專利名稱：圖像拾取設(shè)備和缺陷檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像拾取設(shè)備和缺陷檢測方法，并且具體涉及這樣的圖像拾取設(shè)備和 缺陷檢測方法，其使得能夠在沒有用于擋光的光屏蔽器件(如可變光闌等)的情況下，更容 易和以低成本進(jìn)行圖像拾取設(shè)備的固態(tài)圖像拾取元件中的缺陷檢測。
背景技術(shù)：
在固態(tài)圖像拾取元件中出現(xiàn)的缺陷像素的校正包括靜態(tài)缺陷校正和動態(tài)缺陷校 正。靜態(tài)缺陷校正校正通過在從工廠裝運之前等測試固態(tài)圖像拾取元件所檢測到的 缺陷像素。在靜態(tài)缺陷校正中，所有缺陷像素的地址作為測試的結(jié)果存儲在非易失性存儲 器中。因此，基于正常的周圍像素內(nèi)插對應(yīng)于該地址的像素的像素值是足夠的。因此可以 容易地校正缺陷像素。然而，因為需要預(yù)先測試固態(tài)圖像拾取元件，并且提供非易失性存儲器，所以芯片 成本的增加是不可避免的。此外，當(dāng)缺陷像素中的缺陷以取決于如溫度、電壓值等的狀態(tài)的 程度改變時，測試時缺陷的程度和缺陷校正時缺陷的程度可能相互不同，使得可能沒有適 當(dāng)?shù)匦Ｕ毕菹袼亍Ａ硪环矫?，通過例如在流動(streaming)期間執(zhí)行作為檢測目標(biāo)的像素和周圍像 素的像素值之間的相對比較，動態(tài)缺陷校正檢測缺陷像素，并且校正檢測到的缺陷像素。在 動態(tài)缺陷校正中，在任何時間檢測缺陷像素。因此，不需要提供用于存儲所有缺陷像素的地 址的非易失性存儲器，并且提供小容量線存儲器是足夠的。用于檢測這樣的缺陷像素的方法根據(jù)執(zhí)行該方法的信號處理電路的算法而不同， 并且檢測的精度和缺陷像素的校正受信號處理電路的處理能力很大的影響。例如，近來，固態(tài)圖像拾取元件已經(jīng)小型化，并且在像素的數(shù)目上增加，并且形成 像素的光電二極管(PD)的光接收區(qū)域已經(jīng)穩(wěn)定地減小。為了補(bǔ)救，存在即使僅稍稍通過使 得放大晶體管、重置晶體管、浮置擴(kuò)散(FD)等由多個像素共享，也增加PD的光接收區(qū)域的 趨勢。因此，例如當(dāng)在由多個像素共享的FD中出現(xiàn)缺陷時，所有的共享像素看起來是缺陷 像素。因此，動態(tài)缺陷檢測要求更精確的缺陷檢測。此外，共享像素的數(shù)目越大，用于檢測 缺陷像素的線存儲器的所需要的容量越高。順便提及，提出了一種技術(shù)，其通過例如在可變光闌關(guān)閉一次的狀態(tài)下(也就是 說，在接通電源時固態(tài)圖像拾取元件被光屏蔽的狀態(tài)下)，在圖像拾取設(shè)備中執(zhí)行圖像拾 取，并且檢測從固態(tài)圖像拾取元件的各個像素的像素值突出的像素值，檢測缺陷像素。例如，存在一種技術(shù)，用于通過在可變光闌關(guān)閉的狀態(tài)執(zhí)行圖像拾取，檢測和校正 具有不同溫度特性的缺陷像素(見日本專利公開No. 2009-105582，下文中稱為專利文獻(xiàn)1)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，專利文獻(xiàn)1等的上述技術(shù)不能應(yīng)用于在沒有可變光闌的便攜式電話等中提供的固態(tài)圖像拾取元件。已經(jīng)鑒于這樣的情況做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明使得能夠在沒有用于擋光的光屏 蔽器件(如可變光闌等)的情況下，更容易和以低成本進(jìn)行圖像拾取設(shè)備的固態(tài)圖像拾取 元件中的缺陷檢測。根據(jù)本發(fā)明的第一實 施例，提供一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光 的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所述圖像拾取設(shè)備包括提供部件，用于提供用于重置浮置 擴(kuò)散的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于所述固態(tài)圖像拾取元件中的一個或多個 像素；以及檢測部件，用于檢測像素，其中從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起經(jīng)過一定時間之 后，所述像素的輸出的改變大于預(yù)定閾值。在重置所述浮置擴(kuò)散的電荷之前，所述提供部件可以提供用于重置形成所述像素 的光電二極管中累積的電荷的信號。在重置所述浮置擴(kuò)散的電荷之前，所述提供部件可以提供用于重置形成鄰近所述 像素的鄰近像素的光電二極管中累積的電荷的信號。所述圖像拾取設(shè)備還可包括存儲部件，用于存儲指示在所述固態(tài)圖像拾取元件中 的二維陣列上、由所述檢測部件檢測到的所述像素的位置的地址。所述圖像拾取設(shè)備還可以包括校正部件，用于當(dāng)讀取對應(yīng)于指示在所述固態(tài)圖像 拾取元件中的二維陣列上、由所述檢測部件檢測到的所述像素的位置的地址的像素時，基 于讀取的所述像素周圍的周圍像素的像素值，校正讀取的所述像素的像素值。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提供一種在沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的 光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備的固態(tài)圖像拾取元件中的缺陷檢測方法，所述缺陷檢測方 法包括以下步驟提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于所 述固態(tài)圖像拾取元件中的一個或多個像素；以及檢測像素，其中從所述浮置擴(kuò)散的電荷的 重置起經(jīng)過一定時間之后，所述像素的輸出的改變大于預(yù)定閾值。在本發(fā)明的第一實施例中，在固態(tài)圖像拾取元件中提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷 的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于一個或多個像素；并且檢測像素，其中從所述浮置擴(kuò) 散的電荷的重置起經(jīng)過一定時間之后，所述像素的輸出的改變大于預(yù)定閾值。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，提供一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光 的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所述圖像拾取設(shè)備包括提供部件，用于提供用于重置浮置 擴(kuò)散的電荷的信號、以及用于重置光電二極管中累積的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以 便對應(yīng)于一個或多個像素，所述光電二極管形成所述固態(tài)圖像拾取元件中的像素；以及檢 測部件，用于檢測像素，其中在從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起的短曝光時間中、重置所述 光電二極管中累積的電荷時，所述像素的輸出急劇改變。在本發(fā)明的第二實施例中，在固態(tài)圖像拾取元件中提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷 的信號、以及用于重置形成像素的光電二極管中累積的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以 便對應(yīng)于一個或多個像素；并且檢測像素，其中在從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起的短曝 光時間中、重置所述光電二極管中累積的電荷時，所述像素的輸出急劇改變。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施例，在沒有用于擋光的光屏蔽器件(如可變光闌 等)的情況下，可以更容易和以低成本進(jìn)行圖像拾取設(shè)備的固態(tài)圖像拾取元件中的缺陷檢 測。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的圖像拾取設(shè)備的實施例的配置示例的框圖；圖2是示出圖像傳感器的電路配置的示例的圖；圖3是輔助說明共享像素單元的正常操作的時序圖；圖4是輔助說明缺陷檢測處理的示例的流程圖；圖5是輔助說明圖4的缺陷檢測處理中共享像素單元的操作的時序圖；圖6是輔助說明缺陷檢測處理的示例的流程圖；以及圖7是輔助說明圖6的缺陷檢測處理中共享像素單元的操作的時序圖。
具體實施例方式以下將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。順便提及，將以以下順序進(jìn)行描述。1.第一實施例(當(dāng)浮置擴(kuò)散具有缺陷時的缺陷檢測)2.第二實施例(當(dāng)光電二極管具有在短時段中增長的缺陷時的缺陷檢測)<1.第一實施例>[圖像拾取設(shè)備的配置示例]圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的圖像拾取設(shè)備的實施例的配置示例的框圖。圖1的圖像拾取設(shè)備11是在沒有用于擋光的光屏蔽器件(如可變光闌等)的情 況下提供有圖像拾取功能的便攜式電話或個人計算機(jī)。圖像拾取設(shè)備11可以是任何設(shè)備， 只要圖像拾取設(shè)備11沒有光屏蔽器件，但是具有使用固態(tài)圖像拾取元件的圖像拾取功能。 假設(shè)圖像拾取設(shè)備11是提供有圖像拾取功能的便攜式電話，將進(jìn)行以下的描述。圖1的圖像拾取設(shè)備11包括鏡頭部分21、圖像傳感器22、A/D (模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn) 換器23、操作部分24、控制部分25、時序控制部分26、檢測部分27、地址存儲部分28、圖像 處理部分29、顯示部分30、編解碼器處理部分31、以及記錄部分32。鏡頭部分21調(diào)整對被攝體的聚焦，會聚來自聚焦位置的光，并且將會聚的光提供 到圖像傳感器22。圖像傳感器22是通過CXD (電荷耦合器件)XMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等形 成的固態(tài)圖像拾取元件。圖像傳感器22接收使得在圖像傳感器22上入射的光(入射光)， 通過以由時序控制部分26控制的時序執(zhí)行光的光電轉(zhuǎn)換，將光轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于光的強(qiáng)度的 電壓信號(模擬信號)，然后將電壓信號提供到A/D轉(zhuǎn)換器23。從圖像傳感器22輸出的電 壓信號由在圖像傳感器22中二維排列的每個像素(光電轉(zhuǎn)換元件)輸出。A/D轉(zhuǎn)換器23將每個像素的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(下文中也適當(dāng)?shù)胤Q為 像素信號)，該電壓信號以預(yù)定時序從圖像傳感器22提供。A/D轉(zhuǎn)換器23以預(yù)定時序?qū)?shù) 字圖像信號順序提供到檢測部分27和圖像處理部分29。操作部分24例如由三向滾輪鍵(jog dial，注冊商標(biāo))、鍵、按鈕或觸摸面板形成。 操作部分24接收由用戶輸入的操作，并且將對應(yīng)于操作輸入的信號提供到控制部分25。
基于對應(yīng)于用戶的操作輸入的信號(該信號從操作部分24輸入)，控制部分25控 制鏡頭部分21、圖像傳感器22、A/D轉(zhuǎn)換器23、時序控制部分26、圖像處理部分29、顯示部 分30、編解碼器處理部分31、以及記錄部分32。
時序控制部分26基于控制部分25的控制，將用于驅(qū)動圖像傳感器22的驅(qū)動信號提供到圖像傳感器22。時序控制部分26從而控制圖像傳感器22的驅(qū)動的時序。檢測部分27基于每個像素的電壓信號的電壓電平(該電壓信號從A/D轉(zhuǎn)換器23 以預(yù)定時序提供)，檢測具有缺陷(缺陷像素)的像素。檢測部分27將指示二維陣列上檢 測到的缺陷像素的位置的地址，提供到地址存儲部分28。

地址存儲部分28形成為易失性存儲器。地址存儲部分28存儲缺陷像素的地址， 該地址從檢測部分27提供。缺陷像素的地址適當(dāng)?shù)剌敵龅綀D像處理部分29，該地址存儲在 地址存儲部分28中。圖像處理部分29使從A/D轉(zhuǎn)換器23提供的圖像信號經(jīng)歷各種圖像處理，如白平 衡調(diào)整、去馬賽克(demosaic)處理、矩陣處理、伽瑪校正和YC轉(zhuǎn)換，然后將圖像信號提供到 顯示部分30和編解碼器處理部分31。此外，圖像處理部分29具有校正單元29a。校正單元29a讀取缺陷像素的地址(該 地址存儲在地址存儲部分28中)，并且當(dāng)圖像信號經(jīng)歷上述圖象處理時，對對應(yīng)于該地址 的像素的圖像信號(像素值)執(zhí)行預(yù)定的校正處理。在圖像拾取設(shè)備11是便攜式電話的情況下，顯示部分30形成為液晶顯示器。顯 示部分30顯示無線電波接收的狀態(tài)、電池剩余量、要呼叫方的姓名和在電話本中登記的電 話號碼、傳輸?shù)臍v史、電子郵件的內(nèi)容、網(wǎng)頁等，并且基于來自圖像處理部分29的圖像信號 顯示被攝體的圖像。編解碼器處理部分31使來自圖像處理部分29的圖像信號經(jīng)歷預(yù)定系統(tǒng)的編碼處 理，然后將作為編碼處理的結(jié)果獲得的圖像數(shù)據(jù)提供到記錄部分32。記錄部分32記錄來自編解碼器處理部分31的圖像數(shù)據(jù)。記錄部分32中記錄的 圖像數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)剌敵龅綀D像處理部分29，從而提供到顯示部分30，使得顯示相應(yīng)的圖像。[圖像傳感器的電路配置的示例]接下來將參照圖2描述圖像傳感器22的電路配置的示例。圖2所示的電路形成為使得電路中存在兩個光電二極管(像素)的共享像素單兀。圖2中的共享像素單元41包括光電二極管(PD0和PDl) 51-1和51-2、傳送晶體管 (M0和Ml)52-1和52-2，浮置擴(kuò)散(FD)53、重置晶體管(M2)54、放大晶體管(M3)55、以及選 擇晶體管(M4)56。光電二極管51-1和51-2的陽極接地。光電二極管51_1和51_2的陰極分別連接 到傳送晶體管52-1和52-2的源極。傳送晶體管52-1和52_2的漏極每個連接到重置晶體 管54的漏極和放大晶體管55的柵極。該連接點形成浮置擴(kuò)散53。重置晶體管54的源極和放大晶體管55的源極連接到預(yù)定電源電壓VDD。放大 晶體管55的漏極連接到選擇晶體管56的源極。選擇晶體管56的漏極連接到垂直信號線 (VSL) 57。此外，圖1中描述的A/D轉(zhuǎn)換器23連接在垂直信號線57之后的級中。傳送晶體管52-1和52-2的柵極、重置晶體管54的柵極和選擇晶體管56的柵極， 每個經(jīng)由圖2中未示出的控制線連接到圖1中的時序控制部分26，以便提供有作為驅(qū)動信 號的脈沖。光電二極管51-1和51-2執(zhí)行入射光的光電轉(zhuǎn)換，從而生成對應(yīng)于光量的電荷，并 且累積電荷。
傳送 晶體管52-1和52-2根據(jù)從時序控制部分26 (圖1)提供的驅(qū)動信號TGO和 TG1，接通/切斷從光電二極管51-1和51-2到浮置擴(kuò)散53的電荷的傳送。例如，當(dāng)處于 H(高)電平的驅(qū)動信號TGO提供到傳送晶體管52-1時，傳送晶體管52-1將光電二極管 51-1中累積的電荷傳送到浮置擴(kuò)散53。當(dāng)處于L(低)電平的驅(qū)動信號TGO提供到傳送晶 體管52-1時，傳送晶體管52-1停止電荷的傳送。順便提及，在傳送晶體管52-1和52_2停 止到浮置擴(kuò)散53的電荷的傳送的同時，通過光電二極管51-1和51-2的光電轉(zhuǎn)換獲得的電 荷分別累積在光電二極管51-1和51-2中。浮置擴(kuò)散53累積從傳送晶體管52-1和52_2傳送的電荷，并且將電荷轉(zhuǎn)換為電壓。重置晶體管54根據(jù)從時序控制部分26提供的驅(qū)動信號RST，接通/切斷浮置擴(kuò) 散53中累積的電荷的放電。例如，當(dāng)處于H電平的驅(qū)動信號RST提供到重置晶體管54時， 重置晶體管54將浮置擴(kuò)散53箝位到電源電壓VDD，從而將浮置擴(kuò)散53中累積的電荷放電 (重置)。當(dāng)處于L電平的驅(qū)動信號RST提供到重置晶體管54時，重置晶體管54將浮置擴(kuò) 散53設(shè)置于電浮置狀態(tài)。放大晶體管55放大對應(yīng)于浮置擴(kuò)散53中累積的電荷的電壓。通過放大晶體管55 放大的電壓(電壓信號)經(jīng)由選擇晶體管56輸出到垂直信號線57。選擇晶體管56根據(jù)從時序控制部分26提供的驅(qū)動信號SEL，接通/切斷從放大晶 體管55到垂直信號線57的電壓信號的輸出。例如，當(dāng)處于H電平的驅(qū)動信號SEL提供到 選擇晶體管56時，選擇晶體管56輸出電壓信號到垂直信號線57。當(dāng)處于L電平的驅(qū)動信 號SEL提供到選擇晶體管56時，選擇晶體管56停止電壓信號的輸出。因此，根據(jù)從時序控制部分26提供的驅(qū)動信號TGO和TGl、驅(qū)動信號RST和驅(qū)動信 號SEL，驅(qū)動共享像素單元41。[共享像素單元的正常操作]接下來將參照圖3的時序圖，描述當(dāng)光電二極管(PDO) 51-1的像素信號輸出到A/ D轉(zhuǎn)換器23時共享像素單元41的正常操作。驅(qū)動信號SEL、驅(qū)動信號TGO和TGl和驅(qū)動信號RST從圖3的頂部起以第一到第四 的順序示出。在浮置擴(kuò)散(FD)53和垂直信號線(VSL)57的電壓的電壓電平從圖3的頂部 起分別在第五和第六示出。首先，當(dāng)驅(qū)動信號SEL在時間TO設(shè)為H電平時，到VSL 57的輸出接通，使得增加 VSL 57的電壓電平。在時間Tl到T2的時段中處于脈沖形式的H電平的驅(qū)動信號RST重置FD 53中累 積的電荷。在時間T3，A/D轉(zhuǎn)換器23例如從該狀態(tài)讀出VSL 57的電壓。因此，完成光電二極 管51-1的重置狀態(tài)的讀出。接下來，當(dāng)驅(qū)動信號TGO在時間T4設(shè)為H電平時，光電二極管51_1中累積的電荷 傳送到FD 53。此時，根據(jù)傳送的電荷量確定FD 53的電壓電平(時間T5)。此外，VSL 57 的電壓電平經(jīng)由放大晶體管55和選擇晶體管56同時確定。在時間T6，A/D轉(zhuǎn)換器23例如從該狀態(tài)讀出VSL 57的電壓。因此，完成光電二極 管51-1的傳送狀態(tài)的讀出。
然后，執(zhí)行所謂的⑶S (相關(guān)雙采樣)處理，該處理通過獲得如上所述讀出的重置 狀態(tài)和傳送狀態(tài)之間的差去除噪聲。因此，可以讀出從其去除噪聲的像素信號。[共享像素單元中的缺陷檢測處理]接下來將參照圖4 的流程圖和圖5的時序圖描述圖2中共享像素單元41中的缺 陷檢測處理。例如，在接通圖像拾取設(shè)備11的電源時，在改變操作模式為像素添加模式、像素 離散減少模式等時，以及在像素信號的輸出之前，執(zhí)行共享像素單元41中的缺陷檢測處 理。以下將描述在接通圖像拾取設(shè)備11的電源時執(zhí)行的缺陷檢測處理。在步驟Sl 1，圖像拾取設(shè)備11 (圖1)中的控制部分25基于來自操作部分24的信 號，確定是否由用戶操作了作為操作部分24的電源按鈕，以便給出用于接通圖像拾取設(shè)備 11的電源的指令。當(dāng)在步驟Sll確定沒有給出用于接通電源的指令時，重復(fù)步驟Sll的處理直到給 出用于接通電源的指令。當(dāng)在步驟Sll確定給出了用于接通電源的指令時，控制部分25啟動圖中未示出的 電源電路。處理進(jìn)行到步驟S12。在步驟S12，控制部分25取消圖像拾取設(shè)備11的每個部分的待機(jī)狀態(tài)。通過取消 圖像拾取設(shè)備11的每個部分的待機(jī)狀態(tài)，并且從電源電路提供電源到圖像拾取設(shè)備11的 每個部分，啟動圖像拾取設(shè)備11的每個部分。在步驟S13，在圖像傳感器22的待機(jī)狀態(tài)取消并且從電源電路提供電源到圖像傳 感器22的情況下，通過控制部分25的控制啟動圖像傳感器22。更具體地，控制部分25通 過控制時序控制部分26操作圖像傳感器22中的共享像素單元41，如圖5的時序圖所示。如在圖3的時序圖的情況下，圖5的時序圖從圖5的頂部起以第一、第四、第五和 第六的順序示出驅(qū)動信號SEL、驅(qū)動信號TGO和TGl和驅(qū)動信號RST，并且從圖5的頂部起 分別在第七和第八示出在FD 53和VSL 57的電壓的電壓電平。從圖5的頂部起，分別在第二和第三示出鄰近共享像素單元41的共享像素單元的 驅(qū)動信號TG (對應(yīng)于共享像素單元41中的驅(qū)動信號TGO和TGl)和驅(qū)動信號RST。順便提 及，鄰近共享像素單元41的共享像素單元的驅(qū)動信號TG和驅(qū)動信號RST，下文中將分別簡 稱為鄰近驅(qū)動信號TG和鄰近驅(qū)動信號RST。在啟動圖像傳感器22之后，控制部分25在從時間TO到時間Tl的時段中通過控 制時序控制部分26，設(shè)置鄰近驅(qū)動信號TG和鄰近驅(qū)動信號RST、驅(qū)動信號TGO和TG1、以及 驅(qū)動信號RST為脈沖形式的H電平。因此，重置在光電二極管51-1和51-2以及FD 53中累積的電荷，并且重置在鄰近 共享像素單元中的光電二極管中累積的電荷。通常，光電二極管緊在接通電源之后很可能 用電荷飽和。因此，可能抑制來自鄰近共享像素單元的電荷的漏入(leak in)，也就是說，當(dāng) 鄰近共享像素單元的光電二極管用電荷飽和時所謂的高光溢出(blooming)。接下來，在時間T2，控制部分25通過控制時序控制部分26設(shè)置選擇信號SEL為H 電平。當(dāng)控制部分25在從時間T3到時間T4的時段中通過控制時序控制部分26設(shè)置驅(qū) 動信號RST為脈沖形式的H電平時，再次重置FD 53中累積的電荷。
在像素信號的讀出時的正常操作中(該正常操作已經(jīng)參照圖3的時序圖描述)， 驅(qū)動信號TGO在從時間T5到時間T6的時段中從該狀態(tài)設(shè)為H電平。然而，在缺陷檢測處 理中，時序控制部分26從時間T5到時間T6的時段中不設(shè)置驅(qū)動信號TGO為H電平，如由 圖5中的虛線的圓圈標(biāo)記所指示的。也就是說，重置狀態(tài)在共享像素單元41 (光電二極管 51-1)中繼續(xù)。返回到圖4的流程圖，檢測部分27在步驟S14確定從FD 53的重置經(jīng)過一定時間 之后VSL 57的電壓電平的改變是否大于預(yù)定閾值。當(dāng)在步驟S14確定從FD 53的重置經(jīng)過一定時間之后VSL 57的電壓電平的改變不大于預(yù)定閾值，也就是說，當(dāng)FD 53的電壓電平在時間T6之后在圖5的時序圖中的時間 T7沒有改變，并且VSL 57的電壓電平在時間T6之后在時間T7又沒有改變時，如由實線A 所示，確定FD 53不具有缺陷。處理跳過步驟S15，并且進(jìn)行到步驟S16。另一方面，當(dāng)在步驟S14確定從FD 53的重置經(jīng)過一定時間之后VSL 57的電壓電 平的改變大于預(yù)定閾值，也就是說，當(dāng)FD 53的電壓電平在時間T6之后在圖5的時序圖中 的時間T7改變，并且VSL 57的電壓電平的改變在時間T6之后在時間T7又大于預(yù)定閾值 時，確定FD 53具有缺陷。處理進(jìn)行到步驟S15。更具體地，當(dāng)FD 53和VSL 57的電壓電平從時間T6到時間T7下降時，如由圖5 的時序圖中的虛線B所指示的，確定存在白缺陷。當(dāng)FD 53和VSL57的電壓電平從時間T6 到時間T7上升時，如由長短交替虛線C所指示的，確定存在黑缺陷。當(dāng)像素具有白缺陷時， 像素的輸出電平高于原始輸出電平，并且像素在圖像中表現(xiàn)為白。另一方面，當(dāng)像素具有黑 缺陷時，像素的輸出電平低于原始輸出電平，并且像素在圖像中表現(xiàn)為黑。當(dāng)在從時間T6到時間T7的時段期間VSL 57的電壓電平的改變因此大于預(yù)定閾 值時，檢測部分27在步驟S15為地址存儲部分28提供指示設(shè)為缺陷檢測的目標(biāo)的像素(光 電二極管51-1)的位置的地址作為缺陷像素的地址，并且使得地址存儲部分28存儲該地 址。在步驟S16，控制部分25確定是否已經(jīng)對圖像傳感器22中的所有像素執(zhí)行步驟 S14和S15的處理。當(dāng)在步驟S16確定還沒有對所有像素執(zhí)行步驟S14和S15的處理時，處理進(jìn)行到 步驟S17，其中控制部分25將用于計數(shù)地址的地址值，增加到對應(yīng)于接下來要設(shè)為處理的 目標(biāo)的像素的地址的地址值，該地址值保持在圖中未示出的存儲器中。然后，重復(fù)步驟S14 到S17的處理。另一方面，當(dāng)在步驟S16確定已經(jīng)對所有像素執(zhí)行步驟S14和S15的處理時，處理結(jié)束。當(dāng)要在顯示部分30上顯示用于允許用戶檢查被攝體的圖像(該圖像正在被拾取) 的所謂直通圖像(through image)時，例如，在如上所述的缺陷檢測之后，如參照圖3的時 序圖所述，讀出像素信號(像素值)。此時，圖像處理部分29的校正單元29a讀取地址存儲 在地址存儲部分28中的缺陷像素的地址。當(dāng)讀出對應(yīng)于該地址的像素(校正目標(biāo)像素) 的像素值時，校正單元29a例如通過從校正目標(biāo)像素周圍的像素獲得校正目標(biāo)像素的像素 值的預(yù)測值，并且用預(yù)測值替換像素值，校正該校正目標(biāo)像素的像素值。順便提及，用于校正該校正目標(biāo)像素的像素值的方法不限于上述方法，而是可以是另一方法。根據(jù)上面的處理，沒有用于擋光的光屏蔽器件(如可變光闌等)的圖像拾取設(shè)備， 不需要將固態(tài)圖像拾取元件設(shè)置在光屏蔽狀態(tài)，并且不需要具有用于存儲缺陷像素的地址 的非易失性存儲器。因此，可以更容易和以低成本檢測如上所述的圖像拾取設(shè)備的固態(tài)圖 像拾取元件中的浮置擴(kuò)散處的缺陷。

順便提及，盡管在圖4的流程圖中對圖像傳感器22中的所有像素執(zhí)行步驟S14和 S15的處理，但是可以對共享像素單元中的像素之一執(zhí)行步驟S14和S15的處理，因為作為 缺陷檢測的實際目標(biāo)的FD 53由共享像素單元中的像素所共享。因此，當(dāng)兩個像素共享共 享像素單元時，處理所有像素的一半處理量足夠了，并且當(dāng)四個像素共享共享像素單元時， 處理所有像素的四分之一的處理量足夠了。此外，當(dāng)共享像素單元中像素的地址相互關(guān)聯(lián) 時，共享像素單元中像素之一的地址足夠作為地址存儲在地址存儲部分28中的缺陷像素 的地址。在上面，已經(jīng)進(jìn)行了在浮置擴(kuò)散(FD)具有缺陷的情況下的缺陷檢測處理(該處理 下文中將稱為FD缺陷檢測處理)的描述。以下，將進(jìn)行光電二極管(PD)具有如在短時間 中增長的缺陷的情況下的缺陷檢測處理(該處理下文中將稱為PD短時間缺陷檢測處理) 的描述。<2.第二實施例〉執(zhí)行PD短時間缺陷檢測處理的圖像拾取設(shè)備的配置，基本類似于圖1所示的圖像 拾取設(shè)備11的配置，因此將省略其描述。[共享像素單元中的缺陷檢測處理]以下將參照圖6的流程圖和圖7的時序圖描述PD短時間缺陷檢測處理。順便提及，圖6的流程圖中步驟S31到S33的處理和步驟S35到S37的處理，類似 于圖4的流程圖中步驟Sll到S13的處理和步驟S15到S17的處理，因此將省略其描述。此外，圖7的時序圖中時間TO到T4的操作類似于圖5的時序圖中時間TO到T4 的操作，因此將省略其描述。具體地，在步驟S34，檢測部分27確定在重置FD 53之后當(dāng)傳送晶體管52_1導(dǎo)通 時VSL 57的電壓電平是否急劇改變。在參照圖5的時序圖描述的FD缺陷檢測處理的操作中，從時間T4之后FD 53中 累積的電荷重置的狀態(tài)起，驅(qū)動信號TGO在從時間T5到時間T6的時段中不設(shè)置為H電平。 然而，在圖7的時序圖中所示的PD短時間缺陷檢測處理的操作中，時序控制部分26在從時 間T5到時間T6的時段中將驅(qū)動信號TGO設(shè)置為H電平。此時，光電二極管51-1中累積的電荷傳送到FD 53。光電二極管51_1中累積的電 荷，僅僅是在從重置電荷的時間Tl到時間T6的時段(曝光時間)中累積的電荷量。盡管依 賴于由光電二極管51-1接收的光量，但是因為從時間Tl到時間T6的時段是非常短時間， 所以在該時段期間累積的電荷是非常小的電荷量，因此輸出幾乎接近于黑像素的像素信號 的像素信號。因此，當(dāng)光電二極管51-1不具有缺陷時，在時間T7的FD 53的電壓電平不從時間 T6改變，并且在時間T7的VSL 57的電壓電平又不從時間T6改變，如由圖7的時序圖中實 線A所指示的。也就是說，當(dāng)在步驟S34確定，當(dāng)從FD 53的重置起在短曝光時間中傳送晶體管52-1導(dǎo) 通時、VSL 57的電壓電平不改變時，處理跳過步驟S35，并且進(jìn)行到步驟S36。另一方面，當(dāng)光電二極管51-1具有缺陷時，F(xiàn)D 53的電壓電平和VSL 57的電壓電 平在時間T5急劇下降，如由圖7的時序圖中的虛線B所指示的。這出現(xiàn)在當(dāng)短時間中缺陷 增長在光電二極管51-1中出現(xiàn)、并且超過正常傳送到FD 53的電荷量的電荷量傳送到FD 53時。也就是說，當(dāng)在步驟S34(圖7的時序圖中的時間T7)確定，當(dāng)從FD 53的重置起的 短曝光時間中傳送晶體管52-1導(dǎo)通時、VSL 57的電壓電平急劇下降時，處理進(jìn)行到步驟 S35。順便提及，在圖7的示例中出現(xiàn)的缺陷是白缺陷，其使得特別是白點看起來在圖像中 迅速地擴(kuò)張。順便提及，已經(jīng)參照圖7的時序圖描述了在光電二極管51-1中缺陷在短時間中增 長的示例。同樣在FD 53中缺陷(白缺陷)在短時間中增長的情況下，F(xiàn)D 53的電壓電平 和VSL 57的電壓電平急劇下降。同樣在如上所述的PD短時間缺陷檢測處理之后，如在FD缺陷檢測處理之后，如參 照圖3的時序圖所述讀出像素信號(像素值)。此時，圖像處理部分29的校正單元29a讀 取缺陷像素的地址，該地址存儲在地址存儲部分28中。當(dāng)讀出對應(yīng)于該地址的像素(校正 目標(biāo)像素)的像素值時，校正單元29a例如通過從校正目標(biāo)像素周圍的像素獲得校正目標(biāo) 像素的像素值的預(yù)測值，并且用預(yù)測值替換像素值，校正該校正目標(biāo)像素的像素值。根據(jù)上面的處理，沒有用于擋光的光屏蔽器件(如可變光闌等)的圖像拾取設(shè)備， 不需要將固態(tài)圖像拾取元件設(shè)置在光屏蔽狀態(tài)，并且不需要具有用于存儲缺陷像素的地址 的非易失性存儲器。因此，可以更容易和以低成本檢測如上所述的圖像拾取設(shè)備的固態(tài)圖 像拾取元件中、光電二極管或浮置擴(kuò)散處短時間中增長的缺陷。順便提及，以上，圖像拾取設(shè)備11 (圖1)將由檢測部分27檢測的缺陷像素的地址 存儲在地址存儲部分28中。然而，檢測部分27可以直接提供檢測到的缺陷像素的地址到 圖像處理部分29。也就是說，用于執(zhí)行檢測部分27的處理的芯片和用于執(zhí)行圖像處理部 分29的處理的芯片可以相互分開提供，或者可以提供用于執(zhí)行檢測部分27的處理和圖像 處理部分29的處理的一個芯片。此外，當(dāng)通過另一芯片執(zhí)行圖像處理部分29的處理之后 的處理時，該芯片可以進(jìn)行從圖像傳感器22輸出的所謂RAW數(shù)據(jù)的閾值確定，從而檢測和 校正缺陷像素。此外，以上，圖像傳感器22中的放大晶體管、重置晶體管、浮置擴(kuò)散等由兩個像素 共享。然而，共享像素的數(shù)目不限于2，并且放大晶體管、重置晶體管、浮置擴(kuò)散等不需要被上述系列處理不但可以通過硬件而且可以通過軟件執(zhí)行。當(dāng)系列處理要通過軟件 執(zhí)行時，構(gòu)成軟件的程序從程序記錄介質(zhì)安裝到并入專用硬件的計算機(jī)、或例如可以通過 在其上安裝各種程序來執(zhí)行各種功能的通用個人計算機(jī)上。要注意的是，通過計算機(jī)執(zhí)行的程序可以是以本說明書中描述的順序以時間序列 執(zhí)行處理的程序，或者可以是并行或在例如當(dāng)進(jìn)行調(diào)用時以需要的時序執(zhí)行處理的程序。此外，本發(fā)明的實施例不限于前述實施例，并且可以進(jìn)行各種改變而不背離本發(fā) 明的精神。本申請包含涉及于2009年12月15日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請 JP 2009-283760中公開的主題，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。
本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依賴于設(shè)計需求和其他因素可以出現(xiàn)各種修改、組合、 子組合和更改，只要它們在權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所 述圖像拾取設(shè)備包括提供部件，用于提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于 所述固態(tài)圖像拾取元件中的一個或多個像素；以及檢測部件，用于檢測所述像素，其中從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起經(jīng)過一定時間之 后，所述像素的輸出的改變大于預(yù)定閾值。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像拾取設(shè)備，其中，在重置所述浮置擴(kuò)散的電荷之前，所述提供部件提供用于重置形成所述像素的 光電二極管中累積的電荷的信號。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像拾取設(shè)備，其中，在重置所述浮置擴(kuò)散的電荷之前，所述提供部件提供用于重置形成鄰近所述像 素的鄰近像素的光電二極管中累積的電荷的信號。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像拾取設(shè)備，還包括存儲部件，用于存儲指示在所述固態(tài)圖像拾取元件中的二維陣列上、由所述檢測部件 檢測到的所述像素的位置的地址。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像拾取設(shè)備，還包括校正部件，用于當(dāng)讀取對應(yīng)于指示在所述固態(tài)圖像拾取元件中的二維陣列上、由所述 檢測部件檢測到的所述像素的位置的地址的像素時，基于讀取的所述像素周圍的周圍像素 的像素值，校正讀取的所述像素的像素值。
6.一種在沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備 的固態(tài)圖像拾取元件中的缺陷檢測方法，所述缺陷檢測方法包括以下步驟提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于所述固態(tài)圖像拾 取元件中的一個或多個像素；以及檢測所述像素，其中從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起經(jīng)過一定時間之后，所述像素的 輸出的改變大于預(yù)定閾值。
7.一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所 述圖像拾取設(shè)備包括提供部件，用于提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號、以及用于重置光電二極管中累 積的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于一個或多個像素，所述光電二極管形成所 述固態(tài)圖像拾取元件中的所述像素；以及檢測部件，用于檢測所述像素，其中在從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起的短曝光時間 中、重置所述光電二極管中累積的電荷時，所述像素的輸出急劇改變。
8.一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所 述圖像拾取設(shè)備包括提供部分，配置為提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng) 于所述固態(tài)圖像拾取元件中的一個或多個像素；以及檢測部分，配置為檢測所述像素，其中從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起經(jīng)過一定時間 之后，所述像素的輸出的改變大于預(yù)定閾值。
9.一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所述圖像拾取設(shè)備包括提供部分，配置為提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號、以及用于重置光電二極管中 累積的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于一個或多個像素，所述光電二極管形成 所述固態(tài)圖像拾取元件中的所述像素；以及檢測部分，配置為檢測所述像素，其中在從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起的短曝光時 間中、重置所述光電二極管中累積的電荷時，所述像素的輸出急劇改變。
全文摘要
一種沒有用于阻擋由固態(tài)圖像拾取元件接收的光的光屏蔽器件的圖像拾取設(shè)備，所述圖像拾取設(shè)備包括提供部分，配置為提供用于重置浮置擴(kuò)散的電荷的信號，布置所述浮置擴(kuò)散以便對應(yīng)于所述固態(tài)圖像拾取元件中的一個或多個像素；以及檢測部分，配置為檢測像素，其中從所述浮置擴(kuò)散的電荷的重置起經(jīng)過一定時間之后，所述像素的輸出的改變大于預(yù)定閾值。
文檔編號H04N5/335GK102098431SQ20101057821
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
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