JP2010034703A - Method and equipment for inspecting image sensor - Google Patents

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敬介 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method and equipment for suppressing an influence of disturbance caused by pixel defect and/or dust deposition and improving accuracy of inspection for output uniformity of an image sensor. <P>SOLUTION: Inspection image data are acquired from an image sensor. The acquired inspection image data are filtered. The inspection image data are divided into a plurality of blocks. An output average value is computed for each block. Based on difference between the maximum output average value and the minimum output average value of the plurality of blocks, an output uniformity is computed. Determination is made by comparing the output uniformity with a determination value set in advance. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像素子の検査方法及び検査装置に関する。   The present invention relates to an image sensor inspection method and an inspection apparatus.

従来、デジタルカメラなどの撮像装置にCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の撮像素子が用いられている。撮像素子は、フォトダイオードによって被写体光を光電変換し、電荷信号を出力することで画像データを生成する。撮像素子は、カラーフィルタを備え、各フォトダイオードに入射する光の色が該カラーフィルタの配列によって決まり、これにより、カラーの画像データを生成することができる構成のものが知られている。   Conventionally, an image pickup device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor is used in an image pickup apparatus such as a digital camera. The image sensor photoelectrically converts subject light with a photodiode and outputs a charge signal to generate image data. 2. Description of the Related Art An image pickup device is known that includes a color filter, and has a configuration capable of generating color image data by determining the color of light incident on each photodiode depending on the arrangement of the color filter.

ところで、撮像素子のフォトダイオード、マイクロレンズ、カラーフィルタなどが製造プロセスのばらつきなどにより光学特性が不均一になることに起因して、画像データの出力むらやシェーディングなどの出力値の不均一が発生することがある。従来では、出力均一性を検査するために、均一光を撮像素子に照射して画素ごとの出力レベルを取得する手段、または、画像データを一定間隔で分割したエリアの平均レベルの差分量を取得してその差分量の値により均一性を判定する手段がある。   By the way, due to non-uniform optical characteristics of photodiodes, microlenses, color filters, etc. of imaging devices due to variations in manufacturing processes, non-uniform output values such as uneven output of image data and shading occur. There are things to do. Conventionally, in order to inspect the output uniformity, a means for obtaining an output level for each pixel by irradiating the image sensor with uniform light, or obtaining a difference amount of an average level of an area obtained by dividing image data at regular intervals Then, there is a means for determining uniformity based on the value of the difference amount.

従来、撮像素子の出力均一性を検査する方法としては、例えば、下記特許文献に示すものがある。
特開2004−140714号公報 特開2003−116042号公報
Conventionally, as a method for inspecting output uniformity of an image sensor, for example, there is a method shown in the following patent document.
JP 2004-140714 A JP 2003-116042 A

ところで、撮像素子には製造時に画素の欠陥が生じたり、または、撮像素子の撮像領域の表面にゴミが付着してしまうことがある。すると、撮像素子の検査の際に、欠陥画素やゴミが付着した領域では正常レベルから極端に離れた出力値が検出されることとなり、出力むらなどを正確に検出できなくなり、検査の精度が低下してしまうこととなる。
また、撮像素子の光学特性の不均一に起因する出力むらやシェーディングは、画像データ全体にわたって緩やかに変化するため、できるだけ広い領域の出力値を測定する必要があるが、高画素の撮像素子では全ての画素の出力値を測定すると検査にかかる時間が多くなることが避けられない。また、上記のように画素欠陥も検査対象となるため、検査の精度をかえってあげられてなくなる。
By the way, a pixel defect may occur at the time of manufacture of the image pickup device, or dust may adhere to the surface of the image pickup region of the image pickup device. Then, when inspecting the image sensor, output values that are extremely far from the normal level are detected in areas where defective pixels or dust are attached, and output irregularities cannot be detected accurately, resulting in a decrease in inspection accuracy. Will end up.
In addition, output unevenness and shading due to non-uniform optical characteristics of the image sensor change gently over the entire image data, so it is necessary to measure the output value in the widest possible area. When the output value of each pixel is measured, the time required for the inspection is inevitably increased. In addition, since the pixel defect is also inspected as described above, the accuracy of the inspection cannot be changed.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、画素欠陥やゴミの付着等による外乱の影響を抑制し、撮像素子の出力均一性の検査の精度を向上できる検査方法及び検査装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inspection method and inspection capable of suppressing the influence of disturbance due to pixel defects, dust adhesion, etc. and improving the accuracy of the output uniformity inspection of the image sensor. To provide an apparatus.

本発明は、下記に示すものである。
(1)撮像素子の出力均一性を検査する、撮像素子の検査方法であって、
前記撮像素子から検査画像データを取得し、
取得した前記検査画像データをフィルタリングし、
前記検査画像データを複数のブロックに分割し、各ブロックの出力平均値を算出し、
前記複数のブロックのうち最大の出力平均値と最小の出力平均値との差分に基づいて出力均一性を算出し、
前記出力均一性と予め設定された判定値とを比較することで合否判定を行う撮像素子の検査方法。
(2)上記(1)に記載の検査方法であって、
前記複数のブロックのうち、前記出力平均値が異常となる異常ブロックが存在する場合に、前記異常ブロックと該異常ブロックの周辺のブロックとの出力平均値を比較し、前記異常ブロックが特異点であると判別された場合に、該異常ブロックを検査対象から外す撮像素子の検査方法。
(3)撮像素子の出力均一性を検査する、撮像素子の検査装置であって、
前記撮像素子から検査画像データを取得する検査画像データ取得手段と、
取得した前記検査画像データをフィルタリングし、
前記検査画像データを複数のブロックに分割し、各ブロックの出力平均値を算出するブロック平均値算出手段と、
前記複数のブロックのうち最大の出力平均値と最小の出力平均値との差分に基づいて出力均一性を算出する均一性算出手段と、
前記出力均一性と予め設定された判定値とを比較することで合否判定を行う判定手段と、を備えた撮像素子の検査装置。
(4)上記(3)に記載の検査装置であって、
前記複数のブロックのうち、前記出力平均値が異常となる異常ブロックが存在する場合に、前記異常ブロックと該異常ブロックの周辺のブロックとの出力平均値を比較し、前記異常ブロックが特異点であると判別された場合に、該異常ブロックを検査対象から外す撮像素子の検査装置。
The present invention is as follows.
(1) An image sensor inspection method for inspecting output uniformity of an image sensor,
Obtaining inspection image data from the image sensor;
Filtering the acquired inspection image data;
Dividing the inspection image data into a plurality of blocks, calculating an average output value of each block,
Calculating output uniformity based on the difference between the maximum output average value and the minimum output average value among the plurality of blocks;
An image sensor inspection method for performing pass / fail determination by comparing the output uniformity with a predetermined determination value.
(2) The inspection method according to (1) above,
When there is an abnormal block in which the output average value is abnormal among the plurality of blocks, the output average value of the abnormal block and a block around the abnormal block are compared, and the abnormal block is a singular point. A method for inspecting an image sensor that removes the abnormal block from an inspection target when it is determined that the abnormal block exists.
(3) An imaging device inspection apparatus for inspecting output uniformity of the imaging device,
Inspection image data acquisition means for acquiring inspection image data from the imaging element;
Filtering the acquired inspection image data;
Block average value calculating means for dividing the inspection image data into a plurality of blocks and calculating an average output value of each block;
Uniformity calculating means for calculating output uniformity based on a difference between a maximum output average value and a minimum output average value among the plurality of blocks;
An image sensor inspection device comprising: determination means for performing pass / fail determination by comparing the output uniformity with a predetermined determination value.
(4) The inspection apparatus according to (3) above,
When there is an abnormal block in which the output average value is abnormal among the plurality of blocks, the output average value of the abnormal block and a block around the abnormal block are compared, and the abnormal block is a singular point. An inspection device for an image sensor that removes the abnormal block from an inspection target when it is determined that the abnormal block exists.

本発明によれば、取得した検査画像データをフィルタリングし、欠陥画素の出力値を除去したうえで、検査画像データを複数のブロックに分割し、各ブロックの出力平均値を算出する。こうすることで、正常レベルから極端に離れた出力値が検出されることを回避することができる。   According to the present invention, the acquired inspection image data is filtered to remove the output value of the defective pixel, and then the inspection image data is divided into a plurality of blocks, and the output average value of each block is calculated. By doing so, it is possible to avoid detection of an output value that is extremely far from the normal level.

また、複数のブロックのうちゴミなどの付着に起因して出力平均値が異常となる異常ブロックが存在する場合に、異常ブロックが特異点であると判別された場合に、該異常ブロックを検査対象から外す処理が行われるため、光学特性が不均一になることに起因する出力むらやシェーディングのみを高い精度で検査することができる。   In addition, when there is an abnormal block whose average output value is abnormal due to adhesion of dust etc. among multiple blocks, if it is determined that the abnormal block is a singular point, the abnormal block is subject to inspection. Therefore, only output unevenness and shading caused by non-uniform optical characteristics can be inspected with high accuracy.

本発明によれば、画素欠陥やゴミの付着等による外乱の影響を抑制し、撮像素子の出力均一性の検査の精度を向上できる検査方法及び検査装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an inspection method and an inspection apparatus capable of suppressing the influence of disturbance due to pixel defects, dust adhesion, and the like and improving the accuracy of the output uniformity inspection of the image sensor.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1は、検査対象となる撮像素子の一例としてCCDイメージセンサ(固体撮像素子)の構成を示す概略的な平面図である。なお、本発明の検査対象となる撮像素子としては、CCDイメージセンサに限定されず、例えば、CMOSイメージセンサであってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a CCD image sensor (solid-state image sensor) as an example of an image sensor to be inspected. The imaging device to be inspected according to the present invention is not limited to a CCD image sensor, and may be a CMOS image sensor, for example.

固体撮像素子10は、入射光をその光量に応じた信号電荷に変換して蓄積する複数個のフォトダイオード(PD)11と、フォトダイオード11の垂直列ごとに設けられ、各フォトダイオード11から信号電荷を読み出して垂直転送する複数本の垂直CCD(VCCD)12と、VCCD12から転送される信号電荷を水平転送する水平CCD(HCCD)13と、HCCD13から転送される信号電荷の電荷量に応じた信号電圧(画像データ)を出力する出力アンプ14とを備える。   The solid-state imaging device 10 is provided for each of a plurality of photodiodes (PDs) 11 that convert incident light into signal charges corresponding to the amount of light and store it, and for each vertical column of the photodiodes 11. A plurality of vertical CCDs (VCCD) 12 for reading out charges and transferring them vertically, a horizontal CCD (HCCD) 13 for transferring signal charges transferred from the VCCD 12 horizontally, and a charge amount of signal charges transferred from the HCCD 13 And an output amplifier 14 that outputs a signal voltage (image data).

フォトダイオード11は、外形が略八角形であって、所定のピッチでハニカム状に2次元配列されており、この上には、カラーフィルタやマイクロレンズ(図示せず)が積層されている。フォトダイオード11に入射される光の色はカラーフィルタによって決定され、Rを付したフォトダイオード11には赤色の光、Gを付したフォトダイオード11には緑色の光、Bを付したフォトダイオード11には青色の光が入射される。   The photodiode 11 has a substantially octagonal outer shape and is two-dimensionally arranged in a honeycomb shape at a predetermined pitch, and a color filter and a microlens (not shown) are stacked thereon. The color of light incident on the photodiode 11 is determined by a color filter. The photodiode 11 with R is red light, the photodiode 11 with G is green light, and the photodiode 11 with B is used. Blue light is incident on.

VCCD12、HCCD13、および出力アンプ14は、固体撮像素子10の外部から入力される駆動パルスによって駆動され、フォトダイオード11に蓄積された信号電荷を順次、読み出し、垂直・水平転送した後、画像データを外部出力する。   The VCCD 12, the HCCD 13, and the output amplifier 14 are driven by drive pulses input from the outside of the solid-state imaging device 10, sequentially read out the signal charges accumulated in the photodiode 11, and transfer the image data after vertical and horizontal transfer. Outputs externally.

図2は、固体撮像素子から出力される画像データの出力値の均一性を検査する検査装置を示す。検査装置30は、演算処理装置21と、アナログ信号処理部23と、A/D変換器24と、デジタル信号処理部25と、記録部26と、表示部27とを備えている。検査装置30は、演算処理部21によって統括的に制御される。CCD駆動部22は、読み出しパルス、垂直転送パルス、水平転送パルスなどからなる駆動パルス群を発生して固体撮像素子10を駆動し、固体撮像素子10に画像データを出力させる。検査時には、CCD10に光源から均一光が照射される。光源や該光源を制御する光源制御部(不図示)が検査装置30に設けられていてもよい。   FIG. 2 shows an inspection apparatus for inspecting the uniformity of the output value of the image data output from the solid-state imaging device. The inspection device 30 includes an arithmetic processing device 21, an analog signal processing unit 23, an A / D converter 24, a digital signal processing unit 25, a recording unit 26, and a display unit 27. The inspection device 30 is comprehensively controlled by the arithmetic processing unit 21. The CCD drive unit 22 generates a drive pulse group including a read pulse, a vertical transfer pulse, a horizontal transfer pulse, and the like to drive the solid-state image sensor 10 and cause the solid-state image sensor 10 to output image data. At the time of inspection, the CCD 10 is irradiated with uniform light from a light source. The inspection device 30 may be provided with a light source and a light source control unit (not shown) that controls the light source.

アナログ信号処理部23は、CCD10から出力されたアナログ信号の画像データが入力され、所定の信号処理を実行した後に画像データをA/D変換器24に出力する。   The analog signal processing unit 23 receives analog signal image data output from the CCD 10, performs predetermined signal processing, and then outputs the image data to the A / D converter 24.

A/D変換器24は、アナログ信号処理部23から出力される画像データをデジタル信号に変換してデジタル信号処理部25に入力する。デジタル信号処理部25は、入力された画像データに対して補間処理(同時化処理)を施し、各画素に不足している色の画素データを生成する。例えば、R(赤)の画素に対しては、G(緑)およびB(青)の画素データを周囲から推定して求める。   The A / D converter 24 converts the image data output from the analog signal processing unit 23 into a digital signal and inputs the digital signal to the digital signal processing unit 25. The digital signal processing unit 25 performs interpolation processing (synchronization processing) on the input image data, and generates pixel data of a color that is insufficient for each pixel. For example, for R (red) pixels, G (green) and B (blue) pixel data are estimated from the surroundings.

デジタル信号処理部25は、この補間処理によりR,G,Bの画素データが同数となった画像データをメモリなどによって構成された記録部26に入力する。記録部26は、入力された画像データを記憶する。   The digital signal processing unit 25 inputs image data having the same number of R, G, and B pixel data by this interpolation processing to a recording unit 26 configured by a memory or the like. The recording unit 26 stores the input image data.

演算処理部21には、検査画像データ取得部31、ホワイトバランス(WB)処理部32、平滑化処理部33、ブロック平均値算出部34、均一性算出部35、および判定部36が設けられている。検査画像データ取得部31は、撮像素子の検査時に、記録部26に記憶された画像データを検査画像データとして取得する。   The arithmetic processing unit 21 includes an inspection image data acquisition unit 31, a white balance (WB) processing unit 32, a smoothing processing unit 33, a block average value calculation unit 34, a uniformity calculation unit 35, and a determination unit 36. Yes. The inspection image data acquisition unit 31 acquires the image data stored in the recording unit 26 as inspection image data when the image sensor is inspected.

WB処理部32は、白い被写体が白として再現されているかを判定するための所定の評価を行い、得られた評価値に基づき、検査画像データのゲイン調整を実行する。   The WB processing unit 32 performs a predetermined evaluation for determining whether a white subject is reproduced as white, and performs gain adjustment of the inspection image data based on the obtained evaluation value.

平滑化処理部33は、検査画像データに含まれている欠陥画素の出力値のような外乱を除去するために、検査画像データにおける所定領域ごとに平均化処理やメディアン処理などを施し、平滑化を行う。平均化処理を用いる場合には、検査画像データにおける欠陥画素の出力値を、該欠陥画素の出力値と該欠陥画素の周囲に隣接する画素の出力値とを対象として算出した平均値に置き換える。メディアン処理を用いる場合には、欠陥画素の出力値を、該欠陥画素の出力値とその周囲に隣接する画素の出力値とを対象として算出したメディアン値に置き換える。   The smoothing processing unit 33 performs averaging processing, median processing, and the like for each predetermined area in the inspection image data in order to remove disturbances such as output values of defective pixels included in the inspection image data, and smoothes I do. When the averaging process is used, the output value of the defective pixel in the inspection image data is replaced with an average value calculated for the output value of the defective pixel and the output value of the pixels adjacent to the periphery of the defective pixel. When the median processing is used, the output value of the defective pixel is replaced with the median value calculated for the output value of the defective pixel and the output values of the neighboring pixels.

ブロック平均値算出部34は、検査画像データを複数のブロックに分割する。図3は、検査画像データを複数のブロックに分割した状態を模式的に示す図である。図3に示すように検査画像データは、図の水平方向をx方向とし、垂直方向をy方向とし、これらx方向とy方向からなる2次元平面として捉えた場合に、x方向にn列,y方向にm行のm×n個のブロックに分割することができる。このとき、m,nはいずれも自然数又は正の整数とする。各ブロックは、x方向にi列,y方向にj行のi×j個の画素で構成されている。各ブロックの出力平均値は、ブロックの構成する各画素の出力値の平均値に相等する。   The block average value calculation unit 34 divides the inspection image data into a plurality of blocks. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state in which the inspection image data is divided into a plurality of blocks. As shown in FIG. 3, the inspection image data has n rows in the x direction when the horizontal direction in the figure is the x direction and the vertical direction is the y direction. It can be divided into m × n blocks of m rows in the y direction. At this time, both m and n are natural numbers or positive integers. Each block is composed of i × j pixels in i columns in the x direction and j rows in the y direction. The output average value of each block is equivalent to the average value of the output values of each pixel constituting the block.

図3に示す検査画像データでは、一例として、画像中心に最も近いブロックb1の出力値が最も大きく、画像中心に対して最も遠い4隅に位置する各ブロックb2の出力値が最も小さい場合を示している。検査画像データは、x方向及びy方向に対してブロックごとの出力平均値が異なっており、図3では、画像中心に近いほど、出力値が大きく、画像中心から遠いほど出力値が小さい状態を示している。   In the inspection image data shown in FIG. 3, for example, the output value of the block b1 closest to the image center is the largest, and the output value of each block b2 located at the four corners farthest from the image center is the smallest. ing. The inspection image data has different output average values for each block in the x direction and the y direction. In FIG. 3, the closer the image is to the center of the image, the larger the output value is, and the farther from the image center, the smaller the output value is. Show.

均一性算出部35は、複数のブロックのうち、出力平均値が最大のブロックと出力平均値が最小のブロックとの差分をその検査画像データの出力均一性として算出する。出力均一性の値が小さいほど検査画像データの出力値が均一に近く、出力均一性の値が大きいほど検査画像データの出力値がばらついていることを示している。   The uniformity calculation unit 35 calculates the difference between the block having the maximum output average value and the block having the minimum output average value among the plurality of blocks as the output uniformity of the inspection image data. The smaller the output uniformity value, the closer the output value of the inspection image data becomes, and the larger the output uniformity value, the more the output value of the inspection image data varies.

判定部36は、均一性算出部35によって算出された検査画像データの出力均一性を所定の判定値と比較し、該判定値を超えた場合には、その検査画像データに出力むらやシェーディングなどが発生しているものと判別し、不合格の判定をする。一方で、出力均一性が判定値以下である場合には、検査画像データに出力むらやシェーディングなどが発生していない良品であると判別し、合格の判定をする。   The determination unit 36 compares the output uniformity of the inspection image data calculated by the uniformity calculation unit 35 with a predetermined determination value. If the determination value exceeds the determination value, output unevenness, shading, or the like is included in the inspection image data. It is determined that has occurred, and a failure is determined. On the other hand, when the output uniformity is equal to or less than the determination value, it is determined that the output is non-defective product that does not generate output unevenness or shading in the inspection image data, and the pass is determined.

検査装置30は、判定部36の合否判定の結果を表示部27に表示する。   The inspection device 30 displays the result of the pass / fail determination by the determination unit 36 on the display unit 27.

次に、本発明にかかる検査方法の手順を説明する。以下の説明では、図2で示す検査装置を用いて検査方法を実行する手順を例に説明することとし、既に説明した構成やその作用については説明を省略する。   Next, the procedure of the inspection method according to the present invention will be described. In the following description, the procedure for executing the inspection method using the inspection apparatus shown in FIG. 2 will be described as an example, and the description of the already described configuration and its operation will be omitted.

図4は、検査方法の手順を示すフローチャートである。
最初に、検査画像データ取得部31が検査画像データを取得する。取得した検査画像データに対してWB処理部32でホワイトバランス処理を施し、平滑化処理部33でフィルタリングを施す。フィルタリングによって、検査画像データに含まれる欠陥画素の出力値が除去される。
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the inspection method.
First, the inspection image data acquisition unit 31 acquires inspection image data. The acquired inspection image data is subjected to white balance processing by the WB processing unit 32 and filtered by the smoothing processing unit 33. The output value of the defective pixel included in the inspection image data is removed by filtering.

平滑化処理の後、検査画像データを図3に示すようにn×m個のブロックに分割する。そして、各ブロックについて、出力平均値を算出する。各ブロックについて出力平均値を算出することで、外乱の影響を平滑化することができる。検査画像データを分割するブロックの数は、特に限定されなず、外乱の影響を平滑化できる範囲であれば任意に設定することができる。   After the smoothing process, the inspection image data is divided into n × m blocks as shown in FIG. Then, an average output value is calculated for each block. By calculating the output average value for each block, the influence of disturbance can be smoothed. The number of blocks into which the inspection image data is divided is not particularly limited, and can be arbitrarily set as long as the influence of disturbance can be smoothed.

次に、複数のブロックのうち、出力平均値が最大値となるブロックと、出力平均値が最小値となるブロックを特定し、出力平均値の最大値と出力平均値の最小値との差分を出力均一性として算出する。   Next, among the plurality of blocks, the block having the maximum output average value and the block having the minimum output average value are identified, and the difference between the maximum output average value and the minimum output average value is calculated. Calculated as output uniformity.

出力均一性を算出した後、判定部36において出力均一性が所定の判定値以下であるか否かを判定する。ここで、出力均一性が判定値以下の場合には、合格と判定する。一方で、出力均一性が判定値を超える場合には不合格と判定する。   After calculating the output uniformity, the determination unit 36 determines whether the output uniformity is equal to or less than a predetermined determination value. Here, when the output uniformity is equal to or less than the determination value, it is determined to be acceptable. On the other hand, when the output uniformity exceeds the determination value, it is determined as rejected.

判定が終了すると、検査装置30は、合格判定及び不合格判定を表示部27に表示する。   When the determination is finished, the inspection apparatus 30 displays a pass determination and a fail determination on the display unit 27.

各ブロック平均値を算出する工程においては、複数のブロックのうち、出力平均値が異常となる異常ブロックが存在する場合に、異常ブロックと該異常ブロックの周辺のブロックとの出力平均値を比較し、異常ブロックが特異点であると判別された場合に、該異常ブロックを検査対象から外してもよい。こうすれば、フィルタリングやブロックの分割でも除去できなかった出力値の異常ブロックを検査対象から除去できるため、検査の精度をより一層向上させることができる。   In the step of calculating each block average value, when there is an abnormal block whose output average value is abnormal among a plurality of blocks, the output average values of the abnormal block and the blocks around the abnormal block are compared. When the abnormal block is determined to be a singular point, the abnormal block may be excluded from the inspection target. In this way, abnormal blocks having output values that could not be removed by filtering or block division can be removed from the inspection target, so that the inspection accuracy can be further improved.

図5は、検査画像データの複数のブロックをデジタルデータ化して示した図である。図6は、図5に示す検査画像データにおいて、異常ブロックと該異常ブロックの周囲のブロックとの関係を説明する図である。図5では、X方向に10個及びY方向に10個、つまり、10×10のブロックを例に説明している。
図5に示す各ブロックの数値は、一例としてセンサ出力値を8ビットでデジタルデータ化したものであり、ここでは、デジタル値255を白とし、デジタル値0を黒とする。
FIG. 5 is a diagram showing a plurality of blocks of inspection image data converted into digital data. FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between an abnormal block and blocks around the abnormal block in the inspection image data shown in FIG. FIG. 5 illustrates an example of 10 blocks in the X direction and 10 blocks in the Y direction, that is, 10 × 10 blocks.
The numerical value of each block shown in FIG. 5 is, for example, a sensor output value converted into digital data with 8 bits. Here, the digital value 255 is white and the digital value 0 is black.

検査画像データの中心でデジタル値が127になるようにセンサ出力を規定した場合、異常ブロックは下記のように検出することができる。
例えば、X=3,Y=2のブロックc11は、その周囲の8個のブロックと比較しても、約1/3程度の出力しか得られていない。このような異常ブロックは、周囲のブロックとも連続性もないため、大きいゴミ等が付着している可能性が高く、この異常ブロックを特異点として検出することができる。
When the sensor output is defined so that the digital value becomes 127 at the center of the inspection image data, the abnormal block can be detected as follows.
For example, the block c11 with X = 3 and Y = 2 can obtain only about 1/3 of the output even when compared with the eight surrounding blocks. Such an abnormal block has no continuity with the surrounding blocks, so there is a high possibility that large dust or the like is attached, and this abnormal block can be detected as a singular point.

ここで「連続性」とは、所定の方向に連続するブロックの出力値が、該所定の方向に出力値が所定の傾きで変化しつつ存在している度合いをいう。図6(a)に示すように、対象ブロックと該対象ブロックの周囲のブロックとを比較した際に、出力値の変化する方向が存在し、その出力値の変化の量(つまり、傾き)が一定である場合には対象ブロックは周囲のブロックと連続性があるといえる。図6(a)の対象ブロックは出力値90であり、そのX方向に変化を見ると、111→90→85となっており、Y方向に変化をみると、113→90→82となっており、次第に小さくなるように変化していることがわかる。
一方で、図6(b)の対象ブロックのように隣接するブロック全てに対して出力が大きいような場合には、連続性がないといえる。図6(b)の対象ブロックは出力値146であり、そのX方向に変化を見ると、107→146(対象ブロック)→121となっており、Y方向に変化をみると、111→146(対象ブロック)→112となっている。
Here, “continuity” refers to the degree to which the output values of blocks that are continuous in a predetermined direction are present in the predetermined direction while changing the output values with a predetermined slope. As shown in FIG. 6A, when the target block is compared with the blocks around the target block, there is a direction in which the output value changes, and the amount of change in the output value (that is, the slope) is If it is constant, the target block can be said to be continuous with surrounding blocks. The target block in FIG. 6A has an output value of 90. When the change in the X direction is seen, 111 → 90 → 85, and when the change is seen in the Y direction, 113 → 90 → 82. It can be seen that the change gradually decreases.
On the other hand, it can be said that there is no continuity when the output is large for all adjacent blocks, such as the target block of FIG. The target block in FIG. 6B has an output value 146. When the change in the X direction is seen, 107 → 146 (target block) → 121, and when the change is seen in the Y direction, 111 → 146 ( Target block) → 112.

図6(c)のように、例えば対象ブロックと該対象ブロックの周囲8ブロックのうち7ブロック(図中、対象ブロックの右上ブロック以外のブロック)との差が大きい場合には、対象ブロック及び右上のブロックを特異点として検査対象から除外する。
または、図6(d)のように、対象ブロックと該対象ブロックの周囲8ブロックのうち6ブロック(図中、対象ブロックの右上ブロック及び右ブロック以外のブロック)との差が大きく、また、対象ブロック及び右上のブロック及び右ブロックについては連続性もないため、対象ブロックを含むこれらのブロックを特異点として検査対象から除外する。
As shown in FIG. 6C, for example, when there is a large difference between the target block and 7 blocks (blocks other than the upper right block in the target block) among the 8 blocks surrounding the target block, Are excluded from the inspection target as singular points.
Alternatively, as shown in FIG. 6 (d), the difference between the target block and 6 blocks (blocks other than the upper right block and right block of the target block) among the 8 blocks around the target block is large, and the target Since the block, the upper right block, and the right block are not continuous, these blocks including the target block are excluded from the inspection target as singular points.

また、図5に示す検査画像データにおいて、X=8、Y=6のブロックc12は周囲のどのブロックと比較しても約20%〜30%程度、出力値が高い。このような異常ブロックは、周囲のどのブロックとの連続性もないことから、製造工程での不具合により正しい画素部が形成されていない可能性が高く、この異常ブロックを特異点として検出することができる。   In the inspection image data shown in FIG. 5, the output value of the block c12 with X = 8 and Y = 6 is about 20% to 30%, which is higher than any surrounding blocks. Since such an abnormal block does not have continuity with any surrounding blocks, there is a high possibility that a correct pixel portion is not formed due to a defect in the manufacturing process, and this abnormal block can be detected as a singular point. it can.

さらに、X=2、Y=9のブロックc13は、周囲のブロックと比べて約20%程度低い出力値であるが、周囲ブロックとの連続性があるため、単純にこの異常ブロックを特異点として検出することができない。   Furthermore, the output value of the block c13 with X = 2 and Y = 9 is about 20% lower than that of the surrounding blocks, but because of the continuity with the surrounding blocks, this abnormal block is simply used as a singular point. It cannot be detected.

このように、異常ブロックは、着目した対象ブロックが該対象ブロックの周囲の全てのブロックと比較して著しく出力値が異なる場合には、高い確率で特異点とみなすことができる。図5に示す検査画像データの各ブロックを例にあげれば、約20%〜30%の出力差があるブロックが連続性を有しない場合は、その異常ブロックについて特異点とすることができる。ただし、具体的に異常ブロックを特異点と判断するか否かの基準レベルは、個々の撮像素子の面内ブロックの平均的な変化傾向に応じて任意に調整することができる。したがって、この基準レベルは、目的の撮像素子の平均的な光学特性から外れた値であり、かつ、異常ブロックが視認される限度値を基準レベルとして規定することができる。上記の例では、周囲のブロックに比較して約20%〜30%の出力差がある異常ブロックを特異点としたが、約50%の出力差とする場合もありえる。   In this way, an abnormal block can be regarded as a singular point with a high probability when the target block of interest has a significantly different output value compared to all the blocks around the target block. Taking each block of the inspection image data shown in FIG. 5 as an example, if a block having an output difference of about 20% to 30% does not have continuity, the abnormal block can be made a singular point. However, the reference level for determining whether or not an abnormal block is specifically a singular point can be arbitrarily adjusted according to the average change tendency of the in-plane block of each image sensor. Therefore, this reference level is a value deviating from the average optical characteristic of the target image sensor, and a limit value at which an abnormal block is visually recognized can be defined as the reference level. In the above example, an abnormal block having an output difference of about 20% to 30% compared to the surrounding blocks is used as a singular point. However, an output difference of about 50% may be used.

固体撮像素子の構成を示す概略的な平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of a solid-state image sensor. 検査装置の構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of an inspection apparatus. 検査画像データを複数のブロックに分割した状態を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the state where inspection image data was divided into a plurality of blocks. 検査方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of an inspection method. 検査画像データの複数のブロックをデジタルデータ化して示した図である。It is the figure which showed the some block of test | inspection image data as digital data. 図5の検査画像データにおいて、異常ブロックと該異常ブロックの周囲のブロックとの関係を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between an abnormal block and blocks around the abnormal block in the inspection image data of FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

10 撮像素子
11 フォトダイオード
12 垂直CCD(VCCD)
13 水平CCD(HCCD)
30 検査装置
33 平滑化処理部
34 ブロック平均値算出部
35 均一性算出部
10 Image sensor 11 Photo diode 12 Vertical CCD (VCCD)
13 Horizontal CCD (HCCD)
30 Inspection Device 33 Smoothing Processing Unit 34 Block Average Value Calculation Unit 35 Uniformity Calculation Unit

Claims (4)

撮像素子の出力均一性を検査する、撮像素子の検査方法であって、
前記撮像素子から検査画像データを取得し、
取得した前記検査画像データをフィルタリングし、
前記検査画像データを複数のブロックに分割し、各ブロックの出力平均値を算出し、
前記複数のブロックのうち最大の出力平均値と最小の出力平均値との差分に基づいて出力均一性を算出し、
前記出力均一性と予め設定された判定値とを比較することで合否判定を行う撮像素子の検査方法。
An inspection method of an image sensor for inspecting output uniformity of the image sensor,
Obtaining inspection image data from the image sensor;
Filtering the acquired inspection image data;
Dividing the inspection image data into a plurality of blocks, calculating an average output value of each block,
Calculating output uniformity based on the difference between the maximum output average value and the minimum output average value among the plurality of blocks;
An image sensor inspection method for performing pass / fail determination by comparing the output uniformity with a predetermined determination value.
請求項1に記載の検査方法であって、
前記複数のブロックのうち、前記出力平均値が異常となる異常ブロックが存在する場合に、前記異常ブロックと該異常ブロックの周辺のブロックとの出力平均値を比較し、前記異常ブロックが特異点であると判別された場合に、該異常ブロックを検査対象から外す撮像素子の検査方法。
The inspection method according to claim 1,
When there is an abnormal block in which the output average value is abnormal among the plurality of blocks, the output average value of the abnormal block and a block around the abnormal block are compared, and the abnormal block is a singular point. A method for inspecting an image sensor that removes the abnormal block from an inspection target when it is determined that the abnormal block exists.
撮像素子の出力均一性を検査する、撮像素子の検査装置であって、
前記撮像素子から検査画像データを取得する検査画像データ取得手段と、
取得した前記検査画像データをフィルタリングし、
前記検査画像データを複数のブロックに分割し、各ブロックの出力平均値を算出するブロック平均値算出手段と、
前記複数のブロックのうち最大の出力平均値と最小の出力平均値との差分に基づいて出力均一性を算出する均一性算出手段と、
前記出力均一性と予め設定された判定値とを比較することで合否判定を行う判定手段と、を備えた撮像素子の検査装置。
An inspection device for an image sensor that inspects output uniformity of the image sensor,
Inspection image data acquisition means for acquiring inspection image data from the imaging element;
Filtering the acquired inspection image data;
Block average value calculating means for dividing the inspection image data into a plurality of blocks and calculating an average output value of each block;
Uniformity calculating means for calculating output uniformity based on a difference between a maximum output average value and a minimum output average value among the plurality of blocks;
An inspection device for an image sensor, comprising: a determination unit configured to perform a pass / fail determination by comparing the output uniformity with a predetermined determination value.
請求項3に記載の検査装置であって、
前記複数のブロックのうち、前記出力平均値が異常となる異常ブロックが存在する場合に、前記異常ブロックと該異常ブロックの周辺のブロックとの出力平均値を比較し、前記異常ブロックが特異点であると判別された場合に、該異常ブロックを検査対象から外す撮像素子の検査装置。
The inspection apparatus according to claim 3,
When there is an abnormal block in which the output average value is abnormal among the plurality of blocks, the output average value of the abnormal block and a block around the abnormal block are compared, and the abnormal block is a singular point. An inspection device for an image sensor that removes the abnormal block from an inspection target when it is determined that the abnormal block exists.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105865748A (en) * 2016-05-06 2016-08-17 哈尔滨工程大学 Image sensor key performance parameter testing method based on particle swarm optimization

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