JPS6130194A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラービデオカメラ用の固体撮像装置に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 固体撮像素子には種々の方式があるが、ここではＭＯ８
形撮像素子と呼ばれるホトダイオードとＭＯ３電界効果
トランジスタを用いた撮像素子を例にとり、白点欠陥も
しくは黒点欠陥の発生について詳述する。

第１図はＭＯ８形撮像素子の動作原理を示す一例である
。すなわち感光素子であるホトダイオード１を多数マト
リックス状に配列し、ホトダイオードに蓄積された信号
を順次読み出すだめの水平シフトレジスタ２１．垂直シ
フトレジスタ３．及び水平切換スイッチ４１，４２，４
３．−・・・・４ｎ、垂直切換スイッチ５１，５２．・
・・・・５ｍが設けられている。水平シフトレジスタ２
は周知のごとく水平同期信号に同期したスタートノくル
スと水平クロツクパルスにより駆動され、水平シフトス
イッチ・４１，４２，４３．・・・・・・４ｎを順次開
閉してゆき一水平走査時間内ですべてのスイッチを動作
させるようになっている。一方、垂直シフトレジスタ３
は垂直同期信号巷毒に同期したスタートパルスと水平同
期信号に同期したクロックパルスにより駆動され、垂直
シフトスイッチ５１，５２．、・・・・・・６ｍを順次
開閉し一垂直走査時間内ですべてのスイッチを動作させ
る。

このような２種類のスイッチ操作によりホトダイオード
に蓄えられた電荷を抵抗６及び電源７で構成される負荷
回路に順次供給し電圧信号として取り出している。

ここで、マトリックス列の中の一つのホトダイオード１
Ａが何らかの原因で破壊され、基板とカンードが短絡さ
れた場合には、ホトダイオード１Ａよりの信号は常に信
号の飽和点に達し非常に大きくなる。また、ホトダイオ
ードにリークが生じ、ホトダイオードの暗電流が異常に
多い時にも大きな信号電圧が発生する。これらを総称し
て撮像素子の白点欠陥と呼ぶが、後者については撮像素
子の動作温度、動作電圧等によってその白点欠陥のレベ
ルは変化する。

また、上記とは逆の状態となった場合には、黒点欠陥と
なるが、黒点欠陥は画面ではあまり目立たない。

第２図ａに水平ライン信号の黒点欠陥の状態を、同図す
に水平ライン信号の白点欠陥の状態を各々示す。第２図
の斜線部は受光量によりホトダイオード１に発生する信
号量を示す。この欠陥部は、信号が無いかもしくは信号
が飽和している状態を示している。

このような黒点欠陥及び白点欠陥を１ケ前の絵素の信号
量で置換え、補正する回路例を第３図に示した。

以下、第３図の従来の回路例の動作を第４図を用いて説
明する。固体撮像素子８がパルス発生回路９により駆動
され、これと同期関係にあるパルスを第１サンプルホー
ルド回路１０と第２サンプルホールド回路１１に供給し
ている。第４図ａは、欠陥のある水平ラインの信号状態
を示し、Ｄ位置が黒点欠陥である。第４図すは第１サン
プルホールド用ハルス、同図Ｃは第１サンプルホールド
回路１ｏの出力、同図ｄは第２サンプルホールド用ハル
ス、同図ｅは第２サンプルホールド回路１１の出力を示
す。

第１サンプルホールド用パルスｂは欠陥位置記憶回路１
２を経由して第１サンプルホールド回路１０に供給され
ており、欠陥位置記憶回路１２は欠陥位置の第１サンプ
ルホールド用パルス（第４図す参照）を欠陥位置で止め
る働きをする。従って、第１サンプルホールド回路１０
の出力は、第４図Ｃに示すように欠陥位置をサンプルホ
ールドしないために、１ケ前の絵素Ｃの信号がそのまま
絵素りの信号位置までサンプルホールドされる。

この信号を第４図ｄに示す第２サンプルホールド用パル
スで第２サンプルホールド回路１１を経由すると第４図
ｅに示すように欠陥位置りの部分に１ケ前の絵素信号で
あるＣの信号で補正される。

この第３図に示す従来例は、白黒ビデオカメラ装置には
有効で欠陥部はエツジ部以外ならほとんど判別できない
。

しかし、単板のカラー用固体撮像装置は、第５図に示す
ようにホトダイオード１の上にモザイク状の色フィルタ
１４．１５及び１６が配列されている場合が多い。たと
えば、赤色フィルタを１４゜緑色フィルタを１５．青色
フィルタを１６とした場合、ホトダイオード１．１個と
各フィルタ１個が対応している。

今、赤色フィルタ１４．緑色フィルタ１５．青色フィル
タ１６と対応したホトダイオードから得られる信号電圧
をＲ，Ｇ、Ｂとすれば、水平ライン毎にＲ、Ｇ　、　Ｒ
、Ｇ　、、、　、、、のｎ列とＢ、Ｇ、Ｂ。

Ｇ・・・・・・のｎ＋１列のように点順次信号が交互に
得られる。

第６図のｎ列のホトダイオード１Ａが欠陥だとすると緑
色フィルタ１５の信号Ｇが欠け、この位置が白点欠陥も
しくは黒点欠陥となり、これを第３図の実施例を用いて
１個前の絵素信号で欠陥補正を行なうと、Ｇの信号部に
１個前の絵素信号Ｒの信号電圧が置換えられるが、緑色
フィルタ１５と赤色フィルタ１４は各々光の透過量が異
なるためにＧの信号電圧とＨの信号電圧が異なり、欠陥
部の輝度も異なり、十分な補正ができなかった。

発明の目的 本発明の目的は、色フィルタの光透過量の違いに起因す
る輝度の差のない十分な補正ができる固体撮像装置を提
供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、固体撮像素子の一部に生じた欠陥により画面
中に点状に発生する白点欠陥もしくは黒点欠陥を２絵素
前の同一色フィルタを配した絵素信号で置き換え、欠陥
部を補正することを特長とするものであり、パルス発生
回路と、この出力により駆動される固体撮像素子と、こ
の固体撮像素子の絵素の欠陥部を記憶する欠陥位置記憶
回路と、欠陥位置記憶回路の出力で動作し固体撮像素子
の出力部に接続された複数のサンプルホールド回路と、
欠陥位置記憶回路の出力で動作し、複数のサンプルホー
ルド出力信号を欠陥位置の色フィルタと２絵素前の同一
の色フィルタを配した絵素信号で置き換える置換回路と
から構成される。

実施例の説明 第６図に本発明の一実施例を示し、第７図にその要部波
形図を示す。第６図において、第３図と同番号は同じ物
もしくは同じ働きをするものであり、１７，１８．１９
及び２ｏはサンプルホールド回路、２１はサンプルホー
ルド回路１９　、２０による構成の置換回路、２２は直
流電源、２３は電解コンデンサ、　２４　、２４′は可
変抵抗器、２５は電解コンデンサ、　２６　、２６’と
２９はコンデンサ、　２７　、２７’はダイオード、、
２８．２８’と３０は電荷効果形トランジスタ、３１は
抵抗である。

固体撮像素子８を構成するマトリックス列のホトダイオ
ード１の上には、第６図で説明したようにモザイク状の
色フィルタが配列されており、第５図のｎ列の欠陥１Ａ
を欠陥部の色フィルタと２絵素前の同一の色フィルタを
配した絵素信号で置き換えて補正するものである。

以下、第６図と第７図を用いて動作原理を詳述する。パ
ルス発生回路９により固体撮像素子８が駆動され、その
出力の水平ラインは第７図ａのようになっており、たと
えばＤ位置に欠陥がある。

パルス発生回路９と同期したパルスが欠陥位置記憶回路
１２を経由し、サンプルホールド回路１７゜１８及びサ
ンプルホールド回路１９　、２０による置換回路２１に
各々供給されている。サンプルホールド回路１７．１８
は、たとえばサンプルボールド回路２ｏに示すような構
成になっており、コンデンサ２６．２６’を通して電界
効果型トランジスタ２８　、２８’のゲートにサンプル
ホールドパルスが供給され、固体撮像素子の出力はサン
プルパルス毎にサンプルホールドされる。

第７図ａに示す固体撮像装置の傷位置りを含む水平ライ
ン出力信号がサンプルホールド回路１７゜１８に接続さ
れ、サンプルホールドパルスｂ、ｅが供給されると、サ
ンプルホールド出力信号は各々Ｃとｆに示すような波形
となる。固体撮像素子８のホトダイオード１の上には第
５図ですでに説明したようにモザイク状の色フィルタが
配列されているため、欠陥部を補正するために２絵素前
の同一の色フィルタの絵素信号を用いる。欠陥位置記憶
回路１２を経由したサンプルホールドパルスは第７図す
及びｅに示され、傷位置りと同じ色フィルタの信号であ
るＢの信号で補正するのにサンプルホールド回路１８の
サンプルパルスｅに示すように、傷位置りとその前の絵
素Ｃのサングルパルスを止めることにより、ｆに示すよ
うにＢの信号が３絵素分サンプルホールドされる。

サンプルホールド回路１７．１８の出力は第７図Ｃとｆ
のように２系列の信号が得られる。この信号を置換回路
２１で置換するためにたとえばサンプルホールド回路１
９及び２０を用いる。一方サンプルホールド回路１９は
サンプルホールドパルスｄが供給されており、傷位置り
の位置のサンプルパルスが止められている。他方サンプ
ルホールド回路２ｏは、サンプルホールドパルスｑが供
給され、傷位置りの位置のみ、サンプルパルスが発生す
る。サンプルホールド回路１９と２０の出力信号は、コ
ンデンサ２９と電界効果型トランジスタ３Ｑと抵抗３１
とが共通であるため、傷位置りの部分のみサンプルホー
ルドパルスが入れ換わり、信号が傷位置りの部分に２絵
素前の同一の色フィルタを配した絵素信号で置き換えら
れる。従って、置換回路２１の出力信号は第７図りに示
すように傷位置りの位置にＢの信号が置き換えら組傷位
置が同一の色フィルタの信号で補正される。

なお、実施例で用いた置換回路２１は、出力部分が共通
な複数のサンプルホールド回路１９　、２０で構成した
が、この複数のサンプルホールド回路の各々に信号のリ
セット回路を付加し、加算器で加算するように構成して
も同等の効果が得られる。

さらに、前記置換回路２１の温度特性による直流電圧の
バラツキ変動等を考慮すると、置換回路２の出力信号を
もう一度、サンプルホールド回路を経由させて信号処理
回路１３へ供給した方がよい。

発明の効果 以上詳述したように本発明は、固体撮像素子の一部に生
じた欠陥により固体撮像素子の出力に発生する白点欠陥
もしくは黒点欠陥を、２絵素前の同一色フィルタを配し
た絵素信号をサンプルホールド回路によりサンプルホー
ルドし、置換回路により傷位置の信号が２絵素前の同一
色フィルタを配しだ絵素信号で置き換えられるため、白
点欠陥。

黒点欠陥を補正することができしかも輝度の差を生じる
ことなく欠陥を補正することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭＯＳ型固体撮像装置の一例を示す構成図、第
２図はその固体撮像装置の各部の出力信号波形図、第３
図は従来の白黒カメラ用固体撮像装置の欠陥補正のだめ
の回路ブロック図、第４図は同回路ブロックの要部の信
号波形図、第５図は単板式カラーカメラの色分離方式の
一例を示す図、第６図は本発明の力）−カメラ用固体撮
像装置の一実施例を示す回路ブロック図、第７図はその
要部の信号波形図である。 １７及び１８・・・・・・サンプルホールド回路、２１
・・・・・置換回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ？ 第２図 第３図 第４図 Ｏ埒間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パルス発生手段と、前記パルス発生手段により駆
   動される固体撮像素子と、前記固体撮像素子の絵素の欠
   陥部を記憶する欠陥位置記憶回路と、前記欠陥位置記憶
   回路の出力で動作し前記固体撮像素子の出力部に接続さ
   れた複数のサンプルホールド手段と、前記欠陥位置記憶
   回路の出力で動作し前記複数のサンプルホールド出力信
   号を前記欠陥位置の色フィルタと２絵素前の同一の色フ
   ィルタを配した絵素信号で置き換える置換回路を備えて
   成ることを特徴とする固体撮像装置。
2. （２）欠陥位置の色フィルタと２絵素前の同一の色フィ
   ルタを配した絵素信号で置き換える置換回路は出力部分
   が共通な複数のサンプルホールド手段で構成され、サン
   プルホールドパルスが一方は欠陥位置部分のみ止まり、
   他方は欠陥位置部分のみ発生することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。