JP2002199286A - 固体撮像素子の駆動方法および駆動装置 - Google Patents
固体撮像素子の駆動方法および駆動装置Info
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Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検査時などに信号電荷の蓄積およびその出力
を行って受光画素の欠陥検査や機能評価の精度を向上す
ることができると共に、信号電荷の読み出しや検査を行
うことができなくなることを解消することができる固体
撮像素子の駆動方法および駆動装置を提供する。 【解決手段】 実効画素領域の受光画素11の信号電荷
を水平シフトレジスタに転送するタイミング以外の、垂
直ブランキング期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素
の信号電荷を水平シフトレジスタ14に転送する期間の
うち、少なくともいずれか一つの期間に所定の複数行分
の信号電荷を水平シフトレジスタ14による信号電荷の
転送を停止して、その期間中に受光画素11に信号電荷
を蓄積させて出力する。
を行って受光画素の欠陥検査や機能評価の精度を向上す
ることができると共に、信号電荷の読み出しや検査を行
うことができなくなることを解消することができる固体
撮像素子の駆動方法および駆動装置を提供する。 【解決手段】 実効画素領域の受光画素11の信号電荷
を水平シフトレジスタに転送するタイミング以外の、垂
直ブランキング期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素
の信号電荷を水平シフトレジスタ14に転送する期間の
うち、少なくともいずれか一つの期間に所定の複数行分
の信号電荷を水平シフトレジスタ14による信号電荷の
転送を停止して、その期間中に受光画素11に信号電荷
を蓄積させて出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の駆
動方法および駆動装置に関する。
動方法および駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CCD素子(電荷結合素子)のような受
光画素を用いた固体撮像素子の検査では、製造後に、そ
の固体撮像素子を通常の駆動パターンあるいは検査用パ
ターンで駆動し、各種の入力光レベルに対して得られた
信号を外部に取り出し、ゲインアップして信号レベルを
増幅し、それを解析あるいは分析することによって、例
えば水平方向のスミアやブルーミング等の欠陥を検出す
るなどの欠陥検査や機能評価等を行っていた。
光画素を用いた固体撮像素子の検査では、製造後に、そ
の固体撮像素子を通常の駆動パターンあるいは検査用パ
ターンで駆動し、各種の入力光レベルに対して得られた
信号を外部に取り出し、ゲインアップして信号レベルを
増幅し、それを解析あるいは分析することによって、例
えば水平方向のスミアやブルーミング等の欠陥を検出す
るなどの欠陥検査や機能評価等を行っていた。
【0003】このような検査においては、固体撮像素子
に対して光を当てない状態での信号レベルすなわち暗信
号レベルを測定する場合などには、対象となる信号レベ
ルが小さいため、従来は信号を繰り返し取り込むことに
よりアベレージング(積算平均化)処理を行って精度を
上げていた。
に対して光を当てない状態での信号レベルすなわち暗信
号レベルを測定する場合などには、対象となる信号レベ
ルが小さいため、従来は信号を繰り返し取り込むことに
よりアベレージング(積算平均化)処理を行って精度を
上げていた。
【0004】ところが、そのような検査方法では、一般
に出力中にはノイズが不可避的に存在しているので、評
価すべき信号量が低いと、その信号量に対するノイズ量
の比(S/N比)が相対的に大きなものとなる。このた
め、そのようなノイズが混在している信号を解析や評価
の際に増幅すると、ノイズも含めてゲインアップしたり
アベレージング処理を行うことになり、本来評価すべき
信号の精確な解析や評価が困難なものとなる。特に高精
度が重要視され、かつ大量の固体撮像素子に対する評価
を行わなければならない生産選別肯定での検査では、ア
ベレージング処理を行うことは測定時間が長いものとな
り、検査工程のスループットが大幅に低下してしまい、
実用的ではない。
に出力中にはノイズが不可避的に存在しているので、評
価すべき信号量が低いと、その信号量に対するノイズ量
の比(S/N比)が相対的に大きなものとなる。このた
め、そのようなノイズが混在している信号を解析や評価
の際に増幅すると、ノイズも含めてゲインアップしたり
アベレージング処理を行うことになり、本来評価すべき
信号の精確な解析や評価が困難なものとなる。特に高精
度が重要視され、かつ大量の固体撮像素子に対する評価
を行わなければならない生産選別肯定での検査では、ア
ベレージング処理を行うことは測定時間が長いものとな
り、検査工程のスループットが大幅に低下してしまい、
実用的ではない。
【0005】そこで、このような不都合を克服するため
の技術が、例えば特開平9−37158号公報などで提
案されている。この技術は、検査時には水平シフトレジ
スタを所定のタイミングごとに所定期間に亘って停止さ
せ、その期間中に信号電荷を蓄積させることによって、
信号量をノイズ量に対して相対的に増大させ、これによ
り、本来の検査対象である信号の精度を向上させるとい
うものである。
の技術が、例えば特開平9−37158号公報などで提
案されている。この技術は、検査時には水平シフトレジ
スタを所定のタイミングごとに所定期間に亘って停止さ
せ、その期間中に信号電荷を蓄積させることによって、
信号量をノイズ量に対して相対的に増大させ、これによ
り、本来の検査対象である信号の精度を向上させるとい
うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような信号電荷の蓄積やその出力を行うことに起因し
て、撮像有効画面内の受光画素のうち上記の信号電荷の
蓄積やその出力(転送)を行うタイミングに相当する水
平ラインにおける受光画素からの信号電荷の読み出しや
検査を行うことができなくなるという、新たな不都合が
生じるという問題があった。また、そのような駆動方法
を行うように設定された駆動装置では、一般的な画像を
撮像する通常の機能を果たすことができなくなるという
新たな不都合が生じるという問題があった。
ような信号電荷の蓄積やその出力を行うことに起因し
て、撮像有効画面内の受光画素のうち上記の信号電荷の
蓄積やその出力(転送)を行うタイミングに相当する水
平ラインにおける受光画素からの信号電荷の読み出しや
検査を行うことができなくなるという、新たな不都合が
生じるという問題があった。また、そのような駆動方法
を行うように設定された駆動装置では、一般的な画像を
撮像する通常の機能を果たすことができなくなるという
新たな不都合が生じるという問題があった。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、検査時などに信号電荷の蓄積および
その出力を行って受光画素の欠陥検査や機能評価の精度
を向上することができると共に、信号電荷の読み出しや
検査を行うことができなくなることを解消することがで
きる固体撮像素子の駆動方法および駆動装置を提供する
ことにある。
ので、その目的は、検査時などに信号電荷の蓄積および
その出力を行って受光画素の欠陥検査や機能評価の精度
を向上することができると共に、信号電荷の読み出しや
検査を行うことができなくなることを解消することがで
きる固体撮像素子の駆動方法および駆動装置を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子の駆動方法は、行列状に配列された複数の受光画素で
得られた信号電荷を1行分ずつ水平シフトレジスタに転
送し、水平シフトレジスタによって信号電荷を水平転送
クロックに基づいたタイミングで順次に出力部に転送す
る固体撮像素子の駆動方法であって、受光画素のうちの
実効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送するタ
イミング以外の、垂直ブランキング期間、垂直OB期
間、垂直不問有効画素の信号電荷を水平シフトレジスタ
に転送する期間のうち、少なくともいずれか一つの期間
に所定の複数行分の信号電荷を水平シフトレジスタによ
る信号電荷の転送を停止して、その期間中に受光画素に
信号電荷を蓄積させて出力する、というものである。
子の駆動方法は、行列状に配列された複数の受光画素で
得られた信号電荷を1行分ずつ水平シフトレジスタに転
送し、水平シフトレジスタによって信号電荷を水平転送
クロックに基づいたタイミングで順次に出力部に転送す
る固体撮像素子の駆動方法であって、受光画素のうちの
実効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送するタ
イミング以外の、垂直ブランキング期間、垂直OB期
間、垂直不問有効画素の信号電荷を水平シフトレジスタ
に転送する期間のうち、少なくともいずれか一つの期間
に所定の複数行分の信号電荷を水平シフトレジスタによ
る信号電荷の転送を停止して、その期間中に受光画素に
信号電荷を蓄積させて出力する、というものである。
【0009】また、本発明による固体撮像素子の駆動装
置は、行列状に配列された複数の受光画素で得られた信
号電荷を1行分ずつ水平シフトレジスタに転送し、水平
シフトレジスタによって信号電荷を水平転送クロックに
基づいたタイミングで順次出力部に転送する固体撮像素
子を駆動する駆動装置であって、受光画素のうちの実効
画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送するタイミ
ング以外の、垂直ブランキング期間、垂直OB期間、垂
直不問有効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送
する期間のうち、少なくともいずれか一つの期間に、所
定の複数行分の信号電荷を水平シフトレジスタによる信
号電荷の転送を停止させて、その期間中に、受光画素に
信号電荷を蓄積させて出力させるように、固体撮像素子
を駆動するものである。
置は、行列状に配列された複数の受光画素で得られた信
号電荷を1行分ずつ水平シフトレジスタに転送し、水平
シフトレジスタによって信号電荷を水平転送クロックに
基づいたタイミングで順次出力部に転送する固体撮像素
子を駆動する駆動装置であって、受光画素のうちの実効
画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送するタイミ
ング以外の、垂直ブランキング期間、垂直OB期間、垂
直不問有効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送
する期間のうち、少なくともいずれか一つの期間に、所
定の複数行分の信号電荷を水平シフトレジスタによる信
号電荷の転送を停止させて、その期間中に、受光画素に
信号電荷を蓄積させて出力させるように、固体撮像素子
を駆動するものである。
【0010】本発明による固体撮像素子の駆動方法また
は駆動装置では、受光画素のうちの実効画素の信号電荷
を水平シフトレジスタに転送するタイミング以外の、垂
直ブランキング期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素
の信号電荷を水平シフトレジスタに転送する期間のう
ち、少なくともいずれか一つの期間に所定の複数行分の
信号電荷を水平シフトレジスタによる信号電荷の転送を
停止して、その期間中に受光画素に信号電荷を蓄積させ
て出力するようにしたので、その出力のタイミングが、
撮像有効画面内の受光画素からの信号電荷の出力(転
送)を行うタイミングと重なることがなくなる。
は駆動装置では、受光画素のうちの実効画素の信号電荷
を水平シフトレジスタに転送するタイミング以外の、垂
直ブランキング期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素
の信号電荷を水平シフトレジスタに転送する期間のう
ち、少なくともいずれか一つの期間に所定の複数行分の
信号電荷を水平シフトレジスタによる信号電荷の転送を
停止して、その期間中に受光画素に信号電荷を蓄積させ
て出力するようにしたので、その出力のタイミングが、
撮像有効画面内の受光画素からの信号電荷の出力(転
送)を行うタイミングと重なることがなくなる。
【0011】なお、本発明による固体撮像素子の駆動方
法または駆動装置では、上記のようにして固体撮像素子
を駆動することによって出力された信号電荷を解析して
得られた結果に基づいて、その固体撮像素子における欠
陥を有する受光画素を検出し、その検出以降は、欠陥を
有する受光画素から出力される信号電荷をキャンセルす
ることで、その欠陥を有する受光画素の存在に起因した
撮像有効画面全体の撮像品質の低下あるいは欠陥を克服
するようにしてもよい。
法または駆動装置では、上記のようにして固体撮像素子
を駆動することによって出力された信号電荷を解析して
得られた結果に基づいて、その固体撮像素子における欠
陥を有する受光画素を検出し、その検出以降は、欠陥を
有する受光画素から出力される信号電荷をキャンセルす
ることで、その欠陥を有する受光画素の存在に起因した
撮像有効画面全体の撮像品質の低下あるいは欠陥を克服
するようにしてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施の形態に係る固体
撮像素子の駆動方法および装置が適用される固体撮像素
子の測定システムの概要構成を表したものである。な
お、本発明の実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方法
は、この固体撮像素子の駆動装置の動作あるいは作用に
よって具現化されるものであるから、以下、それらを併
せて説明する。
撮像素子の駆動方法および装置が適用される固体撮像素
子の測定システムの概要構成を表したものである。な
お、本発明の実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方法
は、この固体撮像素子の駆動装置の動作あるいは作用に
よって具現化されるものであるから、以下、それらを併
せて説明する。
【0014】この測定システムは、測定対象である固体
撮像素子としてのCCD撮像素子10を駆動する駆動装
置20と、CCD撮像素子10の出力信号を処理してビ
デオ信号を生成する信号処理装置30と、この信号処理
装置30から出力されるビデオ信号を入力して評価を行
うための評価装置31とを備えている。評価装置31と
しては、ビデオ信号の信号レベルを測定するためのオシ
ロスコープや、ビデオ信号に基づく画質を測定するため
のモニタ等が用いられる。
撮像素子としてのCCD撮像素子10を駆動する駆動装
置20と、CCD撮像素子10の出力信号を処理してビ
デオ信号を生成する信号処理装置30と、この信号処理
装置30から出力されるビデオ信号を入力して評価を行
うための評価装置31とを備えている。評価装置31と
しては、ビデオ信号の信号レベルを測定するためのオシ
ロスコープや、ビデオ信号に基づく画質を測定するため
のモニタ等が用いられる。
【0015】図2は、図1におけるCCD撮像素子10
の構成を示した説明図である。このCCD撮像素子10
は、行列状に配列された複数の受光画素11と、それぞ
れ1列分の受光画素11に対して読み出しゲート12を
介して接続された複数の垂直シフトレジスタ13と、こ
の垂直シフトレジスタ13の下端に接続された水平シフ
トレジスタ14と、この水平シフトレジスタ14の一端
に接続された出力部15とを備えている。
の構成を示した説明図である。このCCD撮像素子10
は、行列状に配列された複数の受光画素11と、それぞ
れ1列分の受光画素11に対して読み出しゲート12を
介して接続された複数の垂直シフトレジスタ13と、こ
の垂直シフトレジスタ13の下端に接続された水平シフ
トレジスタ14と、この水平シフトレジスタ14の一端
に接続された出力部15とを備えている。
【0016】このCCD撮像素子10では、通常時に
は、読み出しゲート12に対して所定の周期で読み出し
クロックが与えられ、読み出しクロックが与えられてい
ない間に受光画素11で蓄積した信号電荷が、読み出し
クロックが与えられたときに受光画素11より読み出し
ゲート12を介して垂直シフトレジスタ13に出力され
る。垂直シフトレジスタ13は、垂直転送クロックによ
って駆動され、水平走査毎に1行分ずつ信号電荷を水平
シフトレジスタ14に転送する。水平シフトレジスタ1
4は、水平転送クロックによって駆動され、信号電荷を
順次出力部15に転送する。出力部15は、転送されて
きた信号電荷を電圧または電流に変換して出力する。
は、読み出しゲート12に対して所定の周期で読み出し
クロックが与えられ、読み出しクロックが与えられてい
ない間に受光画素11で蓄積した信号電荷が、読み出し
クロックが与えられたときに受光画素11より読み出し
ゲート12を介して垂直シフトレジスタ13に出力され
る。垂直シフトレジスタ13は、垂直転送クロックによ
って駆動され、水平走査毎に1行分ずつ信号電荷を水平
シフトレジスタ14に転送する。水平シフトレジスタ1
4は、水平転送クロックによって駆動され、信号電荷を
順次出力部15に転送する。出力部15は、転送されて
きた信号電荷を電圧または電流に変換して出力する。
【0017】図3は、図1に示した駆動装置の構成の一
例を示すブロック図である。この駆動装置20aは、ユ
ーザーの設定により、任意の駆動パターンを選択できる
ようにしたものである。この駆動装置20aは、ユーザ
ーが駆動パターンを設定するためのパターン設定部21
と、このパターン設定部21によって設定された駆動パ
ターンを作成するパターン作成部22と、このパターン
作成部22で作成された駆動パターンに従ってCCD撮
像素子10を駆動するための各種信号、すなわち読み出
しクロック、垂直転送クロック、水平転送クロック等を
出力するパターン出力部23とを備えている。
例を示すブロック図である。この駆動装置20aは、ユ
ーザーの設定により、任意の駆動パターンを選択できる
ようにしたものである。この駆動装置20aは、ユーザ
ーが駆動パターンを設定するためのパターン設定部21
と、このパターン設定部21によって設定された駆動パ
ターンを作成するパターン作成部22と、このパターン
作成部22で作成された駆動パターンに従ってCCD撮
像素子10を駆動するための各種信号、すなわち読み出
しクロック、垂直転送クロック、水平転送クロック等を
出力するパターン出力部23とを備えている。
【0018】図3に示した駆動装置20aでは、ユーザ
ーがパターン設定部21によって後述する測定用駆動パ
ターンを設定することで、測定用駆動パターンがパター
ン作成部22で作成され、その測定用駆動パターンに従
って、パターン出力部23よりCCD撮像素子10を駆
動するための各種信号が出力される。この駆動装置20
aによって、本実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方
法を実現することができる。
ーがパターン設定部21によって後述する測定用駆動パ
ターンを設定することで、測定用駆動パターンがパター
ン作成部22で作成され、その測定用駆動パターンに従
って、パターン出力部23よりCCD撮像素子10を駆
動するための各種信号が出力される。この駆動装置20
aによって、本実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方
法を実現することができる。
【0019】図4は、図1における駆動装置の構成の他
の例を示すブロック図である。この駆動装置20bは、
予め測定用駆動パターンを記憶しているものである。こ
の駆動装置20bは、通常の駆動パターンおよび測定用
駆動パターンを含む複数の駆動パターンを記憶するパタ
ーン記憶部24と、このパターン記憶部24によって記
憶された複数の駆動パターンのうちの一つをユーザーが
選択するためのパターン選択部25と、このパターン選
択部25によって選択された駆動パターンに従ってCC
D撮像素子10を駆動するための各種信号を出力するパ
ターン出力部26とを備えている。
の例を示すブロック図である。この駆動装置20bは、
予め測定用駆動パターンを記憶しているものである。こ
の駆動装置20bは、通常の駆動パターンおよび測定用
駆動パターンを含む複数の駆動パターンを記憶するパタ
ーン記憶部24と、このパターン記憶部24によって記
憶された複数の駆動パターンのうちの一つをユーザーが
選択するためのパターン選択部25と、このパターン選
択部25によって選択された駆動パターンに従ってCC
D撮像素子10を駆動するための各種信号を出力するパ
ターン出力部26とを備えている。
【0020】図4に示した駆動装置20bでは、ユーザ
ーがパターン選択部25によって測定用駆動パターンを
選択することで、測定用駆動パターンの情報がパターン
記憶部24より取り出されて、パターン出力部26に出
力され、その測定用駆動パターンに従ってパターン出力
部26よりCCD撮像素子10を駆動するための各種信
号が出力される。この駆動装置20bによって、本実施
の形態に係る固体撮像素子の駆動方法を実現することが
できる。
ーがパターン選択部25によって測定用駆動パターンを
選択することで、測定用駆動パターンの情報がパターン
記憶部24より取り出されて、パターン出力部26に出
力され、その測定用駆動パターンに従ってパターン出力
部26よりCCD撮像素子10を駆動するための各種信
号が出力される。この駆動装置20bによって、本実施
の形態に係る固体撮像素子の駆動方法を実現することが
できる。
【0021】図5は、図1における駆動装置の構成の更
に他の例を示すブロック図である。この駆動装置20c
は、測定用駆動パターンのみを生成するものである。こ
の駆動装置20cは、測定用駆動パターンのみを記憶す
るパターン記憶部27と、このパターン記憶部27によ
って記憶された測定用駆動パターンに従ってCCD撮像
素子10を駆動するための各種信号を出力するパターン
出力部28とを備えている。
に他の例を示すブロック図である。この駆動装置20c
は、測定用駆動パターンのみを生成するものである。こ
の駆動装置20cは、測定用駆動パターンのみを記憶す
るパターン記憶部27と、このパターン記憶部27によ
って記憶された測定用駆動パターンに従ってCCD撮像
素子10を駆動するための各種信号を出力するパターン
出力部28とを備えている。
【0022】図5に示した駆動装置20cでは、パター
ン記憶部27に記憶された測定用駆動パターンに従って
パターン出力部28よりCCD撮像素子10を駆動する
ための各種信号が出力される。この駆動装置20cによ
って、本実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方法を実
現することができる。
ン記憶部27に記憶された測定用駆動パターンに従って
パターン出力部28よりCCD撮像素子10を駆動する
ための各種信号が出力される。この駆動装置20cによ
って、本実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方法を実
現することができる。
【0023】次に、図6を参照して、本実施の形態に係
る固体撮像素子の駆動方法および駆動装置の作用につい
て説明する。図6は、本実施の形態における測定用駆動
パターンとその作用を説明するための図である。
る固体撮像素子の駆動方法および駆動装置の作用につい
て説明する。図6は、本実施の形態における測定用駆動
パターンとその作用を説明するための図である。
【0024】図6(A)は、本実施の形態における測定
用駆動パターンによる水平転送クロックHφおよびHφ
Cを示したものである。本実施の形態における測定用駆
動パターンでは、所定の複数行分の信号電荷を垂直シフ
トレジスタ13から水平シフトレジスタ14に転送する
期間を、垂直ブランキング期間、垂直OB期間、垂直不
問有効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送する
期間など、実効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに
転送するタイミング以外の非画素期間中に設け、その蓄
積期間中は水平転送クロックHφを停止することによ
り、水平シフトレジスタ14の駆動が停止される。そし
てその期間中に信号電荷が蓄積された直後に設けられた
出力期間に、蓄積電荷出力用の水平転送クロックHφC
が入力されると、それに基づいたタイミングで、それま
でに蓄積された信号電荷が出力される。
用駆動パターンによる水平転送クロックHφおよびHφ
Cを示したものである。本実施の形態における測定用駆
動パターンでは、所定の複数行分の信号電荷を垂直シフ
トレジスタ13から水平シフトレジスタ14に転送する
期間を、垂直ブランキング期間、垂直OB期間、垂直不
問有効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに転送する
期間など、実効画素の信号電荷を水平シフトレジスタに
転送するタイミング以外の非画素期間中に設け、その蓄
積期間中は水平転送クロックHφを停止することによ
り、水平シフトレジスタ14の駆動が停止される。そし
てその期間中に信号電荷が蓄積された直後に設けられた
出力期間に、蓄積電荷出力用の水平転送クロックHφC
が入力されると、それに基づいたタイミングで、それま
でに蓄積された信号電荷が出力される。
【0025】すなわち、図6(B)は、図6(A)に示
した測定用駆動パターンによる水平転送クロックHφに
従って出力部15より出力される信号の一例を示したも
のであるが、この図に示したように、水平転送クロック
Hφが停止されている間は、信号Aは出力されず、水平
シフトレジスタ14には複数行分の信号電荷が蓄積され
る。そして、信号電荷が充分に蓄積された後、蓄積電荷
出力用の水平転送クロックHφが出力されると、それに
基づいて複数行分の信号電荷が蓄積された水平シフトレ
ジスタ14が、複数行分の信号電荷に対応した信号A1
を出力する。
した測定用駆動パターンによる水平転送クロックHφに
従って出力部15より出力される信号の一例を示したも
のであるが、この図に示したように、水平転送クロック
Hφが停止されている間は、信号Aは出力されず、水平
シフトレジスタ14には複数行分の信号電荷が蓄積され
る。そして、信号電荷が充分に蓄積された後、蓄積電荷
出力用の水平転送クロックHφが出力されると、それに
基づいて複数行分の信号電荷が蓄積された水平シフトレ
ジスタ14が、複数行分の信号電荷に対応した信号A1
を出力する。
【0026】図6(C)は、本実施の形態における測定
用駆動パターンにより、水平転送クロックHφが停止さ
れている期間の後に出力される水平転送クロックHφに
従って出力された信号における、本来評価すべき信号S
A と、出力部15から出力された時点で混在しているノ
イズSN との関係を示したものである。
用駆動パターンにより、水平転送クロックHφが停止さ
れている期間の後に出力される水平転送クロックHφに
従って出力された信号における、本来評価すべき信号S
A と、出力部15から出力された時点で混在しているノ
イズSN との関係を示したものである。
【0027】また、図7(A)は、本実施の形態との比
較のために、従来の一般的な駆動パターンによる水平転
送クロックHφを示したものである。また図7(B)
は、図7(A)に示した従来の駆動パターンによる水平
転送クロックHφに従って出力部15より出力される信
号の一例を示したものである。図示しない垂直ブランキ
ング期間以外の期間において、通常の駆動パターンによ
る水平転送クロックHφは水平ブランキング期間40以
外のときに出力され、この水平転送クロックHφによっ
て、水平シフトレジスタ14は信号電荷を順次出力部1
5に転送する。なお、水平ブランキング期間40では、
垂直転送クロックによって垂直シフトレジスタ13が駆
動され、1行分の信号電荷が水平シフトレジスタ14に
転送される。
較のために、従来の一般的な駆動パターンによる水平転
送クロックHφを示したものである。また図7(B)
は、図7(A)に示した従来の駆動パターンによる水平
転送クロックHφに従って出力部15より出力される信
号の一例を示したものである。図示しない垂直ブランキ
ング期間以外の期間において、通常の駆動パターンによ
る水平転送クロックHφは水平ブランキング期間40以
外のときに出力され、この水平転送クロックHφによっ
て、水平シフトレジスタ14は信号電荷を順次出力部1
5に転送する。なお、水平ブランキング期間40では、
垂直転送クロックによって垂直シフトレジスタ13が駆
動され、1行分の信号電荷が水平シフトレジスタ14に
転送される。
【0028】いわゆるSN比の概念に基づけば、評価す
べき信号SA のレベルをA1 とすると、評価すべき信号
SA に対するノイズSN の割合はN/A1 となる。
べき信号SA のレベルをA1 とすると、評価すべき信号
SA に対するノイズSN の割合はN/A1 となる。
【0029】上記のような本実施の形態に係る駆動装置
およびそれによる駆動方法によって、m行分の信号電荷
を垂直シフトレジスタ13から水平シフトレジスタ14
に転送する期間に相当する時間に亘って水平転送クロッ
クHφを停止した場合のA1は、従来の蓄積を行わなか
った図7(C)に示したような場合の信号SA のレベル
をA0 とすると、そのA0 の約m倍となり、評価すべき
信号SA に対するノイズSN の割合は通常時の約1/m
となる。例えば、mが100のときは、評価すべき信号
SA に対するノイズSN の割合は従来のA0 の約1/1
00となる。このように、本来評価すべき信号SA 内の
ノイズSN の割合を飛躍的に低減させることが可能とな
る。さらには、蓄積タイミング領域101(信号電荷の
蓄積部分のタイミングに対応した仮想的な領域)および
出力ライン(蓄積された信号電荷の出力タイミングに対
応した仮想的な水平ライン)102を、図9に示したよ
うに実効画素領域100に重ならせることなく、図8に
示したように実効画素領域100の外側に配置すること
が可能となる。
およびそれによる駆動方法によって、m行分の信号電荷
を垂直シフトレジスタ13から水平シフトレジスタ14
に転送する期間に相当する時間に亘って水平転送クロッ
クHφを停止した場合のA1は、従来の蓄積を行わなか
った図7(C)に示したような場合の信号SA のレベル
をA0 とすると、そのA0 の約m倍となり、評価すべき
信号SA に対するノイズSN の割合は通常時の約1/m
となる。例えば、mが100のときは、評価すべき信号
SA に対するノイズSN の割合は従来のA0 の約1/1
00となる。このように、本来評価すべき信号SA 内の
ノイズSN の割合を飛躍的に低減させることが可能とな
る。さらには、蓄積タイミング領域101(信号電荷の
蓄積部分のタイミングに対応した仮想的な領域)および
出力ライン(蓄積された信号電荷の出力タイミングに対
応した仮想的な水平ライン)102を、図9に示したよ
うに実効画素領域100に重ならせることなく、図8に
示したように実効画素領域100の外側に配置すること
が可能となる。
【0030】その結果、本実施の形態によれば、固体撮
像素子の検査のための測定において精度を飛躍的に向上
させることができると共に、実効画素による通常の画像
を撮像した信号を、全く支障なく出力することができ
る。
像素子の検査のための測定において精度を飛躍的に向上
させることができると共に、実効画素による通常の画像
を撮像した信号を、全く支障なく出力することができ
る。
【0031】また、そのようにして出力された信号に基
づいて、検査対象の固体撮像素子における欠陥の有無の
検知や、欠陥が発生していた場合にはその発生位置の特
定などを高精度に行うことが可能となると共に、通常の
撮像機能を支障なく達成することが可能となる。
づいて、検査対象の固体撮像素子における欠陥の有無の
検知や、欠陥が発生していた場合にはその発生位置の特
定などを高精度に行うことが可能となると共に、通常の
撮像機能を支障なく達成することが可能となる。
【0032】なお、上記のような検査を行った結果、欠
陥を有する受光画素が評価装置31等によって検知され
た場合には、その欠陥受光画素を有する固体撮像素子で
実際の撮像を行う際などに、欠陥を有する受光画素から
出力される信号を、固体撮像素子から出力される信号の
中からキャンセルする(選択して除外する)ことによ
り、ブルーミングやスミアなどの撮像欠陥を解消あるい
は克服することなども可能である。
陥を有する受光画素が評価装置31等によって検知され
た場合には、その欠陥受光画素を有する固体撮像素子で
実際の撮像を行う際などに、欠陥を有する受光画素から
出力される信号を、固体撮像素子から出力される信号の
中からキャンセルする(選択して除外する)ことによ
り、ブルーミングやスミアなどの撮像欠陥を解消あるい
は克服することなども可能である。
【0033】本実施の形態に係る固体撮像素子の駆動方
法および駆動装置は、特に、微小な暗信号を評価する場
合のように、評価すべき信号に対するノイズの割合が大
きい場合などに、特に効果的である。また、本実施の形
態によれば、従来のアベレージング処理のように測定時
間が増大することがなく、駆動パターンの変更が容易で
あることから、精度が重要視され、大量の固体撮像素子
に対する評価を行わなければならない生産選別肯定など
において、極めて実用的であり、有効なものである。
法および駆動装置は、特に、微小な暗信号を評価する場
合のように、評価すべき信号に対するノイズの割合が大
きい場合などに、特に効果的である。また、本実施の形
態によれば、従来のアベレージング処理のように測定時
間が増大することがなく、駆動パターンの変更が容易で
あることから、精度が重要視され、大量の固体撮像素子
に対する評価を行わなければならない生産選別肯定など
において、極めて実用的であり、有効なものである。
【0034】これに対し、従来のような駆動方法あるい
は駆動装置による出力信号のゲインアップやアベレージ
ング処理を行った場合では、評価すべき信号と共にノイ
ズも増大するので、精度を改善することは困難ある。
は駆動装置による出力信号のゲインアップやアベレージ
ング処理を行った場合では、評価すべき信号と共にノイ
ズも増大するので、精度を改善することは困難ある。
【0035】なお、本発明の態様は、上記のような一実
施の形態のみには限定されないことは言うまでもない。
例えば、CCD撮像素子としてはインターライン型のみ
には限定されず、その他にも、例えばフレームトランス
ファ型やフレームインターライントランスファ型のCC
D撮像素子などの場合にも適用可能である。
施の形態のみには限定されないことは言うまでもない。
例えば、CCD撮像素子としてはインターライン型のみ
には限定されず、その他にも、例えばフレームトランス
ファ型やフレームインターライントランスファ型のCC
D撮像素子などの場合にも適用可能である。
【0036】また、蓄積タイミング領域101および出
力ライン102は、OB領域103などに設けるように
してもよい。
力ライン102は、OB領域103などに設けるように
してもよい。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし3
のいずれかに記載の固体撮像素子の駆動方法または請求
項4ないし6のいずれかに記載の固体撮像素子の駆動装
置によれば、受光画素のうちの実効画素の信号電荷を水
平シフトレジスタに転送するタイミング以外の、垂直ブ
ランキング期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素の信
号電荷を水平シフトレジスタに転送する期間のうち、少
なくともいずれか一つの期間に所定の複数行分の信号電
荷を水平シフトレジスタによる信号電荷の転送を停止し
て、その期間中に受光画素に信号電荷を蓄積させて出力
するようにしたので、その出力のタイミングが、撮像有
効画面内の受光画素からの信号電荷の出力を行うタイミ
ングと重なることを回避して、撮像有効画面内の受光画
素からの信号電荷の読み出しや検査が支障なく行なうこ
とができるようになり、その結果、検査時などに信号電
荷の蓄積およびその出力を行って受光画素の欠陥検査や
機能評価の精度を向上することができると共に、信号電
荷の読み出しや検査を行うことができなくなることを解
消することができるという効果を奏する。
のいずれかに記載の固体撮像素子の駆動方法または請求
項4ないし6のいずれかに記載の固体撮像素子の駆動装
置によれば、受光画素のうちの実効画素の信号電荷を水
平シフトレジスタに転送するタイミング以外の、垂直ブ
ランキング期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素の信
号電荷を水平シフトレジスタに転送する期間のうち、少
なくともいずれか一つの期間に所定の複数行分の信号電
荷を水平シフトレジスタによる信号電荷の転送を停止し
て、その期間中に受光画素に信号電荷を蓄積させて出力
するようにしたので、その出力のタイミングが、撮像有
効画面内の受光画素からの信号電荷の出力を行うタイミ
ングと重なることを回避して、撮像有効画面内の受光画
素からの信号電荷の読み出しや検査が支障なく行なうこ
とができるようになり、その結果、検査時などに信号電
荷の蓄積およびその出力を行って受光画素の欠陥検査や
機能評価の精度を向上することができると共に、信号電
荷の読み出しや検査を行うことができなくなることを解
消することができるという効果を奏する。
【0038】また、請求項3記載の固体撮像素子の駆動
方法または請求項6記載の固体撮像素子の駆動装置によ
れば、上記のようにして固体撮像素子を駆動することに
よって出力された信号電荷を解析して得られた結果に基
づいて、その固体撮像素子における欠陥を有する受光画
素を検出し、その検出以降は、欠陥を有する受光画素か
ら出力される信号電荷をキャンセルするようにしたの
で、欠陥を有する受光画素の存在に起因した撮像有効画
面全体の撮像品質の低下あるいは欠陥を克服することが
できると共に、一般的な画像を撮像する通常の機能を果
たすことができるという効果を奏する。
方法または請求項6記載の固体撮像素子の駆動装置によ
れば、上記のようにして固体撮像素子を駆動することに
よって出力された信号電荷を解析して得られた結果に基
づいて、その固体撮像素子における欠陥を有する受光画
素を検出し、その検出以降は、欠陥を有する受光画素か
ら出力される信号電荷をキャンセルするようにしたの
で、欠陥を有する受光画素の存在に起因した撮像有効画
面全体の撮像品質の低下あるいは欠陥を克服することが
できると共に、一般的な画像を撮像する通常の機能を果
たすことができるという効果を奏する。
【図1】本発明の一実施の形態に係る固体撮像素子の駆
動方法および駆動装置が適用される固体撮像素子の測定
システムを構成を示すブロック図である。
動方法および駆動装置が適用される固体撮像素子の測定
システムを構成を示すブロック図である。
【図2】図1におけるCCD撮像素子の概要構成を模式
的に示した図である。
的に示した図である。
【図3】図1における駆動装置の概要構成の一例を示し
たブロック図である。
たブロック図である。
【図4】図1における駆動装置の構成の他の一例を示し
たブロック図である。
たブロック図である。
【図5】図1における駆動装置の構成の更に他の一例を
示したブロック図である。
示したブロック図である。
【図6】本実施の形態における測定用駆動パターンとそ
れによる作用を説明するための図である。
れによる作用を説明するための図である。
【図7】本実施の形態との比較のために、従来の一般的
な測定用駆動パターンとそれによる作用を説明するため
の図である。
な測定用駆動パターンとそれによる作用を説明するため
の図である。
【図8】本発明の一実施の形態に係る固体撮像素子の駆
動方法および駆動装置によって信号電荷の蓄積部分のタ
イミングを実効画素の領域外に配置した状態を模式的に
示した図である。
動方法および駆動装置によって信号電荷の蓄積部分のタ
イミングを実効画素の領域外に配置した状態を模式的に
示した図である。
【図9】本発明の一実施の形態に対する比較例として、
信号電荷の蓄積部分のタイミングが実効画素の領域に重
なった状態を模式的に示した図である。
信号電荷の蓄積部分のタイミングが実効画素の領域に重
なった状態を模式的に示した図である。
10…CCD撮像素子、11…受光画素、12…読み出
しゲート、13…垂直シフトレジスタ、14…水平シフ
トレジスタ、15…出力部、20…駆動装置、21…パ
ターン設定部、22…パターン作成部、23,26,2
8…パターン出力部、24,27…パターン記憶部、2
5…パターン選択部。
しゲート、13…垂直シフトレジスタ、14…水平シフ
トレジスタ、15…出力部、20…駆動装置、21…パ
ターン設定部、22…パターン作成部、23,26,2
8…パターン出力部、24,27…パターン記憶部、2
5…パターン選択部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA09 AB01 BA13 DB09 5C024 CX51 CY44 GY04 GY05 HX02 HX57 JX43 JX44 5C061 BB02 BB07 CC01
Claims (6)
- 【請求項1】 行列状に配列された複数の受光画素で得
られた信号電荷を1行分ずつ水平シフトレジスタに転送
し、水平シフトレジスタによって前記信号電荷を水平転
送クロックに基づいたタイミングで順次出力部に転送す
る固体撮像素子の駆動方法であって、 前記受光画素のうちの実効画素の信号電荷を水平シフト
レジスタに転送するタイミング以外の、垂直ブランキン
グ期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素の信号電荷を
水平シフトレジスタに転送する期間のうち、少なくとも
いずれか一つの期間に、所定の複数行分の信号電荷を水
平シフトレジスタによる信号電荷の転送を停止して、そ
の期間に前記受光画素に信号電荷を蓄積させて出力する
ことを特徴とする固体撮像素子の駆動方法。 - 【請求項2】 前記固体撮像素子を駆動することによっ
て出力された信号電荷を解析して得られた結果に基づい
て、前記固体撮像素子における欠陥を有する受光画素を
検出することを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子
の駆動方法。 - 【請求項3】 前記固体撮像素子を駆動することによっ
て出力された信号電荷を解析して得られた結果に基づい
て、前記固体撮像素子における欠陥を有する受光画素を
検出し、その検出以降、前記欠陥を有する受光画素から
出力される信号電荷をキャンセルすることを特徴とする
請求項1記載の固体撮像素子の駆動方法。 - 【請求項4】 行列状に配列された複数の受光画素で得
られた信号電荷を1行分ずつ水平シフトレジスタに転送
し、水平シフトレジスタによって前記信号電荷を水平転
送クロックに基づいたタイミングで順次出力部に転送す
る固体撮像素子を駆動する駆動装置であって、 前記受光画素のうちの実効画素の信号電荷を水平シフト
レジスタに転送するタイミング以外の、垂直ブランキン
グ期間、垂直OB期間、垂直不問有効画素の信号電荷を
水平シフトレジスタに転送する期間のうち、少なくとも
いずれか一つの期間に、所定の複数行分の信号電荷を水
平シフトレジスタによる信号電荷の転送を停止させてそ
の期間に前記受光画素に信号電荷を蓄積させて出力させ
るように前記固体撮像素子を駆動することを特徴とする
固体撮像素子の駆動装置。 - 【請求項5】 前記固体撮像素子を駆動することによっ
て出力された信号電荷を解析して得られた結果に基づい
て、前記固体撮像素子における欠陥を有する受光画素を
検出することを特徴とする請求項4記載の固体撮像素子
の駆動装置。 - 【請求項6】 前記固体撮像素子を駆動することによっ
て出力された信号電荷を解析して得られた結果に基づい
て、前記固体撮像素子における欠陥を有する受光画素を
検出し、その検出以降、前記欠陥を有する受光画素から
出力される信号電荷をキャンセルすることを特徴とする
請求項4記載の固体撮像素子の駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000397741A JP2002199286A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 固体撮像素子の駆動方法および駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000397741A JP2002199286A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 固体撮像素子の駆動方法および駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002199286A true JP2002199286A (ja) | 2002-07-12 |
Family
ID=18862832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000397741A Pending JP2002199286A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 固体撮像素子の駆動方法および駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002199286A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007036461A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Fujifilm Holdings Corp | 固体撮像素子のノイズ発生源特定方法 |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397741A patent/JP2002199286A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007036461A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Fujifilm Holdings Corp | 固体撮像素子のノイズ発生源特定方法 |
JP4522337B2 (ja) * | 2005-07-25 | 2010-08-11 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子のノイズ発生源特定方法 |
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