JP2001211467A - 固体撮像素子のカラーフィルタ検査方法 - Google Patents

固体撮像素子のカラーフィルタ検査方法

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JP2001211467A
JP2001211467A JP2000016811A JP2000016811A JP2001211467A JP 2001211467 A JP2001211467 A JP 2001211467A JP 2000016811 A JP2000016811 A JP 2000016811A JP 2000016811 A JP2000016811 A JP 2000016811A JP 2001211467 A JP2001211467 A JP 2001211467A
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color filter
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imaging device
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JP2000016811A
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Hiroshi Matsumoto
浩志 松元
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 固体撮像素子のライン出力信号をサンプリン
グして出力差を検出する場合に、隣接する画素間の信号
出力レベル差による問題を解消する。 【解決手段】 CDS回路100に入力する前に、固体
撮像素子のリセットゲート部のDレンジを駆動電圧で制
御することにより、R画素とGr画素の出力差を無く
し、R画素とGr画素の出力をほぼ同じレベルにする。
また、同様に、B画素とGb画素の出力差を無くし、B
画素とGb画素の出力をほぼ同じレベルにする。これに
より、CDS回路100の入力時には、R画素とGr画
素の出力差がないため、サンプルホールド回路110、
120、130におけるサンプリング時間がR画素及び
Gr画素とともにほぼ等しくなり、なまりのない出力波
形を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子のラ
イン間の出力差を検出することにより、カラーフィルタ
の特性を検査する検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、固体撮像素子における各ライ
ン間の出力差を検出する方法として、例えば特開平11
−113013号公報に開示されるものが知られてい
る。この従来技術では、各撮像画素に対応して赤(R)
と緑(Gr)の色フィルタが交互に配置されたラインの
出力信号、または、各撮像画素に対応して青(B)と緑
(Gb)の色フィルタが交互に配置されたラインの出力
信号を、相関二重サンプリング回路(CSD回路)に供
給してサンプリングし、このCSD回路からの出力を用
いて各ライン間の出力差を検出するようになっている。
また、このような検出方法において、赤または青の検査
光に対して緑フィルタによる小信号のレベルをサンプリ
ングすることにより、この小信号に現れる誤差を用いて
有効に各ライン間の出力差を検出することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の検出方法では、赤または青の検査光を用い
て緑フィルタによる小信号の検出を行う場合、赤(R)
と緑(Gr)、または、青(B)と緑(Gb)の色フィ
ルタが配列された隣接する画素間で信号電荷の蓄積量が
大きく異なるため、各画素毎に出力レベルが大きく振れ
ることになる。したがって、このような振幅の大きいラ
イン出力信号をCSD回路に入力して小信号出力(Gr
もしくはGbの画素出力)のレベルをサンプリングする
場合、サンプリング時間が長くなり、ホールド後の出力
波形がなまってしまう。そのため、このCSD回路の出
力をA/D変換する際のパルスが、小信号出力のなまっ
てしまった部分をサンプリングすることになり、検査精
度の低下を招くという問題がある。また、駆動周波数が
高くなればなるだけ、サンプリング期間が減少するた
め、さらに有効な検査が困難となる問題がある。
【0004】そこで本発明の目的は、固体撮像素子のラ
イン出力信号をサンプリングして出力差を検出する場合
に、隣接する画素間の信号出力レベル差による問題を解
消し、有効な検査精度を得ることができ、駆動周波数の
高速化にも対応できる固体撮像素子のカラーフィルタ検
査方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、撮像領域の各ラインを構成する各画素に対応
して第1色フィルタ部と第2色フィルタ部とを交互に配
置したカラーフィルタを有する固体撮像素子に対し、前
記撮像領域に前記第1色フィルタ部に対応する検査光を
照射することによって前記各ラインから出力される信号
をサンプリングし、各ラインのサンプリング信号を比較
することにより、前記各ラインの欠陥を検査する固体撮
像素子のカラーフィルタの検査方法において、前記固体
撮像素子の駆動電圧を制御することにより、前記各ライ
ンから出力される信号のうち、前記第2色フィルタ部を
設けた画素からの信号レベルと、前記第1色フィルタ部
を設けた画素からの信号レベルとを、ほぼ等しいレベル
に制御してサンプリング用の回路に供給するようにした
ことを特徴とする。
【0006】本発明の固体撮像素子のカラーフィルタ検
査方法では、固体撮像素子の撮像領域に対し、第1色フ
ィルタ部に対応する検査光を照射することによって各ラ
インから出力される信号をサンプリングし、各ラインの
サンプリング信号を比較することにより、前記各ライン
の欠陥を検査する。ここで、固体撮像素子の駆動電圧を
制御することにより、各ラインから出力される信号のう
ち、第2色フィルタ部を設けた画素からの信号レベル
と、第1色フィルタ部を設けた画素からの信号レベルと
を、ほぼ等しいレベルに制御してサンプリング用の回路
に供給する。これにより、サンプリング用の回路に供給
する信号レベルの振れを小さくすることができ、サンプ
リングを短時間で行うことが可能となる。したがって、
ホールド後の出力波形がなまることもなく、有効な検査
精度を得ることができ、駆動周波数の高速化にも対応で
きる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明による固体撮像素子
のカラーフィルタ検査方法の実施の形態例について説明
する。図1は、本実施の形態の検査方法の対象となる固
体撮像素子の画素配置を示す説明図であり、図2は、本
実施の形態の検査方法で用いる検査回路を示すブロック
図である。また、図3は、図2に示す検査回路の各部の
動作を示すタイミングチャートであり、図4は、図1に
示す固体撮像素子におけるリセットゲートRG部の駆動
制御を示す説明図である。
【0008】本実施の形態による検査方法では、固体撮
像素子のR/G/B原色系のカラーフィルタ特性、特に
ライン間の出力差を検出する方法において、R光照射時
には、互いに隣接して配置されるR画素の出力レベルと
Gr画素の出力レベルとほぼ等しくなるように、固体撮
像素子のリセットゲート駆動電圧を制御し、B光照射時
には、互いに隣接して配置されるB画素の出力レベルと
Gb画素の出力レベルが等しくなるように、固体撮像素
子のリセットゲート駆動電圧を制御することにより、各
ライン出力における画素間の出力差をなくすようにす
る。そして、この固体撮像素子のライン出力をサンプリ
ングするCDS回路に供給することにより、CDS回路
の出力波形のなまりを抑え、その後、G画素の出力値の
みを検出するようにしたものである。
【0009】図1において、奇数ライン1には、R画素
(Rフィルタを配置した画素)と、Gr画素(Rライン
でGフィルタを配置した画素)とが交互に配置されてお
り、偶数ライン2には、Gb画素(BラインでGフィル
タを配置した画素)とB画素(Bフィルタを配置した画
素)とが交互に配置されている。そして、本形態の検査
方法では、Rの単色光とBの単色光を、それぞれ照射し
た場合のライン1のGr画素とライン2のGb画素の出
力差を検出する。このライン間出力差dは、以下のよう
な式で表される。 d={(gr−gb)/{(gr+gb)/2}×10
0(%) ただし、grはライン1のGr画素の出力の平均値を示
し、gbはライン2のGb画素の出力の平均値を示して
いる。このように、本形態の検査では、R光を照射した
場合の出力とB光を照射した場合の出力とを検出し、そ
の出力値を演算処理するものであるが、各出力の検出動
作自体はR光を照射した場合とB光を照射した場合とで
共通であるので、以下の説明では、具体例としてR光を
照射した場合の動作について説明する。
【0010】通常、固体撮像素子の出力は、図3(1)
に示すように、各画素の境界部に対応するリセット部
と、各画素に対応するデータ部とからなる。すなわち、
図3(1)で示すリセットレベルより高い波形部分がリ
セット部であり、低い波形部分がGr画素またはR画素
のデータ部である。そして、Gr画素とR画素のデータ
部では、R照射によりR画素の出力振幅レベルが大とな
り、Gr画素の出力振幅レベルが小となる。そこで、こ
のような出力を図2に示す検査回路によって検出する。
この検査回路は、固体撮像素子からの出力をサンプリン
グするCDS回路100と、このCDS回路100の出
力を増幅する増幅器200と、この増幅器200の出力
をA/D変換するA/D変換回路300と、A/D変換
回路300からのデジタルデータを記憶するフレームメ
モリ400とを有する。
【0011】CDS回路100は、3つのサンプルホー
ルド(S/H)回路110、120、130と、差動ア
ンプ140とを有する。なお、図2及び図3において、
CDS回路100の各サンプルホールド回路110、1
20、130の出力信号をA、B、Cとし、差動アンプ
140の出力をDとして示している。そして、このCD
S回路100は、図3(2)、(3)に示す2つのクロ
ックφSHP、φSHDを用いることにより、上述した
リセット部とデータ部のサンプリングを行い、各サンプ
リングデータのタイミングを一致させて各データの差を
差動アンプ140で減算するという構成になっている。
【0012】すなわち、このCDS回路100におい
て、図3(1)に示す出力信号のリセット部のレベルは
クロックφSHPでサンプリングし、データ部のレベル
はクロックφSHDでサンプリングしている。また、リ
セット部のレベルを再度クロックφSHPでサンプリン
グしているのは、リセット部とデータ部との時間のずれ
を合わせるためである(図3(4)〜(6))。この
後、差動アンプ140を介することにより、CDS回路
100から常にリセット部とデータ部の出力差が現れる
(図3(7))。そして、このCDS回路100の出力
信号を図3(8)に示すようなA/D変換パルスによっ
てA/D変換回路300によりA/D変換し、この変換
後のデータを順次フレームメモリ400に書き込んでい
く。
【0013】また、本形態では、CDS回路100に入
力する前に、固体撮像素子のリセットゲート部のDレン
ジを駆動電圧で制御することにより、R画素とGr画素
の出力差を無くし、R画素とGr画素の出力をほぼ同じ
レベルにするものである。すなわち、図4に示すよう
に、各画素の信号電荷は、V(垂直)レジスタのRD
(リセットドレイン)部、RG(リセットゲート)部、
FD(フローティングディフュージョン)部を介してH
OG(H(水平)レジスタアウトゲート)部に送られ
る。そこで、このRG部における駆動電圧を制御するこ
とにより、もともと図4(1)に示すようなポテンシャ
ルレベルにあるR画素のレベルを、図4(2)に示すよ
うなレベルに変えることにより、Gr画素の出力レベル
とほぼ等しいレベルに制御するものである。
【0014】これにより、CDS回路100の入力時に
は、R画素とGr画素の出力差がないため、サンプルホ
ールド回路110、120、130におけるサンプリン
グ時間がR画素及びGr画素とともにほぼ等しくなり、
なまりのない出力波形を得ることが可能となる。この結
果、通常は、A/D変換パルスを1画素のほぼ中央に高
精度に合わせる必要があるが、図3(8)に示すよう
に、多少左右にずれたとしても問題なくサンプリングを
することができる。なお、以上の説明では、具体例とし
てR光を照射した場合の動作について説明したが、B光
を照射した場合にも同様の方法を用いるものである。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像素
子のカラーフィルタ検査方法では、固体撮像素子の駆動
電圧を制御することにより、固体撮像素子の各ラインか
ら出力される信号のうち、第2色フィルタ部を設けた画
素からの信号レベルと、第1色フィルタ部を設けた画素
からの信号レベルとをほぼ等しいレベルに制御してサン
プリング用の回路に供給するようにした。このため、サ
ンプリング用の回路に供給する信号レベルの振れを小さ
くすることができ、サンプリングを短時間で行うことが
可能となる。したがって、ホールド後の出力波形がなま
ることもなく、有効な検査精度を得ることができ、駆動
周波数の高速化にも対応できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態による検査方法の対象とな
る固体撮像素子の画素配置を示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態の検査方法で用いる検査回
路を示すブロック図である。
【図3】図2に示す検査回路の各部の動作を示すタイミ
ングチャートである。
【図4】図1に示す固体撮像素子におけるリセットゲー
トRG部の駆動制御を示す説明図である。
【符号の説明】
100……CDS回路、110、120、130……サ
ンプルホールド(S/H)回路、200……増幅器、3
00……A/D変換回路、400……フレームメモリ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像領域の各ラインを構成する各画素に
    対応して第1色フィルタ部と第2色フィルタ部とを交互
    に配置したカラーフィルタを有する固体撮像素子に対
    し、前記撮像領域に前記第1色フィルタ部に対応する検
    査光を照射することによって前記各ラインから出力され
    る信号をサンプリングし、各ラインのサンプリング信号
    を比較することにより、前記各ラインの欠陥を検査する
    固体撮像素子のカラーフィルタの検査方法において、 前記固体撮像素子の駆動電圧を制御することにより、前
    記各ラインから出力される信号のうち、前記第2色フィ
    ルタ部を設けた画素からの信号レベルと、前記第1色フ
    ィルタ部を設けた画素からの信号レベルとを、ほぼ等し
    いレベルに制御してサンプリング用の回路に供給するよ
    うにした、 ことを特徴とする固体撮像素子のカラーフィルタ検査方
    法。
  2. 【請求項2】 前記第2色フィルタ部を設けた画素から
    の信号を用いてサンプリングを行うようにしたことを特
    徴とする請求項1記載の固体撮像素子のカラーフィルタ
    検査方法。
  3. 【請求項3】 前記第1色フィルタ部を設けた画素から
    の信号レベルを切り換えることにより、第2色フィルタ
    部を設けた画素からの信号レベルとほぼ等しいレベルに
    制御することを特徴とする請求項2記載の固体撮像素子
    のカラーフィルタ検査方法。
  4. 【請求項4】 前記第1色は、赤、緑、青の3原色系の
    うちの赤または青であり、前記第2色は、緑であること
    を特徴とする請求項1記載の固体撮像素子のカラーフィ
    ルタ検査方法。
  5. 【請求項5】 前記サンプリングは、相関二重サンプリ
    ング回路によって行うことを特徴とする請求項1記載の
    固体撮像素子のカラーフィルタ検査方法。
  6. 【請求項6】 前記固体撮像素子のリセットゲートの駆
    動電圧を制御することにより、前記第2色フィルタ部を
    設けた画素からの信号レベルと、前記第1色フィルタ部
    を設けた画素からの信号レベルとを、ほぼ等しいレベル
    に制御するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
    固体撮像素子のカラーフィルタ検査方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006253789A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 信号検出装置

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JP2006253789A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 信号検出装置

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