DE3632487A1 - Defektkorrektureinrichtung fuer halbleiterbildwandler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Defektkorrektureinrichtung für Halbleiterbildwandler, die fehlerhafte photoempfindliche Elemente enthalten.

Halbleiterbildwandler finden zunehmende Verwendung bei Kameras, die auf Strahlungsenergie im sichtbaren und infraroten Strahlungsbe­ reich ansprechen, wegen ihrer langen Lebensdauer, der geringen Leistungsaufnahme und der geringen Größe verglichen mit üblichen Bildaufnahmeröhren. Halbleiterbildwandler enthalten eine Bildwand­ lerfläche mit einem Feld diskreter photoempfindlicher Bildelemente (Pixel), die auf das Licht einer Szene ansprechen. Üblicherweise haben für die Verwendung in Fernsehkameras geeignete Halbleiterbild­ wandler, wie z. B. x-y-addressierte MOS-Feldeffekttransistorbild­ wandler oder selbstabtastende CTD-(Ladungsverschiebe-)Bildwandler, bis zu 200 000 Bildelemente oder Pixel. Wegen zufallsverteilter Inhomogenitäten in dem Halbleiter-Trägermaterial, aus dem die Halbleiterbildwandler hergestellt werden, und Unreinheiten und/oder Störstellen, die während des Herstellungsprozesses verursacht werden, ist die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleiterbildwand­ lern mit einer akzeptablen Bilderzeugungscharakteristik für jedes Pixel im wesentlichen umso geringer, je größer die Anzahl der Pixel ist. Eine Bilderzeugungscharakteristik für einen Halbleiter­ bildwandler ist z. B. die Dunkelstromempfindlichkeit. Es ist bekannt, daß Halbleitereinrichtungen einen gewissen Leckstrom zeigen. Bei einem Halbleiterbildwandler kann der Leckstrom zur Sammlung von Ladung auf einem Pixel führen, selbst wenn keine Photoerzeugung vorliegt, dies ist als Dunkelstromempfindlichkeit bekannt. Wenn Halbleiterbildwandler in Fernsehkameras verwendet werden, dann muß die das Nichtvorliegen eines Bildes repräsentie­ rende Dunkelstromempfindlichkeit eines jeden Pixels vergleichswei­ se niedrig sein, verglichen mit seiner das Vorliegen eines Bildes repräsentierenden Photoempfindlichkeit, so daß es möglich ist, ein Fernsehsignal mit einem akzeptablen Signalrauschverhältnis zu erzeugen. Wenn die Dunkelstromempfindlichkeit eines bestimmten Pixels dagegen größer ist als der Durchschnittswert für die umgeben­ den Pixels, so wird dies zu einem "Weißpunkt"-Defekt im erzeugten Fernsehsignal führen. Andererseits kann ein Pixel einen "Schwarz­ punkt"-Defekt im Fernsehsignal bewirken als Folge von Verunreinigun­ gen und/oder Störstellen, die während des Herstellungsprozesses des Bildwandlers verursacht worden sind. Wegen Defekten wie diesen, ist die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleiterbildwand­ lern mit einer großen Anzahl von Pixeln, wie bei solchen, die für qualitativ hochwertige Fernsehkameras geeignet sind, sehr niedrig. Es muß daher jeder Bildwandler sorgfältig getestet werden, um die defekten auszusondern, und es sind daher hohe Kosten notwen­ dig, die vergleichsweise wenigen Bildwandler, die sich als akzepta­ bel erweisen, herzustellen.

Ein Weg, um solche fehlerhaften Bildwandler in einer Fernsehkamera verwenden zu können, wodurch die Anzahl der nutzbaren Bildwandler ansteigt und in der Folge deren Kosten sinken, besteht darin, in der Kamera eine Defektkorrektureinrichtung vorzusehen.

In der US-PS 41 79 711 (Nagumo) wird eine Kamera beschrieben, bei der ein CCD-(Ladungsspeicher-)Bildwandler und Bildspeicher, in dem die Ortsinformation der Defekte gespeichert ist, im Synchron­ takt abgefragt werden. Wenn der Speicher für die Ortsinformation der Defekte anzeigt, daß vom CCD-Bildwandler ein Signal von einem fehlerhaften Pixel geliefert wird, dann wird es durch ein Signal von einem vorhergehenden Pixel ersetzt. Diese Korrekturart, die im allgemeinen als "Substitution" bezeichnet wird, ist im allgemei­ nen nicht wünschenswert für die Verwendung bei qualitativ hochwerti­ gen Fernsehkameras, da das ersetzte Signal klar als fehlerhaft sichtbar ist, wenn ein Testbild oder eine fein detaillierte Szene betrachtet wird. Darüber hinaus ist ein sehr großer Speicher notwendig, um die Adressen eines jeden Pixels zu speichern, um diejenigen herauszufinden, die fehlerhaft sind, wodurch Größe, Kosten und Leistungsaufnahme der Defektkorrektureinrichtung erhöht werden. In der US-PS 42 00 934 (Hofmann) ist eine andere Bilddefekt­ korrektureinrichtung beschrieben, die einen Bildspeicher enthält, in dem die Amplitude des Dunkelstromes für jedes Pixel des Halblei­ terbildwandlers gespeichert wird. Der Bildwandler und der Bildspei­ cher werden dann synchron getaktet abgefragt und die im Bildspeicher gespeicherten Dunkelstromamplituden von den von den jeweiligen Pixeln des Bildwandlers gelieferten Signalen subtrahiert. Dies wird zu einem ein Bild repräsentierenden Signal, das im wesentlichen frei ist ist von bildfreien Dunkelstromvariationen solange jede gespeicherte Dunkelstromamplitude kleiner ist als das größtmögliche Variationssignal für das entsprechende Pixel und solange ausreichen­ de Signalkapazität übrig bleibt, um richtig auf das einfallende Licht anzusprechen. Dieses System ist vorteilhaft gegenüber dem Substitutionsverfahren, da die Korrektur in einem wiedergegebenen Bild tatsächlich nicht wahrnehmbar. Es ist jedoch ein Speicher der vollen Bildgröße notwendig, um die Amplitude des Dunkelstromes für alle Pixels des Bildwandlers zu speichern. Bei zum Beispiel 200 000 Pixeln und für die Speicherung der Dunkelstromamplitude notwendigen 6 Bit pro Pixel ist ein Speicher mit über 1 Million Speicherplätzen (d.h. Bits) notwendig. Dieser Speicherbit bedeutet einen wesentlichen Faktor bezüglich Größe, Kosten und Leistungsauf­ nahme verglichen mit der oben angegebenen Substitutionstechnik, insbesondere wenn die Kamera mehrere eine Defektkorrektur benötigen­ de Bildwandler enthält.

Daher ist es wünschenswert, eine Defektkorrektureinrichtung für Halbleiterbildwandler zu schaffen, um die Anzahl der für Fernseh­ kameras geeigneten Bildwandler zu vergrößern und in der Weise, daß Kosten- oder Leistungsaufnahme der Kamera nicht wesentlich steigen.

Erfindungsgemäß werden in einer Defektkorrektureinrichtung für einen Halbleiterbildwandler, der eine Anzahl von fehlerhaften Pixeln enthält, die kleiner ist als die Gesamtzahl der Pixel des Bildwandlers nur den fehlerhaften Pixeln zugeordnete Defektkor­ rektursignale erzeugt. Diese Defektkorrektursignale werden dann mit den photoempfindlichen Signalen der entsprechenden fehlerhaften Pixel kombiniert, so daß für jedes fehlerhafte Pixel ein defektkom­ pensiertes Photoempfindlichkeitssignal erzeugt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Fernsehkamera mit einer erfindungs­ gemäßen Defektkorrektureinrichtung für Halbleiterbildwandler;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Bestimmung des Ortes und der Amplitude von Defekten in einem Halbleiterbild­ wandler, die in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Defektkorrektureinrichtung verwendet werden kann;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Defektkorrektureinrichtung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Kamera wird Licht, dargestellt durch einen Wellenpfeil, durch eine Optik (10) von einer Szene auf die photoempfindliche Bildwandlerfläche eines Halbleiterbildwand­ lers (12) gerichtet. Der Bildwandler (12) kann eine von mehreren üblicherweise verwendeten Halbleiterbildwandlereinrichtungen enthalten, wie zum Beispiel eine x-y-adressierte MOS-Bildwandlerein­ richtung oder einen selbstabtastenden Ladungsverschiebe-(CTD-)Bild­ wandler. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält der Bildwand­ ler (12) einen ladungsgekoppelten (CTD-)Rahmentransferbildwandler, wie z. B. den CTD-Rahmentransferbildwandler (SID 504) der RCA Corporation.

Ein CCD-Rahmentransferbildwandler (nach dem angloamerikanischen Sprachgebrauch "frame transfer CCD imager") enthält ein Halbleiter­ trägermaterial mit einer Vielzahl von Elektroden, die über einer Trägermaterialisolierschicht angebracht sind und selektiv dotierte Bereiche zur Bildung eines Bildwandlerbereiches (A-Register) mit einem Feld von photoempfindlichen Bildelementen (Pixel) zur Erzeugung eines Ladungsmusters entsprechend dem von der Szene einfallenden Licht, einen Ladungsverschiebebereich (B-Register), der vom einfallenden Licht maskiert ist, um das im A-Register erzeugte Ladungsmuster zu speichern, und einen Auslesebereich (C-Register), um dem erzeugten Ladungsmuster entsprechende elek­ trische Signale auszulesen. Eine Treiberstufe (14) mit üblichen Pegelverschiebe- und Verstärkerstufen liefert pegelverschobene und verstärkte Versionen von Mehrphasentaktgebersignalen, die durch eine Zeitgeber- und Synchronisationsschaltung (16) entspre­ chend den Impulsen eines Hauptoszillators (18) erzeugt werden, an die Elektroden im A-, B-, und C-Register des Bildwandlers (12). Aufbau und Wirkungsweise von CCD-Bildwandlern sind im Stande der Technik wohlbekannt, daher soll der Bildwandler (12) nicht weitergehend beschrieben werden.

Das am Ausgang des C-Registers erzeugte elektrische Signal liefert ein Bildwandlerausgangssignal für eine Signalwiederherstellungs­ schaltung (20), die z. B. eine korrelierte Doppelabtastschal­ tung, wie sie im Stande der Technik bekannt ist, enthalten kann. Das Signal von der Signalwiederherstellungssschaltung (20) wird dem nichtinvertierenden (+) Signaleingang eines Differenzverstärkers (22) zugeführt. Wie weiter unten noch genauer beschrieben wird, wird, wenn ein spezielles Pixel defekt ist, dem invertierenden (-) Signaleingang des Verstärkers (22) während der Zeitspanne, in der das elektrische Signal am nichtinvertierenden (+) Signalein­ gang des Verstärkers (22) dem defekten Pixel entspricht, ein Defektkorrektursignal zugeführt. Am Ausgang des Verstärkers (22) wird ein defektkorrigiertes Signal erzeugt und durch Signalverarbei­ tungsschaltungen (24) verarbeitet, die Gammakorrektur, Weißabgleich und Schwarzabgleich und Synchronisations-Signaleinführung etc. enthalten, um ein übliches Fernsehsignal zu erzeugen. Da nur die Korrektursignale (d.h., die Amplitudenpegel) der defekten Pixel erzeugt zu werden brauchen, können erhebliche Einsparungen hinsichtlich Schaltungsaufwand und Stromverbrauch für die Defekt­ korrektureinrichtung realisiert werden, wie im folgenden beschrieben:

Im einzelnen enthält die Defektkorrektureinrichtung einen Defektposi­ tionsspeicher (26) mit einem permanenten Festspeicher (ROM), in dem die Adressinformation zur Identifizierung der Position eines jeden fehlerhaften Pixels, das korrigiert werden soll, gespeichert ist. Die Adressinformation kann einen Block von Bits enthalten. Der Block kann z. B. 18 Bits enthalten, wobei das erste Bit anzeigt, daß das den Defekt enthaltende Teilbild gerad- oder ungeradzahlig ist und die nächsten acht Bits die Fernsehzeile angeben, in der der Defekt liegt (wobei 8 Bits ausreichen, um bis zu 255 Zeilen zu identifizieren, was für die 242 aktiven Fernsehzeilen pro Teilbild beim NTSC-Fernsehsystem ausreicht), und die übrigen neun Bits die Horizontalposition des Defekts entlang der Fernsehzeile anzeigen (neun Bits können bis zu 511 Positionen spezifizieren, was für 403 Pixel pro Zeile, wie sie durch den RCA SID 504 CCD-Bildwandler geliefert werden, ausreicht).

Ein Defekt-Amplitudenspeicher (28) enthält ebenfalls ein permanentes ROM, in dem ein Informationsblock gespeichert ist, der in Beziehung steht zum Amplitudenpegel des Defektes für jedes fehlerhafte zu korrigierende Pixel. Wenn es sich zum Beispiel bei dem zu korrigierenden Defekt um einen "Weißfleck-Defekt" handelt, dann wird der Amplitudenpegel des Teiles des Dunkelstromes für das defekte Pixel, der größer ist als der mittlere Pixeldunkelstrom seiner Nachbarn (d.h., dessen Referenzpegel überschreitet) im Speicher (28) als Informationsblock (6 Bits sind ausreichend) als Defektkorrektursignal für das fehlerhafte Pixel gespeichert.

Ein sequentieller Adressgenerator (30) liefert Adressignale für den Defektpositionsspeicher (26) und den Defektamplitudenspeicher (28). Für jede durch die Adressignale gegebene Adresse wird eine 18-Bit-Defektadresse aus dem Defektpositionsspeicher (26) ausgelesen und in einem Pufferspeicher (32) gespeichert und ein entsprechendes 6-Bit-Defektkorrektursignal aus dem Defektamplituden­ speicher (28) ausgelesen und in einem Pufferspeicher (34) gespei­ chert. Zu jeder Zeit, wenn die Kamera eingeschaltet ist, liefert die Taktgeber- und Synchronisationsschaltung (16) ein teilbildfre­ quentes Signal an den sequentiellen Adressgenerator (30), wodurch dieser veranlaßt wird, Adressignale an die Speicher (26 und 28) abzugeben, um deren ersten Informationsblock in Bezug auf den ersten zu korrigierenden Pixeldefekt des Fernsehteilbildes auszule­ sen. Das digitale Defektkorrektursignal, das im Pufferspeicher (34) gespeichert ist, wird durch einen Digital/Analog-Wandler (36) in ein entsprechendes analoges Defektkorrektursignal umgewan­ delt. Da die Dunkelstrompegel sich mit der Temperatur verändern, modifiziert eine Temperaturkompensationsstufe (38) den Pegel des durch den Digital/Analog-Konverter (36) erzeugten Defektkorrek­ tursignals entsprechend einem Temperatursignal, das durch einen mit dem Bildwandler (12) in Kontakt befindlichen Temperaturfühler (40) erzeugt wird.

Ein Adresskomparator (42) erhält an einem seiner Eingangsanschlüs­ se die Defektadresse vom Pufferspeicher (32) und an seinem anderen Eingangsanschluß erhält er Adressignale von einem Pixeladress­ generator (44), die die Adresse des Pixels, welches gerade aus dem Bildwandler (12) ausgelesen wird, repräsentieren. Der Pixel­ adressgenerator (44) enthält teilbildfrequente (F), zeilenfrequente (L) und pixelfrequente (P) Zähler, die auf Signale (F), (L) und (P) ansprechen, die von einer Taktgeber- und Synchronisationsschal­ tung (16) zum Erzeugen der laufenden Pixeladresse geliefert werden, die im Stande der Technik bekannt sind. Wenn die laufende Pixeladres­ se mit der im Pufferspeicher (32) gespeicherten Defektadresse übereinstimmt, dann wird am Ausgang des Komparators (42) ein Kennzeichensignal (Flag) erzeugt. Ansprechend auf dieses Kennzei­ chensignal wird eine Torschaltung (46) veranlaßt, das temperaturkom­ pensierte Defektkorrektursignal dem invertierenden (-) Eingang des Verstärkers (22) während der Zeitspanne zuzuführen, in der das Signal vom ersten defekten Pixel dem nichtinvertierenden (+) Eingang des Verstärkers (22) zugeführt wird. Der Verstärker (22) subtrahiert das Defektkorrektursignal von dem vom Bildwandler gelieferten Signal, das von dem ersten defekten Pixel abgeleitet ist, was dazu führt, daß den Signalverarbeitungsschaltungen (24) der Kamera ein Signal zugeführt wird, welches im wesentlichen nur dem das Bild repräsentierenden Photosignal für das defekte Pixel entspricht. Die Signalverarbeitungsschaltung (24) kann auch eine Abtastschaltung an ihrem Eingang enthalten, um das defekt/korrigierte Signal neu aufzubereiten, so daß durch die Torschaltung (46) verursachte Einschwingvorgänge des Schaltsignals an den Flanken des Pixelsignals eliminiert werden, wie im Stande der Technik bekannt. Das Kennzeichensignal wird ebenfalls dem sequentiellen Adressgenerator (30) zugeführt, um ihn zu veranlassen, den Speichern (26) und (28) neue Adressignale zuzuführen, wodurch bewirkt wird, daß die nächste Defektadresse und das nächste Defekt­ korrektursignal für das nächste defekte Pixel in die Pufferspeicher (32 bzw. 34) geladen werden, nachdem die Defektkorrektur für das vorhergehende Pixel durchgeführt worden ist. Je nach der tatsächlichen Ausführung der Defektkorrektureinrichtung kann es notwendig sein, die Zuführung des Kennzeichensignals zu der Torschaltung (46) und zum sequentiellen Adressgenerator (30) über Verzögerungsschaltungen (47) bzw. (49) zu verzögern, damit die zeitliche Abfolge beim oben beschriebenen Betrieb eingehalten wird.

Vor dem Zusammenbau der Kamera, d.h. während deren Herstellung muß der Defektpositionsspeicher (26) und der Defektamplitudenspei­ cher (28) mit den Defektadressen bzw. mit den Defektamplituden­ informationen für die defekten Pixel geladen werden. In Fig. 2, in der Bauelemente, die bezüglich Aufbau und Funktion, denen im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen gleichen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist eine Einrichtung zum Laden der Defektadressen und der Defektamplitudeninformationen in die Speicher (26) bzw. (28) dargestellt.

Zunächst werden nur Bildwandler verwendet, die für die Verwendung mit der in Fig. 1 dargestellten Defektkorrektureinrichtung geeignet sind, z. B. wenn es sich bei den Defekten um "Weißfleck"-Defekte handelt, daß diese klein genug sind, daß eine ausreichende Signalka­ pazität zur Verfügung steht, um ein korrektes Bild repräsentierendes Photosignal für jedes defekte Pixel zu erzeugen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung wird im wesentlichen das Videosignal von den Signalverarbeitungsschaltungen (24) über einen Addierer (48) einem Monitor (50) zugeführt, wo es reprodu­ ziert wird. Vor dem photoempfindlichen A-Register des Bildwandlers (12) ist ein Verschluß (51) angebracht, so daß von den photoempfind­ lichen Pixeln das Licht abgehalten wird, wodurch es einer Bedien­ kraft möglich, z. B. Dunkelstromdefekte, wie "Weißflecken" auf dem Monitor (50) zu sehen. Die Bedienkraft beobachtet den Monitor (50), während sie die Position eines Cursors, die durch einen Cursor- und Adressgenerator (52) erzeugt wird, so lange einstellt, bis die Position des Cursors auf dem Monitor (50) mit dem defekten Pixel übereinstimmt. Sobald beide übereinstimmen, betätigt die Bedienkraft einen Schalter (54), wodurch die 18-Bit-Adresse des fehlerhaften Pixels, wie sie durch den Cursor- und Adressgenerator (52) identifiziert ist, in das ROM des Speichers (26) und das 6-Bit-Digital-Korrektursignal, das durch einen Defektkorrektursig­ nalgenerator (56) erzeugt wird, in das ROM des Speichers (28) geladen wird. Dieser Vorgang wird wiederholt bis für jeden zu korrigierenden Defekt die Defektadress- und Korrektursignale nacheinander in den Speicher (26) bzw. (28) abgespeichert sind.

Im einzelnen enthält der Cursor- und Adress-Generator (52) auf die F-, L- und P-Signale ansprechende Zähler, um das Cursorsignal zu erzeugen, das dem vom Bildwandler erzeugten Videosignal über den Addierer (58) hinzuaddiert wird. Zusätzlich erzeugt der Cursor­ und Adress-Generator (52) gleichzeitig eine 18-Bit-Adresse, die der laufenden Cursor-Position entspricht und dem Adress-Komparator (42) und dem Dateneingang (D) des Defekt-Positonsspeichers (26) zugeführt wird. Nachdem die Bedienkraft die horizontale (H) und vertikale (V) Steuerung, die dem Cursor- und Adress Generator (52) zugeordnet ist, eingestellt hat, so daß der Cursor in Überein­ stimmung mit den ersten zu korrigierenden Defekt in Übereinstimmung gebracht wird, entspricht die dem Speicher (26) zugeführte 18-Bit- Cursor-Adresse der 18-Bit-Adresse des defekten Pixels. Darüber hinaus vergleicht der Komparator (42) das Cursor-Adresssignal mit der laufenden Pixeladresse vom Adress-Generator (44), um jedes Mal ein Kennzeichensignal (Flag) zu erzeugen, wenn die Adressen übereinstimmen. Das Kennzeichensignal wird einer Tast­ und Halteschaltung (58) zugeführt, um den Dunkelstrompegel des defekten Pixels abzutasten. Der abgetastete Pegel wird dem nicht­ invertierenden (+) Eingang eines Differenzverstärkers (60) zuge­ führt. Ein Tiefpaßfilter (62) hat eine relativ lange Zeitkonstante (z. B. 30 Pixel), um an seinem Ausgang ein Signal zu erzeugen, das dem mittleren Dunkelstrom der dem defekten vorangehenden, benachbarten Pixel entspricht. Eine Tast- und Halteschaltung "(sample and hold (S/H)" (64), die ebenfalls auf das Kennzeichen­ signal anspricht, tastet das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters (62) ab und führt das Signal des mittleren Dunkelstroms als Bezugspe­ gel dem invertierenden (-) Eingang des Verstärkers (60) zu. Das am Ausgang des Verstärkers (60) erzeugte Signal entspricht dem Defekt-Korrektursignal und repräsentiert die Abweichung des Dunkel­ stroms für das defekte Pixel vom mittleren Dunkelstrom der benachbar­ ten Pixel. Das Defekt- Korrektursignal wird dann durch einen Analog/Digital-Wandler (66) in ein 6-Bit-Digitalsignal digitalisiert, das dem Eingang (D) des Speichers (28) zugeführt wird. Nachdem die Bedienkraft den Cursor in Übereinstimmung mit dem ersten zu korrigierenden Defekt gebracht hat, liefert die in Fig. 2 dargestellte, bisher beschriebene Schaltung also die Defekt-Adress- und Defekt-Korrektur­ signale für den ersten zu korrigierenden Defekt an die D-Eingänge der Speicher (26) und (28).

Der sequentielle Adress-Generator (30) liefert den Adress-Eingängen (A) der Speicher (26 und 28) Adresssignale, um die 18-Bit-Pixel­ adresse und das 6-Bit-Digitaldefekt-Korrektursignal für den ersten Defekt in einen ersten Block von Speicherplätzen in den Speichern (26) und (28) zu richten. Die Bedienkraft betätigt dann einen Schalter (54), die einen Einzelschritt-Schalter (oder Monovibrator (68) aktiviert, um einen Ladeimpuls zu erzeugen, der bewirkt, daß die Defekt-Adresse und die Digital-Korrektursignale in den ersten Block von Speicherplätzen in den Speichern (26) und (28) geladen werden, die durch den sequentiellen Adress-Generator (30) adressiert sind. Ein Verzögerer (70) liefert das Ladesignal an den sequentiellen Adress-Generator (30), wodurch dessen Adressignale nach der Beendigung des Ladens der Speicher (26) und (28) inkrementiert werden, so daß neue Adressignale den Spei­ chern (26) und (28) zugeführt werden, die die Adressen für den nächsten Informationsblock für den nächsten zu korrigierenden Defekt repräsentieren. Die Bedienkraft wiederholt diese Prozedur so lange bis für jeden der zu korrigierenden Defekte die Defekt­ adress- und Korrekturinformationen in den Speichern (26) und (28) abgespeichert sind. Es sollte festgestellt werden, daß der Amplitudenpegel der Dunkelstromdefekte eine im wesentlichen konstan­ te Funktion der Größe der fotoerzeugten Ladung ist, so daß es zulässig ist, die Amplituden der Pixeldefekte unter der oben beschriebenen Bedingung der abgedeckten Kamera zu messen und zu speichern, welche im wesentlichen unverändert bleiben, nachdem die Abdeckung vom Kameraobjektiv entfernt ist und der Bildwandler auf einfallendes Licht anspricht.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform gegenüber der in Fig. 1 dargestellten, die die Verwendung von langsamen und damit wenig Leistung konsumierenden Bauteilen erlaubt. Da die Anzahl der Defekte in einem Bildwandler mit korrigierbaren Defekten typischerweise sehr viel geringer ist als die Gesamtanzahl der Pixel im Bildwandler und die Defekte zufallsverteilt sind, ist die Wahrscheinlichkeit für benachbarte defekte Pixel sehr gering. Wenn man nur die Korrektur von relativ weit beabstandeten Pixeln, z. B. um 200 Pixel beabstandet, zuläßt ist es möglich, D/A-Wandler und Speicherschaltungen zu verwenden, mit Meßfolge- und Lesezeiten, die fast zwei Größenordnungen länger sind als die bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Zusätzlich enthält der Defekt-Amplitudenspeicher der Fig. 3 einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), der mit neuer Defekt-Amplitudeninformation aktua­ lisiert werden kann, wenn er sich in der Kamera befindet.

In Fig. 3 dargestellte Bauteile, die jenen schon im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen ähneln, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Defekt-Positionsspeicher (72) enthält ein ROM mit niedriger Geschwindigkeit (ähnlich dem ROM im Defekt-Po­ sitionsspeicher (26) der Fig. 1 und 2, mit der Ausnahme einer geringeren Arbeitsgeschwindigkeit), der auf die Adressignale vom sequentiellen Adress-Generator (30) anspricht, um an den Pufferspeicher (32) die Adressen der zu korrigierenden Defekte liefert. Ein Defekt-Amplitudenspeicher (44), der ein RAM enthält, spricht ebenfalls auf die Adressignale des sequentiellen Adress-Gene­ rators (30) an, um nacheinander an den Pufferspeicher (34) die den defekten Pixeln entsprechenden digitalen Defekt-Amplitudenpegel zu liefern, von denen die Adressen im Speicher (72) abgespeichert sind. Ein D/A-Wandler (74) mit niedriger Geschwindigkeit wandelt die digitalen Defekt-Amplitudenpegel in entsprechende Gleichspan­ nungspegel um, die an die Torschaltung (46) angelegt werden, wie in Fig. 1, jedoch kann der D/A-Wandler (76) mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit arbeiten, da der Abstand zwischen dem Auftreten von jeweils defekten Pixeln als mindestens 200 intakter Pixel angenommen wird. Der Speicher (72) arbeitet zusammen mit den Elementen (30, 32, 44 und 42), um das Kennzeichensignal zu erzeugen, welches bewirkt, daß die Torschaltung (46) leitet und die Defektkorrektur des vom Bildwandler gelieferten an dem (+) Eingang des Verstärkers (22) angelegten Signals in der gleichen Weise wie oben in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, erfolgt.

Um die periodische Aktualisierung der im Speicher (74) gespeicherten Defekt-Amplitudeninformation zu erlauben, sind der Defekt-Korrek­ tursignal-Generator (56) und der A/D-Wandler (66) aus Fig. 2 zusätzlich mit dem Ausgang einer Signalwiederherstellungsschaltung (20) für die Erzeugung von digitalen Defekt-Korrektursignalen die dem D-Eingang des Speichers (74) zugeführt werden, verbunden. Während der Aktualisierung wird der Bildwandler (12) gegen einfallen­ des Licht abgedeckt, z. B. indem dessen (nicht dargestelltes) Objektiv abgedeckt wird, und ein Schreibesignal (W) wird einem Lese/Schreib-Eingang des Speichers (74) zugeführt, um zu bewirken, daß an seinen Eingang (D) angelegte Defekt-Korrektursignale abge­ speichert werden. Das Schreibsignal kann automatisch durch einen beim Abdecken der Linse betätigten Schalter erzeugt werden. Da das RAM des Speichers (74) nicht permanent ist, ist eine Notbatterie (78) vorgesehen, so daß die jüngste Defektamplitudeninformation nicht jedesmal verloren geht, wenn die Kamera abgeschaltet und von der Versorgung getrennt wird.

Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da sie es erlaubt, neuere Defekt-Amplitudeninformation in den Speicher (74) einzuspei­ chern, wodurch automatisch Defekt-Amplitudeninformation gespeichert wird, die für die gegenwärtige Betriebstemperatur und Symmetriebe­ dingungen des Mehrphasentaktgebers korrekt ist (die Symmetriebedin­ gungen des Taktgebers beeinflussen ebenfalls die Dunkelstrompegel im Bildwandler (12) ). Auf diese Weise braucht bei manchen Anwendun­ gen eine Temperaturkompensationsschaltung nicht notwendig zu sein. Wenn eine genauere Defekt-Korrektur erwünscht ist, kann alternativ eine Temperaturkompensationsschaltung, die der in Fig. 1 verwendeten gleicht, eingeschlossen werden, so daß jedesmal, wenn neue Defekt-Amplitudeninformation in den Speicher (74) einge­ speichert wird, der Defekt-Amplitudenpegel durch die Temperaturkom­ pensationsschaltung entsprechend modifiziert werden würde.

Obwohl der Defekt-Amplitudenspeicher (28) der Fig. 1 als ein ROM enthaltend beschrieben ist, kann bei anderen Ausführungsformen selbstverständlich ein Kapazitätsspeicherfeld zur Speicherung der Defekt-Amplitudensignale als Analogwerte verwendet werden, so daß die Notwendigkeit für einen Digital/Analog-Wandler entfällt. Auch ist es möglich, die Position der defekten Pixel durch Untersu­ chung der Kontrastunterschiede von benachbarten Pixeln in Echtzeit ("on-the-fly") aufzufinden, wie in der US-PS 42 53 120 beschrieben. Auf diese Weise können der Defekt-Positionsspeicher (26) bzw. (72), der Pufferspeicher (32), der Adress-Komparator (42) und der Pixel-Adressgenerator (44) in den Fig. 1 oder 3 weggelassen werden.

Claims (14)

1. Bildwandlereinrichtung gekennzeichnet durch einen Halbleiterbildwandler (12) mit einer Anordnung von photoemp­ findlichen Elementen zum Erzeugen eines ein Bild repräsentierenden Signals mit Signalkomponenten, die kein Bild repräsentieren, die von einer Gruppe der photoempfindlichen Elemente abgeleitet werden, deren Anzahl kleiner ist als die Gesamtzahl der photoempfind­ lichen Elemente in der Anordnung;
eine Einrichtung (26, 32; 72, 32) zum Erzeugen von Elementpositions­ signalen, die die Positionen eines jeden photoempfindlichen Elements der Gruppe von photoempfindlichen Elementen in der Anordnung identifizieren;
eine Einrichtung (28, 34; 74, 34) zum sequentiellen Erzeugen einer Mehrzahl von Korrektursignalen mit Amplituden, die zur Amplitude der jeweiligen kein Bild repräsentierenden Signalkomponen­ ten der Gruppe in Beziehung stehen; und
eine Einrichtung (22), die auf die Elementpositionssignale an­ spricht, um die Korrektursignale einzeln zu den ein Bild repräsen­ tierenden Signalen während der Zeitspannen, die durch die Element­ positionssignale identifiziert werden, zu addieren.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der kein Bild repräsentierenden Signalkomponenten einen Amplitudenpegel hat, der um einen gegebenen Betrag von einem Bezugsamplitudenpegel abweicht; und
daß jedes der Mehrzahl von Korrektursignalen einen diese Abweichung repräsentierenden Amplitudenpegel hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die kein Bild repräsentierende Signalkomponente eine Dunkelstrom­ komponente enthält; und
daß der Bezugspegel mit einer mittleren Dunkelstromkomponente der photoempfindlichen Elemente der Anordnung korrespondiert.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dunkelstromkomponente mit einer mittleren Dunkelstrom­ charakteristik der photoempfindlichen Elemente der Anordnung korrespondiert, die einem jeden photoempfindlichen Element aus der Gruppe benachbart sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Addiereinrichtung (22) das Korrektursignal von dem ein Bild reprä­ sentierenden Signal eines jeden photoempfindlichen Elements aus der Gruppe subtrahiert.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 34; 74, 34) zum sequentiellen Erzeugen einer Mehrzahl von Korrektursignalen einen Speicher (28; 74) enthält mit einer Anzahl von Speicherplatzblöcken, die wesentlich kleiner ist als die Gesamtzahl der photoempfindlichen Elemente in der Anordnung, wobei in jedem Speicherplatzblock Signale gespeichert sind, die den Amplitudenpegel der Abweichung der kein Bild repräsen­ tierenden Signalkomponente für ein entsprechendes der photoempfind­ lichen Elemente aus der Gruppe repräsentieren.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (28, 74) ein Digitalspeicher ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher einen Festspeicher enthält.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 34; 74, 34) zum sequentiellen Erzeugen einer Mehrzahl von Korrektursignalen einen Digital/Analog-Wandler (36; 76) enthält, der an den Ausgang des Digital-Speichers angeschlossen ist, um die Korrektursignale aus den in diesem gespeicherten Signalen zu erzeugen.

10. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrich­ tung zum periodischen Speichern neuer Korrektursignale im Speicher (28; 74).

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (28; 74) einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff enthält.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Addieren folgendes enthält:
eine Kombinierschaltung mit einem ersten Eingang, der auf das Ausgangssignal der Bildwandlereinrichtung anspricht; und
eine Torschaltung mit einem Eingang, der zum Aufnehmen der Korrektursignale geschaltet ist, einem Ausgang, der an einen zweiten Eingang der Kombinierschaltung angeschlossen ist und einem Steuereingang, der so geschaltet ist, daß er die Elementposi­ tionssignale aufnimmt, um den Leitungszustand der Torschaltung selektiv zu steuern.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Erzeugen eines Temperatursignals, das die gegenwärtige Temperatur der Bildwandlereinrichtung angibt; und
dadurch, daß die Einrichtung zum sequentiellen Erzeugen der Korrektursignale auf das Temperatursignal anspricht, um zu bewirken, daß die Korrektursignale entsprechend der Veränderung der gegenwär­ tigen Temperatur der Bildwandlereinrichtung variieren.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen der Elementpositionssignale folgendes enthält:
einen Positionsspeicher, in dem die Position der photoempfind­ lichen Elemente aus der Gruppe repräsentierende Daten gespeichert sind;
eine Leseeinrichtung, die an den Positionsspeicher angeschlos­ sen ist, um zu bewirken, daß die mit den jeweiligen photoempfind­ lichen Elementen korrespondierenden Daten sequentiell ausgelesen werden;
eine Quelle für mindestens ein Taktsignal, die an die Bildwand­ lereinrichtung angeschlossen ist, um zu bewirken, daß die Bildwand­ lereinrichtung sequentiell Werte liefert, die den jeweiligen photoempfindlichen Elementen der Anordnung entsprechen, von denen das ein Bild repräsentierende Signal abgeleitet wird;
eine Zähleinrichtung, die auf das Taktsignal anspricht, um synchron mit der Bildwandlereinrichtung zu arbeiten, so daß Signale erzeugt werden, die jene Positionen der photoempfindlichen Elemente repräsentieren, die mit den sequentiell gelieferten Werten korrespon­ dieren;
einen Komparator, der auf die aus dem Positionsspeicher ausgele­ senen Daten und auf die die Position repräsentierenden Signale der Zähleinrichtung anspricht, um die Elementpositionssignale zu erzeugen, wenn die aus dem Positionsspeicher ausgelesenen Daten und eines der die Position repräsentierenden Signale mit demselben photoempfindlichen Element korrespondieren, wobei die Leseeinrichtung mit dem Komparator verbunden ist und auf die Erzeugung des Elementpositionssignals anspricht, um das sequentiel­ le Auslesen aus dem Positionsspeicher zu inkrementieren.