JP2004328053A - Flaw detecting method of wide dynamic range solid-state image pickup device, pixel defect inspection device, and digital camera - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各画素に感度の異なる感光部を配置して広ダイナミックレンジで画像情報を得る固体撮像素子のキズ検出方法および画素欠陥検査装置ならびにこのキズ検出方法を適用したディジタルカメラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、電子スチルカメラまたはビデオカメラなどの撮像装置には、数十万ないし数百万個の感光部が形成される固体撮像素子が用いられている。このような固体撮像素子には、その製造工程等に起因して、入射光に反応しない感光部や、入射光がなくても異常に多い暗電流を発生する感光部が含まれていることがある。この欠陥のある感光部を有する欠陥画素は、たとえば、液晶表示などに動画表示する際にいわゆる黒キズや白キズなどとして現われる。
【0003】
そこで、従来から、固体撮像素子の欠陥画素を検査するために、固体撮像素子における感光部のキズを検出する方法および装置が知られている。特許文献1に記載の固体撮像素子の黒欠陥検出装置では、感度差のある光フィルタを用いた固体撮像素子について正確な黒欠陥検出を実現している。この黒欠陥検出において、感度差を有する複数種のフィルタについてあらかじめ決められた利得係数をそれぞれ設定し、各光フィルタに対応する受光素子の出力信号レベルに対してこの利得係数を乗じることにより、それぞれの光フィルタの感度特性がそろうようにレベル補正を行い、黒欠陥の発生している画素について欠陥レベルおよびその位置を検出することができる。
【0004】
【特許文献1】
特願2002−290837。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、固体撮像素子には、入射光に対する感度が高い主感光部、および入射光に対する感度が低い従感光部を各画素に配置して広ダイナミックレンジで撮像するものがある。たとえば、図4に示すように、主感光部は、飽和レベルが高く、多くの信号電荷を測定することができるが、被写界が明るいと飽和しやすく、高い入射光量を測定できない。一方、従感光部は、飽和しにくく、高い入射光量を測定することができるが、その飽和レベルは主感光部よりも低い。
【0006】
しかし、特許文献1に記載の黒欠陥検出装置は、上記のような広ダイナミックレンジ固体撮像素子において、各画素における主感光部および従感光部のそれぞれのキズを検出することができない。
【0007】
したがって、このような従感光部における明時欠陥を判定するとき、主感光部が飽和する入射光量付近において従感光部データを取得し、これを主感光部キズ判定と同様に閾値比較を行って従感光部キズ判定を行う方法がある。しかし、この方法は、主感光部キズの判定には適しているが、従感光部データの出力値はかなり小さく、またS/Nが低いため、正確なキズ判定を行うことができない。また、主感光部が飽和する入射光量よりもさらに大きな光量で従感光部のデータを取得し、主感光部キズ判定と同様に閾値比較を行って高いS/Nで従感光部キズ判定を行う方法があるが、主感光部キズ判定と合わせ2回分の光量調節およびデータ取り込みを要するため作業効率が悪化する。
【0008】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、広ダイナミックレンジ固体撮像素子において、各画素に配置された主感光部および従感光部のキズを判定することができるキズ検出方法および画素欠陥検査装置ならびにディジタルカメラを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、入射光を光電変換する第1の感光部と、第1の感光部より低い感度で入射光を光電変換する第2の感光部とを配して各画素を形成する固体撮像素子を用いて、第1の感光部および第2の感光部の欠陥を検査する画素欠陥検査装置は、この固体撮像素子を露光して、第1の感光部および第2の感光部から、それぞれ第1の画像信号および第2の画像信号を得る露光手段と、第1の画像信号を第1の閾値を用いて比較して、第1の感光部にキズがあるか否かを判定する第1の判定手段と、第2の画像信号を第1の感光部と第2の感光部との感度比を用いて比較して、第2の感光部にキズがあるか否かを判定する第2の判定手段とを含み、第1の判定手段の結果が、キズなし判定のときには、第2の判定手段で第2の感光部のキズの有無を判定し、キズあり判定のときには、第2の感光部にキズがあると判定することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による広ダイナミックレンジ固体撮像素子のキズ検出方法を適用した画素欠陥検査装置の実施例を詳細に説明する。
【0011】
第1の実施例として、画素欠陥検査装置10は、図1に示すように、主感光部データを所定の閾値と比較して(ステップS106)、主感光部キズなし判定(ステップS108)および主感光部キズあり判定(ステップS110)のいずれかを判定し、主感光部キズなし判定の場合には、さらに同じ画素位置の従感光部データを主感光部と従感光部との感度比を用いて主感光部データと比較して(ステップS112)、従感光部キズなし判定(ステップS114)および従感光部キズあり判定(ステップS116)のいずれかを判定し、主感光部キズあり判定の場合には、キズありと判定された主感光部のキズアドレスを記録し(ステップS115)、従感光部キズあり判定(S116)を判定して、キズありと判定された従感光部のキズアドレスを記録する(ステップS118)。
【0012】
実施例の画素欠陥検査装置10には、図2に示すように、被写界からの入射光を光学レンズ系12において取り込み、システム制御部14およびタイミングパルス発生器16で各部を制御して、この被写界像を固体撮像素子18で撮像するもので、撮像した画像を信号処理部20で信号処理して、メモリ22で記憶し、キズ検出の条件や結果などの情報を記録部24で記録する装置である。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。
【0013】
光学レンズ系12には、具体的な構成を図示しないが、レンズ、絞り調整機構、シャッタ機構、ズーム機構および自動焦点調節機構などが含まれて、所望の被写界像を取り込んで固体撮像素子18の撮像面に入射する光入射機構である。なお、以下の説明において、各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。
【0014】
システム制御部14は、本装置全体の動作を制御、統括する制御機能部である。本実施例において、システム制御部14は、図示しないが、たとえば中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)を含んでいる。
【0015】
本実施例におけるシステム制御部14は、露光の開始や信号電荷の読み出しを指示する制御信号204をタイミング発生器16に供給して露光を制御する。また、制御信号212によりメモリ22を制御して、メモリ22に記憶された主感光部データおよび従感光部データを読み出す。システム制御部14は、主感光部データおよび従感光部データを、たとえば画素ごとに検査して、主感光部および従感光部におけるキズの有無を検出する。また、キズが検出された主感光部および従感光部のキズアドレス、つまり画素位置を、制御信号214により記録部24に記録する。このとき、主感光部と従感光部とを区別してキズアドレスを記録し、このキズが主感光部および従感光部の両方に検出された場合には、両方に記録する。
【0016】
また、システム制御部14は、平面光を入射した場合の主感光部データおよび従感光部データから、主感光部と従感光部との感度比をあらかじめ測定しておくことができる。このとき、画面中心部あるいは画面全体にわたって、画素ごとに感度比を測定してもよく、また、デバイス生産上、感度比の制御性が高い場合、感度比として代表する設計値を用いてもよい。
【0017】
タイミングパルス発生器16は、本装置10を動作させる基本クロック(システムクロック)を発生する発信機を有して、たとえば、図示しないが、基本クロックをほとんど全てのブロックに供給すると共に、この基本クロックを分周して様々なタイミング信号も生成する。本実施例では特に、タイミングパルス発生器16は、システム制御部14から供給される制御信号204に基づいて固体撮像素子18を制御する制御信号206を供給する。
【0018】
固体撮像素子18は、具体的な構成は図示しないが、撮影画像の1画面を形成する撮像面を含み、この撮像面は、複数の各画素に対応する受光部を備えている。固体撮像素子18は、その撮像面に結像される被写界像を電気信号208に光電変換する機能を有し、たとえば、電荷結合素子(Charge Coupled Device:CCD)や金属酸化膜型半導体(Metal Oxide Semiconductor:MOS)等のいずれのイメージセンサでもよい。
【0019】
この撮像面において、複数の受光部は、行方向および列方向に1つおきに位置をずらして配列する、ハニカム配列を用いるとよく、また、行方向および列方向に1つおきに位置をずらして配列してもよい。本実施例では、これらの受光部のそれぞれが、高感度の受光素子である主感光部、および低感度の受光素子である従感光部を備えている。主感光部および従感光部は、入射光を受光した際に、光を受光光量に応じた信号電荷に光電変換する光センサであり、たとえば、フォトダイオードが用いられる。本実施例では、図4に示すように、主感光部は、主感光部飽和レベルで飽和する。一方、従感光部は、主感光部飽和レベルより低い従感光部飽和レベルで飽和するが、入射光量が多い、たとえばハイライト領域に達しても飽和しにくい。
【0020】
本実施例の固体撮像素子18は、制御信号206に制御されて、各感光部で光電変換によって得た信号電荷を読み出し、この信号電荷を出力回路(図示せず)においてアナログ画像信号208に変換して信号処理部20に出力する。
【0021】
信号処理部20は、アナログ画像信号に信号処理を施してディジタル画像信号に変換する機能を有し、本実施例ではアナログ・ディジタル(A/D)変換器を含んでアナログ画像信号の信号レベルを所定の量子化レベルにより量子化してディジタル画像信号に変換する。
【0022】
メモリ22は、ディジタル画像信号を書き換え可能に保存する機能を有する。本実施例では、保存するディジタル画像信号には主感光部データおよび従感光部データが含まれる。
【0023】
記録部24は、キズ検出の条件や結果などの情報214を記録する機能を有する。本実施例では、記録部24は、インターフェース(I/F)26を介して検出情報216を情報記録媒体28で記録する。情報記録媒体28は、書き込み可能なROM(Read Only Memory)でよいが、半導体メモリが搭載されたメモリカードや光磁気ディスク等の回転記録体を収容したパッケージなどを用いて、着脱可能としてもよい。
【0024】
本実施例では、情報記録媒体28は、たとえば、図3に示すように、感度比データなどのキズ検出に要した条件を記録するセクション302と、キズアドレスなどのキズ検出の結果を記録するセクション304を有する。たとえば、セクション302は、感度比をR,G,Bで表わして、それぞれ上から記録する。また、セクション302は、主感光部データや従感光部データの比較に用いた閾値などを記録してもよい。一方、セクション304におけるキズアドレスは、たとえば、キズが検出された画素位置の横方向および縦方向の座標を、キズが検出された順に上から記録する。また、セクション304は、主感光部と従感光部とのキズアドレスを分別して記録するとよい。
【0025】
次に画素欠陥検査装置10の動作を、図1のフローチャートを参照しながら説明する。操作者は本装置を操作して、まず被写界からの入射光を露光する(S102)。このとき、本装置10では、入射光が光学レンズ系12を介して、固体撮像素子18の撮像面に入射する。
【0026】
一方、システム制御部14では、露光開始を指示する制御信号204がタイミングパルス発生部16に供給され、タイミングパルス発生部16では、制御信号206が固体撮像素子18を制御して、たとえば電子シャッタが駆動して露光を開始させる。さらに、信号電荷読み出しを指示する制御信号204がタイミングパルス発生部16に供給され、タイミングパルス発生部16では、制御信号206が固体撮像素子18を制御して各感光部の信号電荷を読み出させる。本実施例では特に、露光時に主感光部出力がk[mV]となるように制御する。
【0027】
固体撮像素子18において、各感光部から読み出された信号電荷は、アナログ画像信号208として信号処理部20に供給される。アナログ画像信号208は、信号処理部20において、アナログ・ディジタル変換などの信号処理が施されてディジタル画像信号210に変換される。さらに、ディジタル画像信号210は、メモリ22に保存される(S104)。
【0028】
次に、システム制御部14において、メモリ22に保存されたディジタル画像信号210に含まれる主感光部データMain(y,x)および従感光部データSub(y,x)に基づいて、主感光部および従感光部のキズを画素ごとに検査する。これらyおよびxは、それぞれ画素位置の縦方向および横方向の座標を示す。
【0029】
まず、主感光部データを所定の閾値と比較する(S106)。たとえば、上述の出力値kを用いて、Main(y,x)/k<0.1が正の場合、主感光部はキズなし(S108)と判定し、負の場合、主感光部はキズあり(S110)と判定する。
【0030】
主感光部キズなし(S108)の場合、従感光部データをその感度比jを用いて主感光部データと比較する(S112)。たとえば、閾値εを用いて、|Sub(y,x)×j−Main(y,x)|<εが正の場合、従感光部はキズなし(S114)と判定し、負の場合、従感光部はキズあり(S116)と判定する。
【0031】
一方、主感光部キズあり(S110)の場合、その主感光部の画素位置が記録部24に記録され(S115)、さらに、従感光部データにかかわらず、従感光部はキズあり(S116)と判定される。
【0032】
さらに、従感光部キズあり(S116)である場合、主感光部のキズの有無にかかわらず、その従感光部の画素位置を記録部に記録する(S118)。
【0033】
上記の主感光部および従感光部のキズの検査がされていない画素がある場合、ステップS120において、ステップS106に戻る。また、全画素に対して検査が終了した場合、終了する。
【0034】
また、本発明では、露光(S102)において、主感光部および従感光部を異なる露光時間で露光してもよい。たとえば、図5に示すように、電子シャッタ(a)の駆動が開始してから、1回目のタイミングパルスに応じて主感光部データ読出しパルスが立ち上がり、2回目のタイミングパルスに応じて従感光部データ読出しパルスが立ち上がる。これによって、従感光部は、その露光時間が長いために、より微弱な光を検出することができる。
【0035】
第2の実施例として、画素欠陥検査装置10において、システム制御部14は、主感光部キズありと判定した場合に、さらに従感光部データを所定の閾値と比較することによって、従感光部のキズの有無を判定してもよい。たとえば、図6に示すように、主感光部キズあり判定(S110)であった場合、この主感光部のキズアドレスを記録部24に記録する(ステップS115)。次に、従感光部データを所定の閾値と比較する(ステップS604)。たとえば、上述の出力値kおよび感度比jを用いて、Sub(y,x)/k/j<0.5が正の場合、従感光部はキズなし(ステップS606)と判定し、負の場合、従感光部はキズあり(ステップS608)と判定する。従感光部キズあり判定(S608)であった場合に限り、この従感光部のキズアドレスを記録部24に記録する(ステップS610)。
【0036】
第3の実施例として、画素欠陥検査装置10において、システム制御部14は、主感光部キズなしと判定した場合に、従感光部データをその感度比を用いて比較し、さらに所定の閾値と比較して従感光部のキズの有無を判定してもよい。たとえば、図7に示すように、主感光部キズなし判定(S108)であった場合、従感光部をその感度比jを用いて主感光部データと比較して評価値Aを算出する(ステップS702)。たとえば評価値Aは、|Sub(y,x)×j−Main(y,x)|で算出される。次に、従感光部データを所定の閾値と比較して評価値Bを算出する(ステップS704)。たとえば評価値Bは、Sub(y,x)/k/jで算出される。次に、ステップ(ステップS706)において、所定の比較値αおよびβと、閾値δとを用いて、αA+βB<δが正の場合、従感光部はキズなし(S114)と判定し、負の場合、従感光部はキズあり(ステップS708)と判定する。
【0037】
また、他の実施例として、本発明のキズ検出方法は、ディジタルカメラに適用することができる。たとえば、ディジタルカメラは、図8に示すように、システム制御部50からの制御信号802に制御されて、A/D変換器52から供給されるディジタル画像信号804に対して、信号処理部54でディジタル信号処理するもので、このディジタル信号処理を施したディジタル画像信号806および808を、それぞれ記録部56および表示部58に供給する。
【0038】
本実施例では、ディジタル画像信号804には主感光部データおよび従感光部データが含まれ、信号処理部54は、画像メモリ60および80を有して、主感光部データおよび従感光部データをそれぞれ主画像信号および従画像信号として一時蓄積する。また、信号処理部54は、主画像信号を処理するホワイトバランス(WB)ゲイン部62およびガンマ(γ)変換部64、ならびに従画像信号を処理するWBゲイン部82およびγ変換部84を有する。さらに、主画像信号と従画像信号とを合成する画像加算部66を有し、また、同時化処理部68、各種補正部70、JPEG(Joint Photographic Experts Group)圧縮部72および画像縮小部74において、合成後の主画像信号を処理する。
【0039】
本実施例では特に、システム制御部50は、制御信号802により信号処理部54を制御して、画像メモリ60および80から、それぞれ、たとえば露光時の主感光部データおよび従感光部データを読み出す。さらに、上述のような実施例、すなわち図1、図6または図7に示すようなフローを実行して、読み込んだ主感光部データおよび従感光部データから主感光部および従感光部のキズを検出する。
【0040】
ここで、主感光部のキズアドレスを示す主感光部キズ補正データ、および従感光部のキズアドレスを示す従感光部キズ補正データを作成し、これらをシステム制御部50におけるROM92に格納する。システム制御部50は、これらのキズ補正データに基づいて、撮影時の主感光部データおよび従感光部データをキズ補正することができる。
【0041】
これらのキズ補正データは、露光時に毎回作成しなくてもよく、たとえば、電源を入れて最初の露光時にのみ作成してもよい。また、キズ補正データの作成において用いられる主感光部データおよび従感光部データは、露光時のデータに限らず、撮影時のデータを用いてもよい。また、各種補正部70において、これらのキズ補正データを用いて、合成後の主画像信号を補正してもよい。
【0042】
【発明の効果】
このように本発明のキズ検出方法によれば、主感光部データを所定の閾値と比較した後で、従感光部データをその感度比と比較することにより、広ダイナミックレンジ固体撮像素子に対して、主感光部および従感光部のそれぞれにキズがあるかを検出することができ、この固体撮像素子の出荷における検査に効果的に適用することができる。
【0043】
また、本発明は、従感光部における入射光量を高くしてキズ判定し、光量調節およびデータ取り込みを2回分行うことなく、高いS/Nでキズ判定を行うことができる。
【0044】
また、本発明のキズ検出方法をディジタルカメラなどに適用すると、各画素の主感光部および従感光部のそれぞれに欠陥を検出することができるため、主感光部データおよび従感光部データのそれぞれに適した補正をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキズ検出方法を適用した画素欠陥検査装置の動作手順を説明するフローチャートである。
【図2】本発明に係るキズ検出方法を適用した画素欠陥検査装置の一実施例を示すブロック図である。
【図3】図2に示す実施例の画素欠陥検査装置が有するメモリが格納するキズ検出の条件および結果を例示した図である。
【図4】図2に示す実施例の画素欠陥検査装置が有する固体撮像素子において、入射光量と、主感光部および従感光部における信号電荷量との関係を示す図である。
【図5】図2に示す実施例の画素欠陥検査装置において、従感光部の露光時間を主感光部より長くする際の、システム制御部およびタイミングパルス発生部におけるタイミングチャートである。
【図6】本発明に係るキズ検出方法を適用した画素欠陥検査装置において、第2の実施例のキズ検出方法の動作手順を説明するフローチャートである。
【図7】本発明に係るキズ検出方法を適用した画素欠陥検査装置において、第3の実施例のキズ検出方法の動作手順を説明するフローチャートである。
【図8】本発明に係るキズ検出方法を適用したディジタルカメラが有する信号処理部について詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】
10 画素欠陥検査装置
12 光学レンズ系
14 システム制御部
16 タイミングパルス発生部
18 固体撮像素子
20 信号処理部
22 メモリ
24 記録部
26 インターフェース
28 情報記録媒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flaw detection method and a pixel defect inspection apparatus for a solid-state imaging device that obtains image information in a wide dynamic range by arranging photosensitive portions having different sensitivities for each pixel, and a digital camera to which this flaw detection method is applied. .
[0002]
[Prior art]
For example, an imaging apparatus such as an electronic still camera or a video camera uses a solid-state imaging device on which hundreds of thousands to millions of photosensitive parts are formed. Such a solid-state imaging device may include a photosensitive part that does not react to incident light due to its manufacturing process or the like, or a photosensitive part that generates an abnormally large dark current without incident light. is there. The defective pixel having the defective photosensitive portion appears as a so-called black defect or white defect when displaying a moving image on a liquid crystal display, for example.
[0003]
In order to inspect defective pixels of a solid-state image sensor, a method and an apparatus for detecting a scratch on a photosensitive part in the solid-state image sensor are conventionally known. In the black defect detection device for a solid-state image sensor described in
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2002-290837.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there are solid-state imaging devices in which a main photosensitive portion having high sensitivity to incident light and a secondary photosensitive portion having low sensitivity to incident light are arranged in each pixel and imaged in a wide dynamic range. For example, as shown in FIG. 4, the main photosensitive portion has a high saturation level and can measure a large amount of signal charges. However, when the object field is bright, it is easily saturated and cannot measure a high amount of incident light. On the other hand, the secondary photosensitive portion is less likely to be saturated and can measure a high amount of incident light, but its saturation level is lower than that of the main photosensitive portion.
[0006]
However, the black defect detection device described in
[0007]
Therefore, when determining such a light-time defect in the secondary photosensitive portion, secondary photosensitive portion data is acquired in the vicinity of the incident light amount at which the primary photosensitive portion is saturated, and this is compared with the threshold in the same manner as the primary photosensitive portion scratch determination. There is a method for determining whether the secondary photosensitive portion is scratched. However, this method is suitable for determining the scratch on the main photosensitive portion, but the output value of the secondary photosensitive portion data is considerably small and the S / N is low, so that accurate scratch determination cannot be performed. Further, the data of the secondary photosensitive portion is acquired with a light amount greater than the amount of incident light that saturates the primary photosensitive portion, the threshold comparison is performed in the same manner as the primary photosensitive portion scratch determination, and the secondary photosensitive portion scratch determination is performed with a high S / N. Although there is a method, work efficiency is deteriorated because it is necessary to adjust the amount of light and fetch data for two times together with determination of scratches on the main photosensitive portion.
[0008]
The present invention eliminates the disadvantages of the prior art, and in a wide dynamic range solid-state imaging device, a flaw detection method and a pixel defect inspection capable of determining flaws in a main photosensitive portion and a sub-photosensitive portion arranged in each pixel. An object is to provide an apparatus and a digital camera.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the first photosensitive part that photoelectrically converts incident light and the second photosensitive part that photoelectrically converts incident light with lower sensitivity than the first photosensitive part are arranged to form each pixel. A pixel defect inspection apparatus that inspects defects in the first photosensitive portion and the second photosensitive portion using the imaging element exposes the solid-state imaging element, and from the first photosensitive portion and the second photosensitive portion, The exposure means for obtaining the first image signal and the second image signal, respectively, is compared with the first image signal using the first threshold value, and it is determined whether or not the first photosensitive portion is damaged. The first determination means and the second image signal are compared using the sensitivity ratio between the first photosensitive portion and the second photosensitive portion to determine whether the second photosensitive portion is flawed. And when the result of the first determination means is no scratch determination, the second determination means causes the second photosensitive portion to be scratched. It determines the presence, when the scratches determination, and judging that there is a flaw in the second photosensitive section.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a pixel defect inspection apparatus to which a scratch detection method for a wide dynamic range solid-state imaging device according to the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
As a first example, as shown in FIG. 1, the pixel
[0012]
In the pixel
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
Further, the
[0017]
The
[0018]
Although a specific configuration is not illustrated, the solid-
[0019]
In this imaging surface, it is preferable to use a honeycomb arrangement in which the plurality of light receiving portions are arranged with the positions shifted every other in the row direction and the column direction, and every other position is shifted in the row direction and the column direction. May be arranged. In this embodiment, each of these light receiving portions includes a main photosensitive portion that is a highly sensitive light receiving element and a secondary photosensitive portion that is a low sensitive light receiving element. The main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion are optical sensors that photoelectrically convert light into signal charges corresponding to the amount of received light when receiving incident light, and a photodiode is used, for example. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the main photosensitive portion is saturated at the main photosensitive portion saturation level. On the other hand, the secondary photosensitive portion is saturated at the secondary photosensitive portion saturation level lower than the primary photosensitive portion saturation level. However, the secondary photosensitive portion is not easily saturated even when the amount of incident light is large, for example, reaches a highlight region.
[0020]
The solid-
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The recording unit 24 has a function of recording
[0024]
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the
[0025]
Next, the operation of the pixel
[0026]
On the other hand, in the
[0027]
In the solid-
[0028]
Next, in the
[0029]
First, the main photosensitive portion data is compared with a predetermined threshold (S106). For example, when Main (y, x) / k <0.1 is positive using the output value k described above, the main photosensitive portion is determined not to be scratched (S108), and when negative, the main photosensitive portion is scratched. It is determined that there is (S110).
[0030]
In the case where there is no scratch on the main photosensitive portion (S108), the slave photosensitive portion data is compared with the main photosensitive portion data using the sensitivity ratio j (S112). For example, using the threshold value ε, if | Sub (y, x) × j−Main (y, x) | <ε is positive, it is determined that the secondary photosensitive portion is not scratched (S114). The photosensitive part is determined to be scratched (S116).
[0031]
On the other hand, in the case where there is a scratch on the main photosensitive portion (S110), the pixel position of the main photosensitive portion is recorded in the recording unit 24 (S115), and the secondary photosensitive portion is scratched regardless of the secondary photosensitive portion data (S116). It is determined.
[0032]
Further, if there is a scratch on the secondary photosensitive portion (S116), the pixel position of the secondary photosensitive portion is recorded on the recording portion regardless of whether the primary photosensitive portion is scratched (S118).
[0033]
If there is a pixel that has not been inspected for scratches on the main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion, the process returns to step S106 in step S120. If the inspection is completed for all the pixels, the process is terminated.
[0034]
In the present invention, in the exposure (S102), the main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion may be exposed with different exposure times. For example, as shown in FIG. 5, the main photosensitive portion data read pulse rises in response to the first timing pulse after the driving of the electronic shutter (a) starts, and the secondary photosensitive portion in response to the second timing pulse. Data read pulse rises. As a result, the secondary photosensitive unit can detect weaker light because the exposure time is long.
[0035]
As a second embodiment, in the pixel
[0036]
As a third embodiment, in the pixel
[0037]
As another embodiment, the scratch detection method of the present invention can be applied to a digital camera. For example, as shown in FIG. 8, the digital camera is controlled by a
[0038]
In the present embodiment, the
[0039]
Particularly in the present embodiment, the system control unit 50 controls the
[0040]
Here, the main photosensitive portion flaw correction data indicating the flaw address of the main photosensitive portion and the sub photosensitive portion flaw correction data indicating the flaw address of the sub photosensitive portion are created and stored in the
[0041]
These scratch correction data may not be created every time during exposure, and may be created only at the first exposure after the power is turned on, for example. Further, the main photosensitive portion data and the secondary photosensitive portion data used in creating the defect correction data are not limited to the data at the time of exposure, and data at the time of photographing may be used. In addition, the
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the scratch detection method of the present invention, the main photosensitive portion data is compared with the predetermined threshold value, and then the secondary photosensitive portion data is compared with the sensitivity ratio thereof, so that the wide dynamic range solid-state imaging device is compared. It is possible to detect whether each of the main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion is flawed, and can be effectively applied to inspection in shipping of the solid-state imaging device.
[0043]
Further, according to the present invention, it is possible to determine a scratch by increasing the amount of incident light in the slave photosensitive portion, and to perform a scratch determination with a high S / N without performing light amount adjustment and data fetching twice.
[0044]
Further, when the flaw detection method of the present invention is applied to a digital camera or the like, defects can be detected in each of the main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion of each pixel, so that each of the primary photosensitive portion data and the secondary photosensitive portion data is detected. Appropriate correction can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating an operation procedure of a pixel defect inspection apparatus to which a scratch detection method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a pixel defect inspection apparatus to which a scratch detection method according to the present invention is applied.
3 is a diagram exemplifying flaw detection conditions and results stored in a memory included in the pixel defect inspection apparatus according to the embodiment shown in FIG. 2;
4 is a diagram showing the relationship between the amount of incident light and the amount of signal charge in the main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion in the solid-state imaging device included in the pixel defect inspection apparatus of the embodiment shown in FIG.
5 is a timing chart in the system control unit and the timing pulse generation unit when the exposure time of the slave photosensitive unit is made longer than that of the main photosensitive unit in the pixel defect inspection apparatus of the embodiment shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation procedure of the defect detection method of the second embodiment in the pixel defect inspection apparatus to which the defect detection method according to the present invention is applied.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation procedure of the defect detection method of the third embodiment in the pixel defect inspection apparatus to which the defect detection method according to the present invention is applied.
FIG. 8 is a block diagram showing in detail a signal processing unit included in a digital camera to which a scratch detection method according to the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (29)
前記固体撮像素子を露光して、第1の感光部および第2の感光部から、それぞれ第1の画像信号および第2の画像信号を得る露光手段と、
第1の画像信号を第1の閾値を用いて比較して、第1の感光部にキズがあるか否かを判定する第1の判定手段と、
第2の画像信号を第1の感光部と第2の感光部との感度比を用いて比較して、第2の感光部にキズがあるか否かを判定する第2の判定手段とを含み、
第1の判定手段の結果が、キズなし判定のときには、第2の判定手段で第2の感光部のキズの有無を判定し、キズあり判定のときには、第2の感光部にキズがあると判定することを特徴とする画素欠陥検査装置。Using a solid-state imaging device that forms each pixel by arranging a first photosensitive portion that photoelectrically converts incident light and a second photosensitive portion that photoelectrically converts incident light with a lower sensitivity than the first photosensitive portion, In a pixel defect inspection apparatus for inspecting defects in the first photosensitive section and the second photosensitive section, the apparatus includes:
Exposure means for exposing the solid-state imaging device to obtain a first image signal and a second image signal from the first photosensitive portion and the second photosensitive portion, respectively;
A first determination unit that compares the first image signal using a first threshold and determines whether or not the first photosensitive portion has a scratch;
A second determination unit configured to compare the second image signal using a sensitivity ratio between the first photosensitive unit and the second photosensitive unit to determine whether or not the second photosensitive unit is flawed; Including
If the result of the first determination means is no scratch determination, the second determination means determines the presence or absence of a scratch on the second photosensitive part, and if the scratch determination is on the second photosensitive part, the second photosensitive part is scratched. A pixel defect inspection apparatus characterized by determining.
第1の判定手段は、第1の閾値kを用いて、Main(y,x)/k<0.1が正の場合には第1の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第1の感光部にキズありと判定して、
第2の判定手段は、感度比jおよび第2の閾値εを用いて、|Sub(y,x)×j−Main(y,x)|<εが正の場合には、第2の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第2の感光部にキズありと判定することを特徴とする画素欠陥検査装置。8. The pixel defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the exposure unit controls the output of the first photosensitive portion to k [mV], and the first image signal Main (y, x) and Obtain the second image signal Sub (y, x),
The first determination means uses the first threshold value k to determine that the first photosensitive portion is not scratched when Main (y, x) / k <0.1 is positive, and when negative, Determines that the first photosensitive area is scratched,
The second determination means uses the sensitivity ratio j and the second threshold value ε, and when | Sub (y, x) × j−Main (y, x) | <ε is positive, A pixel defect inspection apparatus, characterized in that it is determined that there is no flaw in the part, and that the second photosensitive part is flawed if it is negative.
第1の判定手段の結果が、キズあり判定のときには第3の判定手段で第2の感光部のキズの有無を判定することを特徴とする画素欠陥検査装置。9. The pixel defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the apparatus compares the second image signal using the first threshold value to determine whether or not the second photosensitive portion is damaged. Including third determination means for determining
3. A pixel defect inspection apparatus, wherein when the result of the first determination means is a flaw determination, the third determination means determines the presence or absence of a flaw in the second photosensitive portion.
第3の判定手段は、第1の閾値kおよび前記感度比jを用いて、Sub(y,x)/k/j<0.5が正の場合には第2の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第2の感光部にキズありと判定することを特徴とする画素欠陥検査装置。10. The pixel defect inspection apparatus according to claim 9, wherein the exposure unit controls the output of the first photosensitive portion to k [mV], and the first image signal Main (y, x) and the second image signal. Sub (y, x)
The third determination means uses the first threshold value k and the sensitivity ratio j, and when the sub (y, x) / k / j <0.5 is positive, the second photosensitive portion is not scratched. A pixel defect inspection apparatus, characterized in that, if negative, it is determined that there is a scratch on the second photosensitive portion.
第2の判定手段は、第1の閾値kおよび前記感度比jを用いて、|Sub(y,x)×j−Main(y,x)|の関係から評価値Aを算出し、Sub(y,x)/k/jの関係から評価値Bを算出して、
所定の係数αおよびβ、ならびに第3の閾値δを用いて、αA+βB<δが正の場合には第2の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第2の感光部にキズありと判定することを特徴とする画素欠陥検査装置。12. The pixel defect inspection apparatus according to claim 11, wherein the exposure unit controls the output of the first photosensitive portion to k [mV], and the first image signal Main (y, x) and the second image signal. Sub (y, x)
The second determination means calculates the evaluation value A from the relationship of | Sub (y, x) × j-Main (y, x) | using the first threshold value k and the sensitivity ratio j, and sub ( The evaluation value B is calculated from the relationship of y, x) / k / j,
Using the predetermined coefficients α and β and the third threshold value δ, if αA + βB <δ is positive, it is determined that there is no scratch on the second photosensitive part, and if negative, the second photosensitive part is scratched. A pixel defect inspection device characterized by being determined to be present.
前記固体撮像素子を露光して、第1の感光部および第2の感光部から、それぞれ第1の画像信号および第2の画像信号を得る露光工程と、
第1の画像信号を第1の閾値を用いて比較して、第1の感光部にキズがあるか否かを判定する第1の判定工程と、
第2の画像信号を第1の感光部と第2の感光部との感度比を用いて比較して、第2の感光部にキズがあるか否かを判定する第2の判定工程とを含み、
第1の判定工程の結果が、キズなし判定のときには、第2の判定工程で第2の感光部のキズの有無を判定し、キズあり判定のときには、第2の感光部にキズがあると判定することを特徴とするキズ検出方法。Using a solid-state imaging device that forms each pixel by arranging a first photosensitive portion that photoelectrically converts incident light and a second photosensitive portion that photoelectrically converts incident light with a lower sensitivity than the first photosensitive portion, In the scratch detection method for inspecting a defect of the first photosensitive portion and the second photosensitive portion, the method includes:
Exposing the solid-state imaging device to obtain a first image signal and a second image signal from the first photosensitive portion and the second photosensitive portion, respectively;
A first determination step of comparing the first image signal using a first threshold value to determine whether or not there is a scratch on the first photosensitive portion;
A second determination step of comparing the second image signal using a sensitivity ratio between the first photosensitive portion and the second photosensitive portion to determine whether or not the second photosensitive portion is damaged. Including
If the result of the first determination step is a determination that there is no flaw, the second determination step determines whether the second photosensitive portion is flawed. If the flaw is determined, the second photosensitive portion is flawed. A scratch detection method characterized by determining.
第1の判定工程は、第1の閾値kを用いて、Main(y,x)/k<0.1が正の場合には第1の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第1の感光部にキズありと判定して、
第2の判定工程は、感度比jおよび第2の閾値εを用いて、|Sub(y,x)×j−Main(y,x)|<εが正の場合には、第2の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第2の感光部にキズありと判定することを特徴とするキズ検出方法。20. The scratch detection method according to claim 13, wherein in the exposure step, the output of the first photosensitive portion is controlled to k [mV], and the first image signal Main (y, x) and the first output are controlled. 2 image signal Sub (y, x)
The first determination step uses the first threshold value k to determine that the first photosensitive portion is not scratched when Main (y, x) / k <0.1 is positive, and when negative, Determines that the first photosensitive area is scratched,
The second determination step uses the sensitivity ratio j and the second threshold value ε, and when | Sub (y, x) × j−Main (y, x) | <ε is positive, A scratch detection method characterized in that it is determined that there is no scratch on the part, and if it is negative, the second photosensitive part is determined to be scratched.
第1の判定工程の結果が、キズあり判定のときには第3の判定工程で第2の感光部のキズの有無を判定することを特徴とするキズ検出方法。21. The scratch detection method according to any one of claims 13 to 20, wherein the method compares the second image signal using the first threshold value to determine whether the second photosensitive portion is scratched. Including a third determination step of determining,
A scratch detection method characterized by determining whether or not there is a scratch on the second photosensitive portion in a third determination step when the result of the first determination step is a scratch determination.
第3の判定工程は、第1の閾値kおよび前記感度比jを用いて、Sub(y,x)/k/j<0.5が正の場合には第2の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第2の感光部にキズありと判定することを特徴とするキズ検出方法。23. The scratch detection method according to claim 21, wherein in the exposure step, the output of the first photosensitive portion is controlled to k [mV], and the first image signal Main (y, x) and the second image signal Sub. (Y, x)
The third determination step uses the first threshold value k and the sensitivity ratio j, and when the sub (y, x) / k / j <0.5 is positive, the second photosensitive unit is not scratched. A scratch detection method comprising: determining, and if negative, determining that the second photosensitive portion is scratched.
第2の判定工程は、第1の閾値kおよび前記感度比jを用いて、|Sub(y,x)×j−Main(y,x)|の関係から評価値Aを算出し、Sub(y,x)/k/jの関係から評価値Bを算出して、
所定の係数αおよびβ、ならびに第3の閾値δを用いて、αA+βB<δが正の場合には第2の感光部にキズなしと判定し、負の場合には第2の感光部にキズありと判定することを特徴とするキズ検出方法。24. The scratch detection method according to claim 23, wherein in the exposure step, the output of the first photosensitive portion is controlled to k [mV], and the first image signal Main (y, x) and the second image signal Sub. (Y, x)
The second determination step uses the first threshold value k and the sensitivity ratio j to calculate the evaluation value A from the relationship | Sub (y, x) × j−Main (y, x) | The evaluation value B is calculated from the relationship of y, x) / k / j,
Using the predetermined coefficients α and β and the third threshold value δ, if αA + βB <δ is positive, it is determined that there is no scratch on the second photosensitive part, and if negative, the second photosensitive part is scratched. A scratch detection method characterized by determining that there is.
該信号処理手段は、第1の画像信号を蓄積する第1の記憶手段と、第2の画像信号を蓄積する第2の記憶手段とを含むディジタルカメラにおいて、該カメラは、
前記信号処理手段は、露光時の第1の画像信号を第1の閾値を用いて比較して、第1の感光部にキズがあるか否かを判定する第1の判定手段と、
露光時の第2の画像信号を第1の感光部と第2の感光部との感度比を用いて比較して、第2の感光部にキズがあるか否かを判定する第2の判定手段とを含み、
第1の判定手段の結果が、キズなし判定のときには第2の判定手段で第2の感光部のキズの有無を判定し、キズあり判定のときには、第2の感光部にキズがあると判定することを特徴とするディジタルカメラ。Signal processing means for performing signal processing on the first image signal obtained from the high-sensitivity first photosensitive part and the second image signal obtained from the low-sensitivity second photosensitive part;
The signal processing means includes a first storage means for storing a first image signal and a second storage means for storing a second image signal.
The signal processing means compares the first image signal at the time of exposure using a first threshold value, and determines whether or not the first photosensitive portion has a flaw,
A second determination is made by comparing the second image signal at the time of exposure using the sensitivity ratio between the first photosensitive portion and the second photosensitive portion to determine whether or not the second photosensitive portion is flawed. Means,
When the result of the first determination means is a determination that there is no scratch, the second determination means determines the presence or absence of a scratch on the second photosensitive portion, and when the determination is that there is a scratch, it is determined that the second photosensitive portion is scratched. A digital camera characterized by that.
第1の判定手段の結果が、キズあり判定のときには第3の判定手段で第2の感光部のキズの有無を判定することを特徴とするディジタルカメラ。26. The digital camera according to claim 25, wherein the camera compares the second image signal at the time of exposure using the first threshold value, and determines whether or not the second photosensitive portion is damaged. 3 determination means,
A digital camera characterized in that when the result of the first determination means is a flaw determination, the third determination means determines the presence or absence of a flaw in the second photosensitive portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003115828A JP2004328053A (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Flaw detecting method of wide dynamic range solid-state image pickup device, pixel defect inspection device, and digital camera |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003115828A JP2004328053A (en) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | Flaw detecting method of wide dynamic range solid-state image pickup device, pixel defect inspection device, and digital camera |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008131112A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Systems and methods for identifying camera sensors |
-
2003
- 2003-04-21 JP JP2003115828A patent/JP2004328053A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008131112A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Systems and methods for identifying camera sensors |
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