前記第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1の断線に因り前記制御部に接続されない画素部を画素部Ｐｍ1,ｎ1とし、第ｍ1行の隣の第ｍ2行にあって画素部Ｐｍ1,ｎ1に隣接する画素部を画素部Ｐｍ2,ｎ1として、
前記信号読出部から出力されるフレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を、該電圧値を入力変数とする関数式に従って変換して補正するとともに、
前記フレームデータのうち画素部Ｐｍ1,ｎ1に対応する電圧値を、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の補正後の値に基づいて決定する、
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、ｍ1，ｍ2は１以上Ｍ以下の整数、ｎ1は１以上Ｎ以下の整数、ｋは整数）。
【請求項２】
前記補正処理部が、
前記関数式として多項式を用い、
画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性と、に基づいて決定される値を、前記多項式の係数として用いる、
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記補正処理部が、前記行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの複数の行選択用配線が断線しているときに、その断線している複数の行選択用配線それぞれに応じて前記係数を設定して、フレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を補正する、
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
複数組の前記受光部および前記信号読出部を備え、
前記補正処理部で用いられる係数が、複数の前記受光部のうちの何れかの受光部に含まれる何れかの行の行選択用配線が断線しているときに、その受光部に含まれる画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性とに基づいて決定される、
ことを特徴とする請求項２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それぞれに含まれる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に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部に含まれる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それぞれに含まれる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前記信号読出部から繰り返し出力させる制御部と、
前記受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、これら読出用スイッチの開閉動作を制御する信号を前記制御部からこれら読出用スイッチへ伝える行選択用配線ＬＶ,ｍ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、
前記行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1が断線しているときに、第ｍ1行のＮ個の画素部Ｐｍ1,１〜Ｐｍ1,Ｎのうち前記第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1の断線に因り前記制御部に接続されない画素部を画素部Ｐｍ1,ｎ1とし、第ｍ1行の隣の第ｍ2行にあって画素部Ｐｍ1,ｎ1に隣接する画素部を画素部Ｐｍ2,ｎ1として、
前記信号読出部から出力されるフレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を、該電圧値を入力変数とする関数式に従って変換して補正するとともに、
前記フレームデータのうち画素部Ｐｍ1,ｎ1に対応する電圧値を、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の補正後の値に基づいて決定する、
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、ｍ1，ｍ2は１以上Ｍ以下の整数、ｎ1は１以上Ｎ以下の整数、ｋは整数）。
【請求項７】
前記関数式として多項式を用い、
画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性と、に基づいて決定される値を、前記多項式の係数として用いる、
ことを特徴とする請求項６記載のフレームデータ補正方法。
【請求項８】
前記行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの複数の行選択用配線が断線しているときに、その断線している複数の行選択用配線それぞれに応じて前記係数を設定して、フレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を補正する、
ことを特徴とする請求項７記載のフレームデータ補正方法。
【請求項９】
前記固体撮像装置が複数組の前記受光部および前記信号読出部を備え、
複数の前記受光部のうちの何れかの受光部に含まれる何れかの行の行選択用配線が断線しているときに、その受光部に含まれる画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性とに基づいて前記係数を求める、
ことを特徴とする請求項７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】
また、各行のＮ個の画素部それぞれは、その行に対応して設けられている行選択用配線を介して制御部と接続されていて、この制御部から行選択用配線により伝えられる行選択制御信号に従って、フォトダイオードで発生した電荷を読出用配線へ出力する。
【０００５】
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】
【０００６】
上記のような固体撮像装置において、何れかの行に対応する行選択用配線が製造途中で断線した場合、その行のＮ個の画素部のうち、制御部に対し断線位置より近いところにある画素部は行選択用配線により制御部と接続されているが、制御部に対し断線位置より遠いところにある画素部は制御部と接続されていない。したがって、制御部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。
【０００７】
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本の行選択用配線が断線すると、その影響は、その行選択用配線と接続された行の画素部に及ぶだけでなく、両隣の行の画素部にも及び、結局、連続した３行の画素部について欠陥ラインが生じることになる。
【０００８】
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行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、行選択用配線が長いことから断線が生じる確率が高くなる。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、何れかの行選択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】
【００１３】
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それぞれに含まれる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に含まれるフォトダイオードで発生した電荷を、該画素部に含まれる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それぞれに含まれる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から繰り返し出力させる制御部と、(5) 受光部における第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎそれぞれに含まれる読出用スイッチと接続され、これら読出用スイッチの開閉動作を制御する信号を制御部からこれら読出用スイッチへ伝える行選択用配線ＬＶ,ｍ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。
【００１４】
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，制御部および行選択用配線ＬＶ,ｍに加えて、信号読出部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，制御部および行選択用配線ＬＶ,ｍ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。
【００１５】
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、(a) 行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1が断線しているときに、第ｍ1行のＮ個の画素部Ｐｍ1,１〜Ｐｍ1,Ｎのうち第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1の断線に因り制御部に接続されない画素部を画素部Ｐｍ1,ｎ1とし、第ｍ1行の隣の第ｍ2行にあって画素部Ｐｍ1,ｎ1に隣接する画素部を画素部Ｐｍ2,ｎ1として、(b) 信号読出部から出力されるフレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を、該電圧値を入力変数とする関数式に従って変換して補正するとともに、(c) フレームデータのうち画素部Ｐｍ1,ｎ1に対応する電圧値を、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の補正後の値に基づいて決定する、ことを特徴とする。ただし、ｍ1，ｍ2は１以上Ｍ以下の整数であり、ｎ1は１以上Ｎ以下の整数である。
【００１６】
本発明によれば、行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1が断線しているときに、第ｍ1行のＮ個の画素部Ｐｍ1,１〜Ｐｍ1,Ｎのうち第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1の断線に因り制御部に接続されない画素部が画素部Ｐｍ1,ｎ1とされ、また、第ｍ1行の隣の第ｍ2行にあって画素部Ｐｍ1,ｎ1に隣接する画素部が画素部Ｐｍ2,ｎ1とされる。そして、信号読出部から出力されるフレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値は、該電圧値を入力変数とする関数式に従って変換されて補正される。その後、フレームデータのうち画素部Ｐｍ1,ｎ1に対応する電圧値は、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の補正後の値に基づいて決定される。
【００１７】
このように、断線している第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1に隣接する第ｍ2行選択用配線ＬＶ,ｍ2上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を補正する際に、正常ライン上の画素部に対応する電圧値を用いる必要がない。したがって、特許文献１に記載された発明と比較して、本発明では、補正後の画像において欠陥ライン近傍における解像度が高くなる。
【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、関数式として多項式を用いるのが好ましく、画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性と、に基づいて決定される値を、上記の多項式の係数として用いるのが好ましい。
【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、行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの複数の行選択用配線が断線しているときに、その断線している複数の行選択用配線それぞれに応じて係数を設定して、フレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を補正するのが好ましい。
【００２０】
固体撮像装置が複数組の受光部および信号読出部を備える場合に、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、複数の受光部のうちの何れかの受光部に含まれる何れかの行の行選択用配線が断線しているときに、その受光部に含まれる画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性とに基づいて求めた係数を用いるのが好ましい。補正係数は、製品使用前の検査により測定した「正常画素」及び「隣接画素」の電圧出力の入射光強度依存性に基いて予め設定される。
【００２１】
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】
【００２２】
本発明によれば、何れかの行選択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】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
しかし、或る第ｍ行選択用配線ＬＶ,ｍが途中の位置で断線している場合には、その第ｍ行のＮ個の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎのうち制御部３０に対し断線位置より遠いところにある画素部は、制御部３０から第ｍ行選択制御信号Vsel(m)が伝えられず、読出用スイッチＳＷ１が開いたままであり、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行の画素部へ溢れ出して、連続した３行の画素部について欠陥ラインを生じさせることになる。
【００６１】
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。
【００６２】
以下では、行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1が断線しているとする。そして、第ｍ1行のＮ個の画素部Ｐｍ1,１〜Ｐｍ1,Ｎのうち第ｍ1行選択用配線ＬＶ,ｍ1の断線に因り制御部３０に接続されない欠陥ライン上の画素部を画素部Ｐｍ1,ｎ1とする。また、第ｍ1行の隣の第ｍ2行にあって画素部Ｐｍ1,ｎ1に隣接する隣接ライン上の画素部を画素部Ｐｍ2,ｎ1とする。ここで、ｍ1，ｍ2は１以上Ｍ以下の整数であり、ｎ1は１以上Ｎ以下の整数であり、ｍ1とｍ2との差は１である。
【００６３】
補正処理部４０は、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Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を、該電圧値を入力変数とする関数式に従って変換して補正する。このとき、補正処理部４０は、上記の関数式として任意のものを用い得るが、多項式を用いるのが簡便である。また、補正処理部４０は、画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の入射光強度依存性と、に基づいて決定される値を、上記の多項式の係数として用いることができる。
【００６４】
また、補正処理部４０は、行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうち何れかの複数の行選択用配線が断線しているときに、その断線している複数の行選択用配線それぞれに応じて上記の係数を設定して、フレームデータのうち画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を補正するのも好ましい。
【００６５】
さらに、補正処理部４０は、フレームデータのうち欠陥ライン上の画素部Ｐｍ1,ｎ1に対応する電圧値を、隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の補正後の値に基づいて決定する。この決定に際しては、両隣の隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する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。
【００６６】
そして、補正処理部４０は、隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1および欠陥ライン上の画素部Ｐｍ1,ｎ1それぞれに対応する電圧値を上記のようにして補正した後のフレームデータを出力する。
【００６７】
隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値の補正処理について更に詳細に説明すると以下のとおりである。
【００６８】
図４は、信号読出部２０から出力されるフレームデータのうち正常ラインおよび隣接ラインそれぞれの画素部に対応する電圧値の関係を示す図である。ここでは、受光部１０の全体に一様な強度の光を入射させ、その入射光強度を変化させて、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ１と正常ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ２との関係を求めて図中で実線で示した。図中には、「Ｖ２＝Ｖ１」のラインを破線で示した。なお、これらの電圧値Ｖ１，Ｖ２はダーク補正後のものである。正常ラインとは、行選択用配線が断線している欠陥ラインでもなく、欠陥ライン上の画素部から電荷が流入してくる隣接ラインでもない。
【００６９】
この図に示されるように、正常ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ２は、一般に下記（１）式で表されるように、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ１を入力変数とする関数で表される。また、簡便には下記（２）式で表されるように、正常ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ２は、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ１を入力変数とする例えば４次の多項式で表される。
【００７０】
図４では受光部１０の全体に一様な強度の光を入射させていることから、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ１は、欠陥ライン上の画素部からの電荷の流入等がなければ、正常ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ２と等しい値となるべきであるが、欠陥ライン上の画素部からの電荷の流入等により、異なる値となっている。
【００７１】
ここで、同一の強度の光が当たっている場合に、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ１と正常ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ２とを関係付ける式として（１）式を定義する。より具体的には多項式の（２）式として、製品の検査時に係数ａ〜ｅを決定しておく。すなわち、隣接ライン上の画素部で電圧値Ｖ１が得られた場合は、（２）式にＶ１を代入してＶ２を求める。（１）式および（２）式はあくまで、一様な強度の光を照射したときの隣接ラインと正常ライン上の画素部の出力する電圧値の関係を示す式であるため、（３）式を、隣接ライン上の画素部の電圧値Ｖ１から、補正値Ｖ１’を求める式とする。
【００７２】
具体的には、図４中に示す様に、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値がＶ１の場合に、(１)式（より具体的には、係数の決定された（２）式）により求められる値Ｖ２が、欠陥ライン上の画素部からの電荷の流入等がない場合の、隣接ライン上の画素部に対応する電圧値Ｖ１の値となるため、補正値（Ｖ１’）としてそれを採用する。
【００７３】
すなわち、（１）式および（２）式を、隣接ラインの電圧値と正常ラインの電圧値とを関係付ける式と考えて、隣接ラインの電圧値から正常ラインの電圧値を求めて、それを欠陥ライン上の画素部からの電荷の流入等ない場合の隣接ラインの電圧値にする。
【数１】
0005091695.tif 000002
【数２】
0005091695.tif 000003
【００７４】
この様に、信号読出部２０から出力されるフレームデータのうち隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値Ｖ１は、該電圧値を入力変数とする下記（３）式の多項式に従って変換して補正される。そして、補正処理部４０は、この補正後の電圧値Ｖ１’に基づいて、欠陥ライン上の画素部Ｐｍ1,ｎ1に対応する電圧値を決定する。
【数３】
0005091695.tif 000004
【００７５】
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。
【００７６】
補正処理部４０は、以上のような処理をするために、行選択用配線ＬＶ,１〜ＬＶ,Ｍのうちの断線している行選択用配線、および、その断線している行選択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。
【００７７】
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。
【００７８】
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、フレームデータのうち隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を関数式に従って補正する。すなわち、隣接ライン上の画素部Ｐｍ2,ｎ1に対応する電圧値を補正する際に、正常ライン上の画素部に対応する電圧値を用いる必要がない。したがって、特許文献１に記載された発明と比較して、本実施形態では、補正後の画像において欠陥ライン近傍における解像度が高くなる。
【００７９】
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Ｆｋの出力動作の後、補正処理部４０によるフレームデータＦｋ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Ｆｋ+1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Ｆｋの出力動作の後、補正処理部４０によるフレームデータＦｋ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Ｆｋ+1が補正処理部４０へ出力される。
【００８０】
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。この場合にも、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。
【００８１】
次に、本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について説明する。図５は、他の実施形態に係る固体撮像装置２の構成図である。この固体撮像装置２は、受光部１０Ａ，１０Ｂ、信号読出部２０Ａ，２０Ｂ、制御部３０、補正処理部４０、および、バッファ部５０Ａ，５０Ｂ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２の受光面１０Ａ，１０Ｂの上にシンチレータパネルが重ねられる。
【００８２】
固体撮像装置２に含まれる受光部１０Ａ，１０Ｂそれぞれは、固体撮像装置１に含まれる受光部１０と同様のものである。また、固体撮像装置２に含まれる信号読出部２０Ａ，２０Ｂそれぞれは、固体撮像装置１に含まれる信号読出部２０と同様のものである。
【００８３】
固体撮像装置２に含まれる制御部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、受光部１０Ａ，１０Ｂそれぞれに含まれる第ｍ行の画素部Ｐｍ,１〜Ｐｍ,Ｎに与える。制御部３０は、信号読出部２０Ａに含まれる各保持回路Ｈｎに与えるべき第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を第ｎ列選択用配線ＬＨＡ,ｎへ出力するとともに、信号読出部２０Ｂに含まれる各保持回路Ｈｎに与えるべき第ｎ列選択制御信号Hsel(n)を第ｎ列選択用配線ＬＨＢ,ｎへ出力する。
【００８４】
また、制御部３０は、信号読出部２０Ａ，２０Ｂそれぞれに含まれる各積分回路Ｓｎに与えるべき放電制御信号Resetを放電用配線ＬＲへ出力する。制御部３０は、信号読出部２０Ａ，２０Ｂそれぞれに含まれる各保持回路Ｈｎに与えるべき保持制御信号Holdを保持用配線ＬＨへ出力する。
【００８５】
制御部３０は、以上のように、受光部１０Ａ，１０Ｂそれぞれにおける第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２０Ａ，２０Ｂ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１０Ａ，１０Ｂそれぞれにおける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２０Ａ，２０Ｂから繰り返し出力させる。
【００８６】
このように、固体撮像装置２は、複数組の受光部および信号読出部を備えることにより、受光領域を拡大することができ、或いは、画素数を増加させることができる。また、複数の信号読出部を互いに並列的に動作させることが可能であり、画素データの高速読出しが可能である。
【００８７】
尚、バッファ部は、複数組の受光部および信号読出部の各組から、補正処理部に信号を送るための信号出力部となる。受光部および信号読出部の各組は、それぞれ異なる半導体基板上に形成することが可能であり、この場合、補正処理部は、受光部及び信号読出部が形成された何れかの半導体基板上、又は更に別の半導体基板上に形成することが可能である。又、バッファ部はバッファアンプのみで構成しても良い。
【００８８】
補正処理部４０は、信号読出部２０Ａに含まれる各保持回路Ｈｎから順次に電圧出力用配線Ｌout_Aに出力されてバッファ部５０Ａを経た電圧値を入力するとともに、信号読出部２０Ｂに含まれる各保持回路Ｈｎから順次に電圧出力用配線Ｌout_Bに出力されてバッファ部５０Ｂを経た電圧値を入力する。そして、補正処理部４０は、信号読出部２０Ａ，２０Ｂ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。
【００８９】
この補正処理部４０における処理内容は前述したとおりである。ただし、バッファ部５０Ａとバッファ部５０Ｂとは動作特性が必ずしも一致しておらず、入力電圧値が同一であっても出力電圧値が異なる場合がある。そこで、補正処理部４０では、受光部２０Ａに含まれる何れかの行の行選択用配線が断線している場合には、その受光部２０Ａに含まれる画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部（正常ライン）に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1（隣接ライン）に対応する電圧値の入射光強度依存性とに基づいて決定した係数ａ〜ｅを用いるのが好ましい。
【００９０】
同様に、補正処理部４０では、受光部２０Ｂに含まれる何れかの行の行選択用配線が断線している場合には、その受光部２０Ｂに含まれる画素部Ｐｍ1,ｎ1および画素部Ｐｍ2,ｎ1の何れでもない画素部（正常ライン）に対応する電圧値の入射光強度依存性と、画素部Ｐｍ2,ｎ1（隣接ライン）に対応する電圧値の入射光強度依存性とに基づいて決定した係数ａ〜ｅを用いるのが好ましい。
【００９１】
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。
【００９２】
図６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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。なお、Ｘ線ＣＴ装置１００は、固体撮像装置１に替えて固体撮像装置２を備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【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】信号読出部２０から出力されるフレームデータのうち正常ラインおよび隣接ラインそれぞれの画素部に対応する電圧値の関係を示す図である。
【図５】他の実施形態に係る固体撮像装置２の構成図である。
【図６】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】
【０１００】
１，２…固体撮像装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ…受光部、２０，２０Ａ，２０Ｂ…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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