JP2012134716A

JP2012134716A - 固体撮像素子及び、画像診断方法

Info

Publication number: JP2012134716A
Application number: JP2010284391A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yano; 貴司矢野
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-07-12

Abstract

【課題】画像診断時間を短縮することのできる画像診断方法を提供する。
【解決手段】固体撮像素子２は、固体撮像素子２の複数行および／または複数列を一括して選択して読出す読出回路５を備え、画像診断装置１は、読出された画素の値を行および／または列単位で平均した値を格納するメモリ４と、メモリ４内のデータに基づいて、固体撮像素子２の欠陥検出を行なう画像処理部６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像素子及び、画像診断方法に関する。

固体撮像素子の画像診断は、数１０メガ個の画素で構成された画像にさまざまな演算を行うことで、良否の判定を実施している。

たとえば、特許文献１（特開２００８−２４１５０５号公報）では、固体撮像素子１２と、読み出し手段１３と、診断作業用領域設定手段１４ａ、部分撮像画像データ記憶手段１４ｂ、診断用データ生成手段１４ｃ、診断用データ出力手段１４ｄを備えた画像診断用テスト手段が同一基板上に形成され、画像診断時において、診断作業用領域設定手段１４ａは、撮像画像データの領域全体に亘って設定した複数の有効診断領域毎に、有効診断領域を含む診断作業用領域を設定し、読み出し手段１３は、診断作業用領域毎に部分撮像画像データを読み出し、診断用データ生成手段１４ｃは、部分撮像画像データ夫々に対し画像処理及び第１統計処理を含む演算処理を実行して診断用データを生成する。

特開２００８−２４１５０５号公報

しかしながら、固体撮像素子の画像診断を実施する場合に使用する画像デ−タは容量が大きいため、固体撮像素子からの出力を読み込んで、演算し、保存するのに非常に時間がかかり、生産性が悪化する。

たとえば、４，０００列×３，０００行のイメージセンサでは、１２メガ個分の画素出力をテスタに取り込んで計算する必要がある。シリアルにデ−タを取り込む場合、アナログ出力の素子では１２メガクロックの時間が必要である。１４ビットデジタル出力の素子では、１２メガ×１４クロックの時間が必要となり、画像診断時間の増大を招いている。

それゆえに、本発明の目的は、画像診断時間を短縮することのできる画像診断装置を提供することである。

本発明の一実施形態の画像診断方法は、複数行の画素および／または複数列の画素を一括して選択して読出し、読出された画素の値を行および／または列単位で平均した値として書き出された値を画像診断装置内のメモリに取り込み、画像処理部により固体撮像素子の欠陥検出を行なう。

本発明の一実施形態によれば、画像診断時間を短縮することができる。

本発明の実施形態の固体撮像素子と画像診断装置の構成を表わす図である。固体撮像素子の特性を表わす図である。従来の画像診断での読出しを説明するための図である。従来の画像診断でのデ−タの取り込みタイミング図である。本発明の第１の実施形態の画像診断での読出しを説明するための図である。本発明の第１の実施形態の画像診断でのデ−タの取り込みタイミング図である。本発明の第１の実施形態の画像診断でのデ−タの取り込みタイミング図である。本発明の第２の実施形態の画像診断での読出しを説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
本発明の実施形態の固体撮像素子の特徴は、撮像画像データを出力する読み出し動作時に、奇数行あるいは偶数行の画素を一括して選択する機能と、奇数列あるいは偶数列の画素からの出力を一括して出力する機能を有することである。本発明の実施形態の画像診断装置は、画像診断時に複数行および／または複数列分の行および列毎に平均化された１次元配列のデ−タを読み出し、演算処理することにより、画像の良否を診断する。

（画像診断装置）
図１は、本発明の実施形態の固体撮像素子２と画像診断装置１の構成を表わす図である。

図１を参照して、この固体撮像素子２は、光信号を電気信号に変換するｋ列、ｎ行のベイヤー配列の画素を備える。

具体的には、偶数行かつ偶数例、奇数行かつ奇数列に緑色の画素（Ｇ）、偶数行かつ奇数例に赤色の画素（Ｒ）が配置、奇数行かつ偶数例に青色の画素（Ｂ）が配置される。

固体撮像素子２は、選択部３と、読出回路５とを備え、画像診断装置１は、メモリ４と、画像処理部６とを備える。

選択部３は、固体撮像素子２の行および列を選択するための選択信号を出力する。
読出回路５は、選択信号に従って、固体撮像素子２の複数行および／または複数列を一括で選択して読出す。

メモリ４は、読出回路５によって読みだされた画素の値、または複数画素の平均値を格納する。

画像処理部６は、メモリ４内のデータに基づいて、固体撮像素子２の欠陥検出、および感度の計算などの画像処理を行なう。

（従来の画像診断での読出し）
図２は、固体撮像素子２の特性を表わす図である。

この固体撮像素子２は、（ｋ×ｎ）個の画素からなる。この固体撮像素子２は、第６列目の画素、第５行目の画素、（２、２）座標の画素に欠陥が存在する。

通常の画像診断では、行選択信号にて固体撮像素子２の１行のみを選択し、列選択信号にて固体撮像素子２の１列ずつ順にｋ回選択することにより１行分のデ−タを読み出す。次に、２行目、３行目と順にｎ行のデ−タを読み出す。これによって、図３に示すように、メモリ４内の（ｋ×ｎ）の２次元配列上に画像が取得される。

この（ｋ×ｎ）の２次元配列のデータに対して、各行の画素の平均値、および各列の画素の平均値を計算して、欠陥の有無および座標を取得する。

このため、画素数の増大に伴い、図４に示すように最低でも（ｋ×ｎ）回の読み込みが必要となる。そのため、読み込む時間の増大を招き、読み込んだデータ量も増大することから演算時間、デ−タ保存時間も増大し、画像診断時間が増大する。

（本発明の実施形態の画像診断での読出し）
本発明の実施形態では、選択部３が、奇数行を一括して選択し、列選択信号を１列ずつ選択することにより、奇数行の画素を列方向に平均した値が図５に示すようなメモリ４内の長さｋの一次元配列１０１上に読み出される。

また、選択部３が、偶数行を一括して選択し、列選択信号を１列ずつ選択することにより、偶数行の画素を列方向に平均した値が図５に示すようなメモリ４内の長さｋの一次元配列１０２上に読み出される。

選択部３が、偶数列を一括して選択し、行選択信号を１行ずつ選択することにより、偶数列の画素を行方向に平均した値が図５に示すようなメモリ４内の長さｎの一次元配列１０４上に読み出される。

選択部３が、奇数列を一括して選択し、行選択信号を１行ずつ選択することにより、奇数列の画素を行方向に平均した値が図５に示すようなメモリ４内の長さｎの一次元配列１０３上に読み出される。

この方法により、図６および図７に示すように、（ｋ×２＋ｎ×２）回に読み込み回数を減少させる。さらにデータ量が減少することによって、その後の演算時間、デ−タ保存時間を削減することができる。

また、通常では２次元配列に読み込んでから実行する行平均および列平均と同等の処理が完了した状態で１次元配列に読み込まれることによって演算時間の短縮も見込まれる。

なお、行、列をそれぞれ奇数、偶数に分けて読み込むことにより、３または４種類の画素を種類別に処理することを可能としている。

（効果）
以上のように、本実施の形態によれば、画像の取り込みを画素毎でなく、１行分、および１列分を一括で、または数度に分割して行なう。これによって、扱うデータ量を大幅に削減し、固体撮像素子２からの出力の読み込み時間を短縮し、画像処理時間を短縮することができる。その結果、欠陥の検出を高速に行うことができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、行および列をそれぞれ奇数、偶数に分けて、選択および読み込みを行った。

これに対して、本実施の形態では、選択部３は、画素の種類が１種類の場合、あるいは３または４種類の画素が存在しても、欠陥の判定基準に対して画素の種類による特性差が十分に小さい場合に、すなわち正常画素が出力する値の間の差に比べて、正常画素が出力する値と欠陥画素が出力する値との差分が著しく大きい場合には、奇数および偶数に分けずに全行、全列を一括して選択する。

本発明の実施形態では、選択部３は、全行を一括して選択し、列選択信号を１列ずつ選択することにより、全行の画素を列方向に平均した値が図８に示すようなメモリ４内の長さｋの一次元配列２０１上に読み出される。

全列を一括して選択し、行選択信号を１行ずつ選択することにより、全列の画素を行方向に平均した値が図８に示すようなメモリ４内の長さｎの一次元配列２０２上に読み出される。

（効果）
本発明の実施形態によって、読み込み回数を（ｋ＋ｎ）回に減少させることができる。

［第３の実施形態］
第１の実施形態では、行および列をそれぞれ奇数、偶数に分けて、選択および読み込みを行ったので、検出できる欠陥は、主に線状に分布する欠陥となる。これに対して、本実施の形態では、検出する欠陥を面状に分布する欠陥とする。これは、固定撮像素子の左右で感度が異なる場合や、中央部と周辺部で感度が異なる場合があり、均一な特性を有するかを調べることとしたものである。

本実施の形態では、読出回路５が、読み出す単位を、固体撮像素子２内のａ行（たとえば１００行）およびｂ列（１００列）からなるブロック単位とする。

本発明の実施形態では、選択部３は、１ブロック内のａ行を一括して選択し、ｂ個の列選択信号を１列ずつ選択することにより、ａ行の画素をｂ個の列方向に平均した値を出力線上に出力し、さらにこのａ行分の出力を平均した値をメモリ４に出力する。

（効果）
本実施の形態によって、読み込み回数を１／（ａ×ｂ）回に減少させて、画素特性の面内分布を評価することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１画像診断装置、２固体撮像素子、３選択部、４メモリ、５読出回路、６画像処理部。

Claims

複数行の画素および／または複数列の画素を一括して選択して読出し、読出された画素の値を行および／または列単位で平均した値として書き出された値を画像診断装置内のメモリに取り込み、画像処理部により固体撮像素子の欠陥検出を行なう画像診断方法。