JP2004140714A

JP2004140714A - 固体撮像素子検査方法、検査装置

Info

Publication number: JP2004140714A
Application number: JP2002305251A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Yamaguchi; 山口　利朗
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】高精度に固体撮像素子の良品、不良品の判定を行うことを課題とする。
【解決手段】固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
【選択図】　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の良品、不良品を判定する検査方法及び検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子は、多数の画素が平面格子状に形成されているが、製造上各画素に開口むら、エッチングむら、フィルタの染色むらなどが生じ、固体撮像素子の全受光面において均一な受光特性を持たせることが困難である。これにより局所的な色むら、あるいは広範囲にわたっての色シェーディングが問題となる。
【０００３】
従来このような色むら、色シェーディングの検査方法として、全受光面をｘ×ｙにブロック分割して、各エリア間での色差データの最大値、最小値を求め、最大値−最小値データの大小で良品、不良品を判断する手法があった。
【０００４】
また他の色シェーディングの検査方法として、テストオペレーターによる基準画像目視比較による目視評価で良品、不良品を判断する手法もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
全受光面を（ｘ×ｙ）にブロック分割検査方法では、多くの領域を測定し、多くのデータを処理する必要があるため、検査時間が長くなっていた。また、使用する色差データ、計算式が人の色に対する感性に対して定量化されていないこと、広い領域の色むら、色シェーディングを考慮していないことなどにより、人の視覚特性に合致しないことが多々あった。
【０００６】
また、テストオペレーターが目視検査を行う方法では、同一のオペレーターが長時間検査を行った際に、検査結果にばらつきが生じてしまう可能性がある。さらにテストオペレーターが変わった場合には、個々による検査の差が生じてしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法を提供する。
【０００８】
また、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心から周辺端部へ延びる全画素長の１０％以上５０％以下の長さを含む単一領域あるいは複数領域の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法を提供する。
【０００９】
また、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含まない複数の領域間の色ベクトル値により固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法を提供する。
【００１０】
また、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法を提供する。
【００１１】
また、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査装置を提供する。
【００１２】
また、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心から周辺端部へ延びる全画素長の１０％以上５０％以下の長さを含む単一領域あるいは複数領域の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査装置を提供する。
【００１３】
さらに、固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含まない複数の領域間の色ベクトル値により固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態による色むら・色シェーディング検査装置の構成を示すブロック図、図２、図３、図４、図５、図８は本発明の実施形態による画像データの測定領域、図６は本発明の一実施形態による色むら・色シェーディング検査のフローチャートである。
【００１５】
まず、図１の各部の機能を説明する。１０は検査対象に均一な面の光を発生させる光源。２０は色むら・色シェーディング検査対象である固体撮像装置、本実施例ではデジタルスチルカメラで、内部の機能を詳述すると、２２は光を電気信号へ換する固体撮像素子、本実施例ではＣＣＤ、２１は光源１０からの光をＣＣＤ２２へ集光するレンズ、２３はＣＣＤ２２から出力されるアナログ映像信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換回路、２４はデジタルに変換された画像データを記憶する画像メモリ、２５は固体撮像装置を制御する制御手段ＣＰＵ、２６は外部に画像データの送信を行う通信回路、から構成されている。
【００１６】
３０はデジタルスチルカメラ２０の検査を行う色むら・色シェーディング検査装置で、内部の機能を詳述すると、３１はデジタルスチルカメラ２０の画像データを取り込む通信回路、３２は通信回路３１で取り込んだ画像データを記憶する画像メモリ、３３は画像データの色むら度・色シェーディング度を数値化する演算手段、３４は数値化された値の合格・不合格を判断する判定手段で、本実施例では３３、３４、３５はＣＰＵ３６上のソフトウェアで各機能を実現している。
【００１７】
次に、本発明の実施形態の流れを図６のフローチャートを使って説明する。まず検査対象であるデジタルスチルカメラ２０で光源１０の均一な面の光を撮影する。（Ｓ１０２）均一な面の光は前述したように、レンズ２１、ＣＣＤ２２、Ａ／Ｄ変換２３を通じてデジタル信号に変換され、画像メモリに蓄積、通信回路２６，３１を経て最終的に検査装置３０の画像メモリ３２に画像データとして蓄積される（Ｓ１０３）。なお、Ａ／Ｄ変換回路２３は検査装置３０の内部に持っても構わない。次に画像データの色むら・色シェーディング度合いを数値化するために指定領域の色差値から色ベクトル値を計算するのだが、本発明はこの指定領域の設定方法に人の色むら・色シェーディングに対する主観特性と相関を持たせたことと、デジタルスチルカメラのホワイトバランス制御に相関を持たせたを特徴とする。図２、図３、図４、図５、図８は、指定領域設定方法の実施例である。
【００１８】
図２は、検査装置の測定領域として、画像データの座標中心（図２中の×印）を含む領域と座標中心を含まない領域を設定する方法の一実施例である。この方法の利点は、デジタルスチルカメラ等では最も撮影したい被写体を画面中心に置く傾向があるため、画面の中心部を含む領域でホワイトバランス調整を行うのが通常である。したがって画像処理後の色むら・色シェーディングを測定する場合には、座標中心を含む領域と比較した方がより画像に対して相関が取れることになる。
【００１９】
図３、図４は、検査装置の測定領域として、画像データの座標中心から周辺端部に放射状に延びる全ピクセル長の１０％以上５０％以下の長さを含む単領域あるいは複数領域を設定する方法の一実施例である。すなわち、図３中の１０％≦ｒ_１／Ｒ_１≦５０％、図４中の１０％≦ｒ_２／Ｒ_２≦５０％となるような領域を指定する。この方法の利点は、人の色むら・色シェーディングに対する主観特性と相関を持たせるために適切な広さの領域設定を行ったところにある。
【００２０】
図７は測定領域の適切な広さを決定する際に行ったパネルテストのデータである。テストは無作為に２０人を選び行った。テストは、様々な実写画像１０枚に対して、図３のＡ１領域の位置に色むらを付けてｒ_１／Ｒ_１比の領域を大きくしていった時に、何％で色付きを感じるかという方法で行った。図８のｘ軸は、ｒ_１／Ｒ_１の％、ｙ軸は色付きを感じたのべ人数を表し、棒グラフは各％の人数、折れ線グラフは各％以下のトータル人数を表している。図８のグラフから分かるように１０％で色付きを感じる人がピークになり、５０％以下でほとんどの人が色付きを感じている。この結果より人の色むら・色シェーディングに対する主観特性と相関を持たせるための適切な広さは、１０％≦ｒ_ｎ／Ｒ_ｎ≦５０％とした。
【００２１】
図５は、各領域のｒ_ｎ／Ｒ_ｎを１０％≦ｒ_ｎ／Ｒ_ｎ≦５０％とし、かつ座標中心を含まない領域を複数設定した一実施例で、左右の端部に複数の領域を設定している。デジタルスチルカメラでは、図２の説明で述べたように通常座標中心を含む領域でホワイトバランスを取るため、座標中心を含む領域と含まない領域を設定する必要があるが、さらに座標中心を含まない領域間の色ベクトルを求めるとより人の色むら・色シェーディングに対する主観特性と相関を持たせる事が可能となる。例えば図５のＡ１，Ｆ１，Ｂ１の色ベクトル方向とＣ１，Ｇ１，Ｄ１色ベクトル方向が相反する方向になる場合、人はより色付きを感じる傾向にあるからである。
【００２２】
図８は、図２と図５両方を併せ持つ領域設定で、この領域設定で図６フローチャートの説明を続ける。領域設定を行った後、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの色ベクトル値を求める（Ｓ１０４）。本実施例ではデジタルスチルカメラから取り込むデータをＪＰＥＧ画像として演算している。各領域のベクトル値は、図２で説明したように中心座標を含む領域Ｚに対しての色ベクトル値とし、演算式は、各領域のＣｒの積分値をＣｒ（領域）、Ｃｂの積分値をＣｂ（領域）とすると、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの領域Ｚに対する色ベクトル値Ｃ（領域）は
Ｃ（Ａ）＝√（（Ｃｒ（Ａ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ａ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）
Ｃ（Ｂ）＝√（（Ｃｒ（Ｂ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｂ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）
Ｃ（Ｃ）＝√（（Ｃｒ（Ｃ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｃ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）
Ｃ（Ｄ）＝√（（Ｃｒ（Ｄ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｄ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）
Ｃ（Ｅ）＝√（（Ｃｒ（Ｅ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｅ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）
Ｃ（Ｆ）＝√（（Ｃｒ（Ｆ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｆ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）
とし、フローチャートＳ１０５で各領域の色ベクトル値が規定値以下であるか判断する。各領域の色ベクトル値が規格値以上であった場合、検査不合格と判定する（Ｓ１０８）。規格値以下であった場合、次の左右領域検査工程に進む（Ｓ１０６）。
【００２３】
Ｓ１０６では領域Ａ，Ｂ，Ｃと領域Ｄ，Ｅ，Ｆ間の色ベクトル値を演算する。演算式は、
Ｃ（ＬＲ）＝√（（（Ｃｒ（Ａ）＋Ｃｒ（Ｂ）＋Ｃｒ（Ｃ））−（Ｃｒ（Ｄ）＋Ｃｒ（Ｅ）＋Ｃｒ（Ｆ））＾２
＋（（Ｃｂ（Ａ）＋Ｃｂ（Ｂ）＋Ｃｂ（Ｃ））−（Ｃｂ（Ｄ）＋Ｃｂ（Ｅ）＋Ｃｂ（Ｆ））＾２）
とし、Ｓ１０７で領域Ａ，Ｂ，Ｃと領域Ｄ，Ｅ，Ｆ間の色ベクトル値が規定値以下であるか判断する。規格値以上であった場合、検査不合格と判定し（Ｓ１０８）、規格値以下であった場合検査合格とする。なお、上記の演算式は、色差値のみで輝度を考慮していないが、輝度が落ちると人は色付き度合いを大きく感じる傾向にあるため、上記の演算式に輝度値を加えた
Ｃ（Ａ）＝√（（Ｃｒ（Ａ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ａ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）／Ｙ（Ａ）
Ｃ（Ｂ）＝√（（Ｃｒ（Ｂ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｂ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）／Ｙ（Ｂ）
Ｃ（Ｃ）＝√（（Ｃｒ（Ｃ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｃ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）／Ｙ（Ｃ）
Ｃ（Ｄ）＝√（（Ｃｒ（Ｄ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｄ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）／Ｙ（Ｄ）
Ｃ（Ｅ）＝√（（Ｃｒ（Ｅ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｅ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）／Ｙ（Ｅ）
Ｃ（Ｆ）＝√（（Ｃｒ（Ｆ）−Ｃｒ（Ｚ））＾２＋（Ｃｂ（Ｆ）−Ｃｂ（Ｚ））＾２）／Ｙ（Ｆ）
Ｃ（ＬＲ）＝√（（（Ｃｒ（Ａ）／Ｙ（Ａ）＋Ｃｒ（Ｂ）／Ｙ（Ｂ）＋Ｃｒ（Ｃ）／Ｙ（Ｃ））
−（Ｃｒ（Ｄ）／Ｙ（Ｄ）＋Ｃｒ（Ｅ）／Ｙ（Ｅ）＋Ｃｒ（Ｆ）／Ｙ（Ｆ））＾２
＋（（Ｃｂ（Ａ）／Ｙ（Ａ）＋Ｃｂ（Ｂ）／Ｙ（Ｂ）＋Ｃｂ（Ｃ）／Ｙ（Ｃ）
−（Ｃｂ（Ｄ）／Ｙ（Ｄ）＋Ｃｂ（Ｅ）／Ｙ（Ｅ）＋Ｃｂ（Ｆ）／Ｙ（Ｆ））＾２）
とすると、より人の色むら・色シェーディングに対する主観特性に相関を持たせることが可能となる。
【００２４】
なお、本実施例では固体撮像装置の色むら・色シェーディング検査装置としているが、固体撮像子の色むら・色シェーディング検査装置にも好適である。
【００２５】
以上説明した通り本実施の形態によれば、人の色むら・色シェーディングに対する主観特性に合わせた領域設定、演算式にすることにより、より主観評価における画質妨害度と相関の取れた色むら・色シェーディング検査装置を提供することが可能となる。また、測定領域の広さ、測定領域の数を最小限に設定できるために、色むら・色シェーディング検査の効率化も可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、より正確に固体撮像素子の良品、不良品の判別が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る色むら・色シェーディング検査装置の機能ブロック図である。
【図２】本実施の形態の測定領域を示す領域図である。
【図３】本実施の形態の測定領域を示す領域図である。
【図４】本実施の形態の測定領域を示す領域図である。
【図５】本実施の形態の測定領域を示す領域図である。
【図６】本実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態の領域設定の際に行ったパネルテストのグラフである。
【図８】本実施の形態の測定領域を示す領域図である。
【符号の説明】
１０　光源
２０　デジタルスチルカメラ
２１　レンズ
２２　ＣＣＤ
２３　Ａ／Ｄ変換回路
２４　画像メモリ
２５　ＣＰＵ
２６　通信回路
３０　色むら、色シェーディング検査装置
３１　通信回路
３２　画像メモリ
３３、３４、３５　ＣＰＵ

Claims

固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
請求項１において、座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル演算式に輝度値を加え演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする検査方法。
固体撮像素子から出力される画像データの座標中心から周辺端部へ延びる全画素長の１０％以上５０％以下の長さを含む単一領域あるいは複数領域の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
請求項３において、色ベクトル演算式に輝度値を加え演算し、予め設定された規格値と比較して固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含まない複数の領域間の色ベクトル値により固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査方法。
固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含む領域と座標中心を含まない領域間の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して、固体撮像素子の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
固体撮像素子から出力される画像データの座標中心から周辺端部へ延びる全画素長の１０％以上５０％以下の長さを含む単一領域あるいは複数領域の色ベクトル値を演算し、予め設定された規格値と比較して固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査装置。
固体撮像素子から出力される画像データの座標中心を含まない複数の領域間の色ベクトル値により固体撮像素子および固体撮像装置の良品、不良品を判定することを特徴とする固体撮像素子の検査装置。