JP2007208926A - 固体撮像装置および撮像機器 - Google Patents

Abstract

【課題】固体撮像装置の欠陥情報、特性情報および製品情報等に基づく製品毎の個別の調整作業を自動化すると共に、それらの情報の管理を容易化する。
【解決手段】固体撮像装置１００に搭載される固体撮像素子Ａの欠陥情報、特性情報および製品情報等を記憶した記憶素子Ｂを、例えば、同一チップ１１０上に配置する。そして、その記憶素子Ｂに入出力するための端子Ｐ１〜Ｐ５を設ける。固体撮像装置１００を組み込んだ撮像機器の組み立て工程等において、その製品のＣＰＵ等が、端子Ｐ１〜Ｐ５を介して固体撮像素子Ａの欠陥情報等を電気的に読み取り、それらの情報に基づく製品毎の調整作業を自動的に実施可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像装置および撮像機器に関する。

固体撮像装置の製造メーカが、セットメーカ（例えば、デジタルカメラ製造メーカ）に製品（固体撮像装置）を出荷する際、固体撮像装置の製造メーカは、その固体撮像装置に関する欠陥情報、特性情報および製品情報等を、イントラネットや記録媒体を経由してセットメーカに送付するのが通常である。

欠陥情報とは、例えば、チップに集積されている固体撮像素子の受光部における点欠陥の座標情報である。すなわち、最終的な検査をパスした製品といえども、例えば、一つの画素に欠陥がある場合があり、この場合には、セットメーカ側では、例えば、その画素の出力信号を使用せず、隣接する画素の信号で代替したり、あるいは、隣接する複数の画素の信号に基づいた補間処理により補間信号を生成したりして対処する。このような処理は、デジタルカメラを、例えば、コンピュータに接続した状態で手作業により行われる。

また、特性情報とは、例えば、推奨される駆動電圧（オーバーフロードレイン電圧等）や、許容される電源の揺れの範囲、その電源の揺れに伴う読み出し特性の変動等の情報である。セットメーカ側では、このような特性情報に基づき、例えば、素子駆動電圧を個別に調整する。

また、製品情報とは、例えば、その製品を特定するために必要な、型番等の固有の情報である。

なお、製品に関する特性情報を画像信号の補正に利用する例としては、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１では、カメラユニットとコントローラユニットが別体となっているデジタルカメラにおいて、両ユニットを結ぶケーブルの特性情報をメモリに記憶し、そのメモリをカメラユニット側に取り付けておき、そのメモリに記憶されている特性情報を、コントトローラユニット内のマイコンが読みだし、読みだしたその特性情報に基づいて、ケーブル特性の差異によって生じる映像信号の差分を補正するようにしている。
特開平７−７４９９５

上記の特許文献１では、セットメーカ等の搬送先との連携を行うことについては何ら対応されておらず、単にケーブル特性の差異によって生じる映像信号の差分を補正するものである。したがって、従来は、固体撮像装置の製造メーカが、その固体撮像装置に関する欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報を、イントラネットや記録媒体を経由してセットメーカに送付し、そして、セットメーカ側では、その送付された情報を参照し、製品をコンピュータに接続した状態で、作業者がコンピュータを操作して製品中のマイコンのプログラムを調整するなどして、製品毎に個別に微調整を行う必要があった。

このため、その製品毎の個別の調整作業が面倒で時間がかかり、また、固体撮像装置に関する欠陥情報、特性情報および製品情報等を個別に管理する必要があり、その管理にも手間がかかるという不都合があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、固体撮像装置の欠陥情報、特性情報および製品情報等に基づく製品毎の個別の調整作業を自動化すると共に、それらの情報の管理を容易化することにある。

本発明に係る上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 固体撮像素子の欠陥情報、素子特性情報、製品種別情報の少なくとも一つを含む個体情報を入出力するための端子を有することを特徴とする固体撮像装置。

この構成によれば、固体撮像装置の端子を介して、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報、製品情報等の個体情報を電気的に読み取ることができるため、それらの個体情報に基づく製品毎の個別の調整作業を自動化することが可能となり、また、個体情報は固体撮像装置内に保持されているため、特別な管理が不要となる。

（２） （１）記載の固体撮像装置であって、前記固体撮像素子の個体情報を記憶している記憶素子が、前記固体撮像素子が集積されているチップ上に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。

この構成によれば、チップ自体に記憶素子が併せて形成されており、これにより、そのチップに集積されている固体撮像素子の個体情報を、そのチップの記憶素子から随時、読み出して利用することができる。

（３） （１）記載の固体撮像装置であって、前記固体撮像素子の個体情報を記憶している記憶素子が集積されているチップと、前記固体撮像素子が集積されているチップとが、一つのパッケージ内に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。

この構成によれば、同一パッケージ内に、固体撮像素子チップと記憶素子チップとが収容されており、これにより、固体撮像素子チップの個体情報を、記憶素子チップから随時、読み出して利用することができる。

（４） （１）〜（３）のいずれか記載の固体撮像装置であって、前記固体撮像素子の個体情報を記憶している記憶素子は、書き換え可能記憶素子であることを特徴とする固体撮像装置。

この構成によれば、書き込み可能な記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ等の他、１回だけ書き込みができるワンタイムＰＲＯＭのような記憶素子を含む）に、固体撮像素子の個体情報を記憶させるものである。この構成によれば、ＥＥＰＲＯＭ等を利用して必要な情報を書き込み、読み出すことができ、また、複数回の書き込みが可能な記憶素子であれば、出荷後の再検査によって取得された欠陥情報等を再書き込みすることも可能となる。

（５） （１）〜（４）のいずれか記載の固体撮像装置を搭載し、前記固体撮像素子の個体情報に基づいて信号処理演算を行い、前記固体撮像素子の特性の補正を行うことを特徴とする撮像機器。

この撮像機器によれば、固体撮像素子の個体情報に基づいて自動的に製品毎の調整作業が実施されるため、正確な調整作業が簡単にして確実に実施され、よって、撮像機器における、高精度な特性の補正も可能となる。

本発明によれば、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報に基づく、製品毎の調整作業を自動化することが可能となる。よって、製品（デジタルカメラ等）の組み立て作業等の省力化を図ることができる。また、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報の特別な管理が不要となる。
また、本発明の固体撮像装置を搭載した撮像機器では、正確な調整作業が簡単にして実施できるため、撮像機器における、高精度な特性の維持が可能となる。

次に、本発明に係る個体撮像素子及び撮像機器の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１、図２、図３（ａ）は各々、本発明の固体撮像装置における記憶素子の搭載態様を示す平面図である。各図において、共通する部分には同じ参照符号を付してある。
図１の固体撮像装置１００では、基板（ダイ）１１０上に、固体撮像素子Ａと、この固体撮像素子Ａの欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報を記憶した記憶素子Ｂと、を含む一つのチップが搭載されている。

記憶素子Ｂは、書き込み可能な記憶素子（ＥＥＰＲＯＭ等の他、１回だけ書き込みができるワンタイムＰＲＯＭのような記憶素子を含む）である。ＥＥＰＲＯＭのような複数回の書き込みが可能な記憶素子であれば、出荷後の再検査によって取得された欠陥情報等を再書き込みすることも可能である。
そして、その記憶素子Ｂにアクセスして入出力するための端子Ｐ１〜Ｐ５が設けられている。

これによって、固体撮像装置１００を組み込んだデジタルカメラ等の撮像機器の組み立て工程において、その製品のＣＰＵ等が、端子Ｐ１〜Ｐ５を介して固体撮像素子Ａの欠陥情報等を随時、電気的に読み取り、それらの情報に基づく製品毎の調整作業を自動的に実施することが可能となる。

図２の固体撮像装置１００は、いわゆるマルチチップ構成のＬＳＩであり、基板１１０上に、固体撮像素子チップＡと、この固体撮像素子Ａの欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報を記憶した記憶素子チップＢとが、並置されている。

図３（ａ）の固体撮像装置１００では、固体撮像素子チップＡと、この固体撮像素子Ａの欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報を記憶した記憶素子チップＢが、積層されている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図示されるように、固体撮像素子チップＡと記憶素子チップＢは、接着剤１１４等を介して貼り合わされている。参照符号１１２は透明部材である。

図４は、カメラ（撮像機器）の組立工程における、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等の利用態様を説明するための図である。
図４の左側に示される固体撮像装置製造ライン２００では、固体撮像装置１００が連続して製造される。上記のとおり、固体撮像装置の製造工程において、固体撮像装置１００には、固体撮像素子Ａの欠陥情報、特性情報および製品情報等を記憶した記憶素子Ｂが搭載される。なお、図４においては、記憶素子Ｂのみを明記して固体撮像素子Ａは省略している。

完成した固体撮像装置は、固体撮像装置の製造メーカから、セットメーカ（デジタルカメラ製造メーカ）に出荷される。セットメーカでは、カメラ組立ライン３００において、固体撮像装置１００を搭載したデジタルカメラ２５０の組み立てが行われる。
カメラ組立ライン３００では、プリント配線基板１８９上に、ＣＰＵ（ＤＳＰでもよい）１９０，ＲＡＭ１８４、固体撮像装置１００が順次、搭載される。

そして、プリント配線基板１８９に電源が投入されると、ＣＰＵ１９０が、図１に示した固体撮像装置の端子Ｐ１〜Ｐ５（図４では、これらをまとめて“Ｐｎ”と表記している）を介して、固体撮像素子Ａの欠陥情報等を、所定のタイミングで電気的に読み取り、読み取った情報を、一旦、ＲＡＭ１８４に書き込む（図４中の太線の矢印の流れ）。

そして、そのＲＡＭ１８４に書き込まれた情報に基づいて、製品毎の調整作業を自動的に実施する。
例えば、一つの画素に欠陥がある場合、ＣＰＵ１９０は、その画素の出力信号を使用せず、隣接する画素の信号で代替したり、あるいは、隣接する複数の画素の信号に基づいた補間処理により補間信号を生成したりして対処するように、画像処理回路を制御する。また、推奨される駆動電圧（オーバーフロードレイン電圧等）や、許容される電源の揺れの範囲、その電源の揺れに伴う読み出し特性の変動等の特性情報がＲＡＭ１８４に書き込まれた場合には、ＣＰＵ１９０は、その特性情報に基づき、例えば、素子駆動電圧が最適値になるように電源ラインの可変抵抗を個別に調整する。

このようにして、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報に基づいて、製品毎の調整作業を自動化することが可能となる。よって、製品（デジタルカメラ等）の組み立て作業等の省力化を図ることができる。

また、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等の個体情報は、固体撮像素子と一体に付帯されているため、個体情報自体の特別な管理が不要となる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、本発明の撮像機器（デジタルカメラ等）について説明する。
図５は、本発明の固体撮像装置（ＣＣＤ）が搭載されたデジタルカメラ（撮像機器）の信号処理系の構成を示すブロック図である。

デジタルカメラ２５０の光学部には、撮像レンズ１０２と、受光面に結像する被写体像の光量を調節する絞り１３３と、受光面に結像する被写体像の赤外線を減衰させるＩｒフィルタやオプチカルローパスフィルタ（ＯＬＰＦ）等の光学フィルタ１３２とが設けられている。なお、撮像レンズ１０２及び絞り１３３にはドライバが接続されており、情報処理手段の指示に基づいてフォーカス、ズーム、絞りの制御を実施することが可能となっている。

またデジタルカメラ２５０の画像処理部としては、被写体の像を受光面に結像させて光電変換して画像信号として出力する、本発明の固体撮像装置１００（ＣＣＤ（Ａ）と、記憶素子（Ｂ）とを備える）と、画像信号に対して相関二重サンプリング処理やゲイン調整、色分離その他のアナログ信号処理を実施するＣＤＳ回路１５３と、アナログの画像信号を情報処理手段の指示に基づいて増幅する処理を行うとともに、ホワイトバランス等の画像変換処理を実施するアナログゲインアンプ１５２と、アナログの画像信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換器１５４と、が設けられている。

また、電子カメラ１０には、撮像手段１５０にて取得した画像に対して各種の画像処理を実施する画像処理手段１６７が設けられている。例えばこの画像処理手段１６７には、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の階調の階調のゲインを独立してホワイトバランス等を調節することが可能なゲイン調節部と、ガンマ特性を変更することが可能なガンマ調整部と、画像を記録しているメモリから読み出された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号を同時式に変換する同時化処理部と、画像信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部と、画像の輪郭を強調する処理を行うシャープネス処理部と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のゲイン等を相互に調節することによって彩度と色相との回転角度を調節する色相・彩度補正部と、画像に対してＪＰＥＧ等に代表される手法で圧縮処理を実施する圧縮処理部、点欠陥補正等を行う特性補正部が設けられている。

また、デジタルカメラ２５０には、各種の文字やメッセージのデータ等を画像とともに表示する表示手段１６８が設けられている。

また、デジタルカメラ２５０には、電源スイッチやレリーズボタン、通信ボタン、送信ボタン、ファンクションスイッチ、十字ボタン、確定スイッチ、モード切り換えスイッチ等から構成される入力手段１７４と、記録媒体１７７を着脱可能に装着して画像データ等の情報を記録したり読み出したりする記録媒体インターフェース１７９（読み出し手段、書き込み手段）とが設けられている。

なお、記録媒体１７７は、メモリーカード等の半導体や、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＭＯ等に代表される磁気記録式、光記録式等に代表される着脱可能な記録媒体である。

また、デジタルカメラ２５０には、このデジタルカメラ２５０全体の制御を行うとともに、画像データのサンプリングタイミング制御、記録媒体１７７に記録されている画像の処理内容を設定するための画像出力特性を読み出す処理、固体撮像素子Ａが撮像した画像と記録媒体１７７から読み出した画像出力特性とを関連付けて記録媒体に出力する処理等の各種制御を行うＣＰＵ１９０が設けられている。

また、デジタルカメラ２５０には、情報の書き換えが可能であるとともに記憶した調整用の各種定数等の情報を電源遮断後も記憶し続けることが可能な不揮発性メモリ１８２と、デジタルカメラ２５０の動作プログラム、各定数、表示に関する情報等が記憶されているＲＯＭ１８３と、プログラム実行時の作業領域となる高速読み書き可能な記憶手段であるＲＡＭ１８４とが設けられている。

デジタルカメラ２５０の情報処理手段１８０とその周辺の各回路はバス１９９で接続されており、互いに情報の伝達を高速で行うことが可能となっている。

図６は、図５の撮像機器（デジタルカメラ）における、信号処理の手順の一例を説明するための図である。
図示されるように、固体撮像装置１００からは、撮像された画像情報と共に、欠陥情報、特性情報等の固体撮像素子の個体情報が読み出される。そして、ＣＰＵ１９０は、読み出された情報に基づいて、画像処理手段１６７に、欠陥補正処理や特性補正処理等を実施させ、これによって、補正された映像が出力される。

図７は、図５の撮像機器（デジタルカメラ）における、信号処理の手順の他の例を説明するための図である。
図７は、基本的には図６と同じであるが、図７の場合、ＣＰＵ１９０の代わりに専用回路３５０が設けられており、この専用回路３５０が、読み出された欠陥情報や特性情報に基づいて、欠陥補正処理や特性補正処理を実施する。

（第３の実施形態）
本実施形態では、固体撮像装置を出荷後、例えば、セットメーカ側から固体撮像素子の特性の再検査等を求められ、固体撮像素子の特性を再書き込みする場合について説明する。

図８は、固体撮像装置の出荷後において、固体撮像素子の特性を再書き込みするときの動作を説明するための図である。
図示されるように、デジタルカメラ２５０の基板６００上には、固体撮像装置１００（固体撮像素子Ａと、欠陥情報等を記憶した記憶素子Ｂとが搭載されている）と、ＲＡＭ１８４，ＣＰＵ１９０が搭載されている。

図中、参照符号４００はプローブカードであり、参照符号５００は特性評価装置である。また、ＰＶ１，ＰＶ２はプローブ針であり、Ｔ１，Ｔ２は固体撮像装置１００の外部接続端子である。

固体撮像素子１００を基板６００に実装した後に特性情報を再書き込みする場合、固体撮像素子１００を、基板６００から取り外すことができない場合が多い。このような場合には、基板６００上にて、固体撮像素子の特性を再書き込みする。

すなわち、図８に示すように、プローブ針ＰＶ１，ＰＶ２を固体撮像装置１００の外部接続端子Ｔ１，Ｔ２に当接させ、プローブカード４００ならびに特性評価装置５００によって固体撮像素子１００の特性の再検査を行い、その結果としての特性情報を、プローブを介して固体撮像素子１００に戻し、再書き込みをする。ＥＥＰＲＯＭのような複数回の書き込みが可能な記憶素子であれば、このようにして、出荷後の再検査によって取得された欠陥情報等を再書き込みすることも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、固体撮像装置に搭載される固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等を記憶した記憶素子にアクセスするための端子（Ｐ１〜Ｐ５）を設け、その固体撮像装置を組み込んだ撮像機器（デジタルカメラ等）の組み立て工程において、その製品のＣＰＵ等が、その端子を介して固体撮像素子の欠陥情報等を電気的に読み取り、それらの情報に基づく製品毎の調整作業を自動的に実施するため、製品の組み立て工程の省力化を図ることができ、また、固体撮像素子に欠陥情報等の情報の管理が容易となる。

本発明は、固体撮像装置を組み込んだ撮像機器の、組み立て工程における省力化を図るという効果を奏し、したがって、固体撮像装置および撮像機器として有用である。

本発明の固体撮像装置における記憶素子の搭載態様の一例を示す平面図である。 本発明の固体撮像装置における記憶素子の搭載態様の他の例を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の固体撮像装置における記憶素子の搭載態様の他の例を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 カメラ（撮像機器）の組立工程における、固体撮像素子の欠陥情報、特性情報および製品情報等の利用態様を説明するための図である。 本発明の固体撮像装置（ＣＣＤ）が搭載されたデジタルカメラ（撮像機器）の信号処理系の構成を示すブロック図である。 図５の撮像機器（デジタルカメラ）における、信号処理の手順の一例を説明するための図である。 図５の撮像機器（デジタルカメラ）における、信号処理の手順の他の例を説明するための図である。 固体撮像装置の出荷後において、固体撮像素子の特性を再書き込みするときの動作を説明するための図である。

符号の説明

１００ 固体撮像装置
１１０ 基板
１１４ 接着剤
１１２ 透明部材
１８４ ＲＡＭ
１８９ 基板
１９０ ＣＰＵ
２００ 撮像装置製造ライン
２５０ 撮像機器（デジタルカメラ）
３００ カメラ組立ライン
３５０ 専用回路
Ａ 固体撮像素子
Ｂ 固体撮像素子の欠陥情報や特性情報を記憶している記憶素子
Ｐ１〜Ｐ５ 記憶素子Ｂに入出力するための端子

Claims (5)

1. 固体撮像素子の欠陥情報、素子特性情報、製品種別情報の少なくとも一つを含む個体情報を入出力するための端子を有することを特徴とする固体撮像装置。
2. 請求項１記載の固体撮像装置であって、
   前記固体撮像素子の個体情報を記憶している記憶素子が、前記固体撮像素子が集積されているチップ上に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
3. 請求項１記載の固体撮像装置であって、
   前記固体撮像素子の個体情報を記憶している記憶素子が集積されているチップと、前記固体撮像素子が集積されているチップとが、一つのパッケージ内に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか記載の固体撮像装置であって、
   前記固体撮像素子の個体情報を記憶している記憶素子は、書き換え可能記憶素子であることを特徴とする固体撮像装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか記載の固体撮像装置を搭載し、前記固体撮像素子の個体情報に基づいて信号処理演算を行い、前記固体撮像素子の特性の補正を行うことを特徴とする撮像機器。

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