JP2004056395A - 固体撮像素子の検査方法および検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】固体撮像素子の欠陥の一つである点滅白点を検査するための検査方法および検査プログラムを提供する。
【解決手段】ステップＳ１０２では、固体撮像素子によって撮像された画像のデータから白点画素を抽出してメモリＡへ格納し、ステップＳ１０５では、固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから白点画素を抽出してメモリＢへ格納し、ステップＳ１０６では、メモリＡに格納された白点画素のデータとメモリＢに格納された白点画素のデータとを比較演算し、比較演算の結果を“ＯＫ”または“ＮＧ”して出力する。比較演算の結果、白点画素が見つからなかった場合には、ステップＳ１０８でメモリＢに格納されたデータをメモリＡへ格納し、ステップＳ１０３からステップＳ１０６を所定回数繰り返し行う。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の白点欠陥を検査するための検査方法および検査プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子としてのＣＣＤ（電荷結合素子）を利用したＣＣＤカメラにおいては、レンズを通して入射した外光は、多数の受光素子を平面内にマトリックス状に配列して形成されたＣＣＤで受光される。各受光素子は、それぞれの位置座標における受光量に応じた大きさのアナログ信号を出力する。
【０００３】
ＣＣＤの各受光素子の出力は走査されて一つずつ順次Ａ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換された後に信号処理回路へ供給される。信号処理回路は、ディジタル信号を表示信号に変換し表示器に供給する。その結果、表示器の画面には、センサーマトリックスと１対１で対応する画像が表示されることになる。
【０００４】
ところが、ＣＣＤを構成する多数の受光素子の中には、所定のレベルの電子信号を発生しない欠陥品が含まれることが確率的に避けられず、このような欠陥品の受光素子に対応する表示画面上の画素は正常の輝度を持たないいわゆる欠陥画素となる。
【０００５】
欠陥画素の問題として、白点の発生がある。白点欠陥は、入射光量に対して所定以上の大きさの電気信号を出力するものであり、正常な画素より輝度が強く明るくなることから、いわゆる白点と呼ばれている。白点欠陥の発生は、主にＣＣＤを構成するシリコンの格子欠陥が原因となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、白点欠陥は常時点灯しているため、目視や画像処理などによって簡単に検査することが可能である。ところが、ごく稀に瞬間的や周期的に点滅するような白点欠陥が発生することがある。このような点滅白点の検査方法については、従来提案されていない。
【０００７】
そこで、本発明では、上記のように固体撮像素子の欠陥の一つである点滅白点を検査するための検査方法および検査プログラムを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体撮像素子の検査方法は、固体撮像素子によって撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、記憶部の第１の領域に格納する第１ステップと、固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、記憶部の第２の領域へ格納する第２ステップと、記憶部の第１の領域に格納された白点画素のデータと記憶部の第２の領域に格納された白点画素のデータとを比較演算する第３ステップと、比較演算の結果を出力する第４ステップとを含み、比較演算の結果、白点画素が見つからなかった場合に、記憶部の第２の領域に格納されたデータを記憶部の第１の領域へ格納し、第２ステップから第４ステップを所定回数繰り返し行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、固体撮像素子によって撮像された画像のデータから抽出した白点画素のデータと、固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから抽出した白点画素のデータとを比較演算することで、点滅する白点画素が検出される。
【００１０】
上記本発明の固体撮像装置の検査方法は、固体撮像素子によって撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、記憶部の第１の領域に格納する第１ステップと、固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、記憶部の第２の領域へ格納する第２ステップと、記憶部の第１の領域に格納された白点画素のデータと記憶部の第２の領域に格納された白点画素のデータとを比較演算する第３ステップと、比較演算の結果を出力する第４ステップとをコンピュータに実行させ、さらにこのコンピュータに、比較演算の結果、白点画素が見つからなかった場合に、記憶部の第２の領域に格納されたデータを記憶部の第１の領域へ格納し、第２ステップから第４ステップを所定回数繰り返し行わせるための固体撮像素子の検査プログラムの実行により実現可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査装置のブロック図である。
図１において、本実施形態における固体撮像素子の検査装置は、ＣＣＤ１を駆動するＣＣＤドライバ２、ＣＣＤ１からのアナログ信号をデジタル処理する信号処理部３、信号処理部３によってデジタル処理された画像データを記憶する記憶部４、記憶部４に記憶された画像データに基づいて各種演算を行う演算部５、これら各部を制御する制御部６、および制御部６への指示や制御部６からの出力の表示等を行うインターフェイス部７を備える。
【００１２】
ＣＣＤ１は、実際に検査を行う対象としての固体撮像素子である。
ＣＣＤドライバ２は、ＣＣＤ１を動作させるために、ＣＣＤ１に対して制御クロックやバイアス等を与えるものである。
【００１３】
信号処理部３は、ＣＣＤ１からの出力（アナログ信号）を増幅してデジタル信号へ変換するものである。
記憶部４は、信号処理部３によってデジタル信号へ変換された後の画像データを記憶するものであって、１フィールド（画像）ごとに画像データを記憶するため、複数の記憶領域（メモリＡ，メモリＢ）を備える。
【００１４】
演算部５は、記憶部４に格納されている画像データから白点画素の抽出処理や、記憶部４の異なる領域に格納されている白点画素が抽出されたデータの比較演算処理等を行う。
【００１５】
制御部６は、ＣＣＤドライバ２、信号処理部３、記憶部４および演算部５の各ブロックを制御する。例えば、検査条件に応じた制御クロックやバイアスを出力するようにＣＣＤドライバ２に命令したり、演算部５に対して画像処理の命令を出したりする。
【００１６】
インターフェイス部７は、パーソナルコンピュータなどの端末により構成される。インターフェイス部７は、制御部６と情報のやり取りを行い、検査状況や検査結果などの情報の表示や、検査条件の変更や検査方法の入力等を行う。
【００１７】
以下、上記構成の検査装置によるＣＣＤ１の検査手順について説明する。図２は図１の検査装置によるＣＣＤ１の検査フローを示している。
【００１８】
ステップＳ１０１では、ＣＣＤドライバ２によって駆動されたＣＣＤ１によって撮像され、信号処理部３によってデジタル信号化された画像データをメモリＡに格納する。
【００１９】
ステップＳ１０２では、演算部５が、メモリＡから画像データを取り出し、白点画素の抽出処理を行う。ここで、図３を用いて演算部５による白点画素の抽出処理の詳細について説明する。図３（ａ）は取り込み画像の例を示す図、（ｂ）はＸ−Ｘ’間の画素レベルの波形を示す図である。演算部５は、図３（ａ），（ｂ）に示すような画像データを平均化処理（本実施形態においてはメディアン処理）して同図（ｃ）に示すような画像データとする。さらに演算部５は、これらの間の差分を取ることによって、同図（ｄ）に示すような白点画素のデータを抽出し、メモリＡに格納する。
【００２０】
次のステップＳ１０３では、以下の処理を所定回数行ったかどうかのチェックを行う。なお、カウンタＮの初期値は０であり、Ｃｏｕｎｔは以下の演算処理の繰り返し数（任意に設定可能）である。ここで、Ｎ＜Ｃｏｕｎｔが成立した場合、すなわち以下の処理を所定回数行った場合には、制御部６はインターフェイス部７へ演算結果として“ＯＫ（良品）”を出力する。
【００２１】
ステップＳ１０４では、ＣＣＤドライバ２によって駆動されたＣＣＤ１によって撮像され、信号処理部３によってデジタル信号化された画像データをメモリＢに格納する。
【００２２】
ステップＳ１０５では、演算部５が、メモリＢから画像データを取り出し、白点画素の抽出処理を行い、白点画素のデータをメモリＢへ格納する。この抽出処理は、図３で説明したものと同様である。
【００２３】
ステップＳ１０６では、演算部５が、メモリＡ，Ｂに格納された白点画素のデータの比較演算を行う。この比較演算では、メモリＡに格納された白点画素のレベルとメモリＢに格納された白点画素のレベルとを比較し、ある条件を満たしたときに点滅白点が存在すると判定する。ここで、ある条件とは、点滅白点と判断する基準となるメモリＡの白点レベルとメモリＢの白点レベルとの差である。なお、この比較演算の詳細については後述する。
【００２４】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６の比較演算によって点滅白点が見つかった場合に、制御部６はインターフェイス部７へ演算結果として“ＮＧ（不良品）”を出力する。点滅白点が見つからなかった場合、ステップＳ１０８へ進む。
【００２５】
ステップＳ１０８では、メモリＢのデータをメモリＡへ格納（コピー）する。ステップＳ１０９では、カウンタＮをインクリメントし、ステップＳ１０３へ処理を戻す。
以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の手順は、コンピュータのプログラムとして実現が可能である。
【００２６】
次に、図４から図１０を用いて、上記ステップＳ１０６の比較演算処理の詳細について説明する。
【００２７】
本実施形態における点滅白点の検査では、ＣＣＤ１によって撮像された画像のデータを複数回記憶部４に格納する。例えば、図４に示すように、初めに取り込んだ画像をＡ、次に取り込んだ画像をＢ、その次に取り込んだ画像をＣ・・・とする。そして、画像Ａにおいて白点として検出された画素の白点レベルと、画像Ｂにおいて白点として検出された画素の白点レベルとを比較し、点滅白点を検出する。この演算が、上述のステップＳ１０６におけるメモリＡとメモリＢとの比較演算である。画像Ａと画像Ｂの白点レベルの比較が終わると、次は画像Ｂと画像Ｃ、その次は画像Ｃと画像Ｄという具合に順次比較演算を行う。
【００２８】
ここで、通常の白点（常時点灯）では、温度が一定であるとすると、図５に示すようにそのレベルも時間の経過に関わらず一定となる。一方、点滅白点の場合には、たとえ温度が一定であっても、図６に示すように時間の経過と共に白点レベルが大きく変動する。ところで、実際のＣＣＤ１では、その駆動によってＣＣＤ１自体の温度が図７に示すように時間の経過と共に上昇する。また、通常白点のレベルは、図８に示すようにＣＣＤ１の温度の上昇に伴って上昇する。
【００２９】
これらのことから、通常白点と点滅白点では、それぞれ図９および図１０に示すような特性の違いがあると考えられる。図９に示すように、通常白点のレベルは時間の経過と共に上昇するため、図４に示すように順次取り込んだ画像Ａ，Ｂ，Ｃ・・・では、Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜・・・のように先に取り込んだ画像よりも後に取り込んだ画像の方が白点のレベルは高いと考えられる。
【００３０】
一方、点滅白点の場合、図１０に示すように、画像Ａ，Ｂ，Ｃの白点レベルがそれぞれａ，ｂ，ｃであれば、画像Ａと画像Ｂの比較演算ではａ＞ｂという関係となるため、通常白点と区別することが可能である。ところが、画像Ｂと画像Ｃの比較演算では、ｂ＜ｃという関係となるため、通常白点と区別できない。したがって、本実施形態においては、通常ａ＞ｂのように先に取り込んだ画像の方が後に取り込んだ画像よりも白点レベルが高いもの、すなわち、点から滅への変化のみを点滅白点として検出する。
【００３１】
また、図１０に示すように、画像Ｂと画像Ｃのそれぞれの白点レベルの差ｃ−ｂは、図９に示す通常白点の場合の時間経過に伴う白点レベル差よりも大きな差となっている。また、点滅白点のレベルそのものが、通常白点のレベルよりも大きくなることもある。したがって、本実施形態の検査方法では、上記点滅レベルの検出条件に次の条件を加えることも可能である。
【００３２】
（１）白点レベルがａ＞ｂの場合であって、その差がある値以上であれば点滅白点とする。
（２）白点レベルがａ＞ｂの場合であって、ａがある値以上であれば点滅白点とする。
なお、これら以外の条件であっても、ＣＣＤ１の使用、用途や使用状況によって様々な規格を取り入れることが可能である。
【００３３】
次に、図２の検査フローの処理に要する時間を短縮するための態様について説明する。図１１は図１の検査装置による別の検査フローを示している。なお、この態様は、異なるメモリであればパラレルに処理が可能であるということが前提となっている。
【００３４】
図１１に示す検査フローでは、大まかな流れは図２の検査フローと同様であるが、ステップＳ２０３において、ＣＣＤドライバ２によって駆動されたＣＣＤ１によって撮像され、信号処理部３によってデジタル信号化された画像データを比較演算に用いるメモリＡではなくメモリＣに格納する点で異なっている。メモリＣへ一旦格納した画像データは、ステップＳ２１３においてメモリＢへ格納（コピー）し、ステップＳ２０７における次の比較演算に用いる。
【００３５】
これは画像データのメモリＣへの格納に時間を要するため、画像データのメモリＣへの格納処理をステップＳ２０４からステップＳ２１１の比較演算処理等の裏の処理としてパラレルに実行することによって、処理に要する時間を短縮するものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、固体撮像素子によって撮像された画像のデータから抽出した白点画素のデータと、固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから抽出した白点画素のデータとを比較演算することで、従来検出できなかった点滅する白点画素を検出することができる。これにより、点滅白点欠陥の存在する固体撮像素子を不良品として排除することで、欠陥のない固体撮像素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における固体撮像素子の検査装置のブロック図である。
【図２】図１の検査装置による固体撮像素子の検査フロー図である。
【図３】白点画素の抽出処理についての説明図である。
【図４】比較演算処理の概要を示す説明図である。
【図５】温度一定の場合の時間と白点レベルの関係を示す図である。
【図６】温度一定の場合の時間と点滅白点レベルの関係を示す図である。
【図７】時間と固体撮像素子の温度の関係を示す図である。
【図８】温度と白点レベルの関係を示す図である。
【図９】時間と白点レベルの関係を示す図である。
【図１０】時間と点滅白点レベルの関係を示す図である。
【図１１】図１の検査装置による別の検査フローを示す図である。
【符号の説明】
１　ＣＣＤ
２　ＣＣＤドライバ
３　信号処理部
４　記憶部
５　演算部
６　制御部
７　インターフェイス部

Claims (10)

1. 固体撮像素子によって撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、記憶部の第１の領域に格納する第１ステップと、
   前記固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、前記記憶部の第２の領域へ格納する第２ステップと、
   前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のデータと前記記憶部の第２の領域に格納された白点画素のデータとを比較演算する第３ステップと、
   前記比較演算の結果を出力する第４ステップとを含み、
   前記比較演算の結果、白点画素が見つからなかった場合に、前記記憶部の第２の領域に格納されたデータを前記記憶部の第１の領域へ格納し、前記第２ステップから第４ステップを所定回数繰り返し行うことを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
2. 前記白点画素の抽出は、前記画像データと、この画像データを平均化処理したものとの差分を取ることにより行うことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の検査方法。
3. 前記比較演算は、前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のレベルが、前記記憶部の第２の領域に格納された白点画素のレベルよりも高い場合に点滅白点が存在すると判定するものである請求項１記載の固体撮像素子の検査方法。
4. 前記比較演算は、さらに前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のレベルと前記記憶部の第２の領域に格納された白点画素のレベルとの差が所定値以上の場合に点滅白点が存在すると判定するものである請求項３記載の固体撮像素子の検査方法。
5. 前記比較演算は、さらに前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のレベルが所定値以上の場合に点滅白点が存在すると判定するものである請求項３記載の固体撮像素子の検査方法。
6. 固体撮像素子によって撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、記憶部の第１の領域に格納する第１ステップと、
   前記固体撮像素子によって次に撮像された画像のデータから白点画素を抽出し、前記記憶部の第２の領域へ格納する第２ステップと、
   前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のデータと前記記憶部の第２の領域に格納された白点画素のデータとを比較演算する第３ステップと、
   前記比較演算の結果を出力する第４ステップとをコンピュータに実行させ、
   さらにこのコンピュータに、前記比較演算の結果、白点画素が見つからなかった場合に、前記記憶部の第２の領域に格納されたデータを前記記憶部の第１の領域へ格納し、前記第２ステップから第４ステップを所定回数繰り返し行わせるための固体撮像素子の検査プログラム。
7. 前記白点画素の抽出は、前記画像データと、この画像データを平均化処理したものとの差分を取ることにより行うことを特徴とする請求項６記載の固体撮像素子の検査プログラム。
8. 前記比較演算は、前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のレベルが、前記記憶部の第２の領域に格納された白点画素のレベルよりも高い場合に点滅白点が存在すると判定するものである請求項６記載の固体撮像素子の検査プログラム。
9. 前記比較演算は、さらに前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のレベルと前記記憶部の第２の領域に格納された白点画素のレベルとの差が所定値以上の場合に点滅白点が存在すると判定するものである請求項８記載の固体撮像素子の検査プログラム。
10. 前記比較演算は、さらに前記記憶部の第１の領域に格納された白点画素のレベルが所定値以上の場合に点滅白点が存在すると判定するものである請求項８記載の固体撮像素子の検査プログラム。

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