JP2995996B2 - 固体撮像素子の線状欠陥検出装置およびその欠陥検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の線状欠
陥検出装置およびその欠陥検出方法に関し、特に固体撮
像素子の垂直電荷転送部に発生した欠陥に起因する縦線
状欠陥を検出する線状欠陥検出装置およびその検出方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤイメージャ等の固体撮像素子で
は、垂直電荷転送部に発生した欠陥に起因してノイズが
発生することがあり、このノイズ成分は縦線状欠陥とし
て再生画面上に現れ、画質劣化の一因となる。すなわ
ち、垂直電荷転送部の一部に欠陥が存在すると、垂直転
送時に電荷がこの欠陥部分を通過することで一定量減少
するために、画面上では画面途中から画面下部までの縦
線として確認され、これが縦線状欠陥となる。このた
め、製品化された固体撮像素子に対し、縦線状欠陥の如
き画像欠陥の検出がなされる。従来、この縦線状欠陥の
検出は、半導体メモリ上に各点のデータを記憶させ、こ
れら記憶データに基づくコンピュータ（又はハードウェ
ア）による演算処理によって行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
線状欠陥検出装置では、半導体メモリに記憶するデータ
の分解能に限界があるとともに、垂直電荷転送部に発生
した欠陥による出力レベルの変化は非常に小さいため、
高精度の欠陥検出は難しいという欠点があった。すなわ
ち、一例として、画素（フォトセンサ）に蓄積される電
荷（ここでは、電子）の数を１００個程度とし、電子１
００個が１ｍＶの出力レベルに変換され、垂直電荷転送
部の欠陥部分を電子が通過することで電子数が例えば１
０個程度減少すると仮定すると、垂直電荷転送部に発生
した欠陥による出力レベルの変化は０．１ｍＶ程度と小
さく、この微小なレベル変化を検出するは非常に難し
い。

【０００４】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであって、縦線状欠陥の検出を高精度にて実現可能な
固体撮像素子の線状欠陥検出装置およびその欠陥検出方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による線状欠陥検
出装置は、画素単位で２次元配列されたフォトセンサ
と、このフォトセンサから読み出された信号電荷を垂直
転送する垂直電荷転送部と、この垂直電荷転送部によっ
て転送された信号電荷を水平転送する水平電荷転送部と
を有する固体撮像素子の線状欠陥検出装置であって、水
平電荷転送部を駆動する水平転送クロックパルスおよび
垂直電荷転送部を駆動する垂直転送クロックパルスを発
生するとともに、縦線状欠陥の検出モードでは水平転送
クロックパルスの発生を所定時間だけ停止して水平電荷
転送部における電荷転送を一時中断させると同時に、そ
の一時中断期間において垂直電荷転送部を上記所定時間
に相当する転送段数分だけ転送駆動するタイミングジェ
ネレータと、縦線状欠陥の検出モード時における上記一
時中断期間の経過後の固体撮像素子の出力レベルに基づ
いて縦線状欠陥を検出する検出手段とを備えた構成とな
っている。

【０００６】本発明による線状欠陥検出方法は、画素単
位で２次元配列されたフォトセンサと、このフォトセン
サから読み出された信号電荷を垂直転送する垂直電荷転
送部と、この垂直電荷転送部によって転送された信号電
荷を水平転送する水平電荷転送部とを有する固体撮像素
子において、水平電荷転送部を駆動する水平転送クロッ
クパルスの発生を所定時間だけ停止して水平電荷転送部
における電荷転送を一時中断させ、その一時中断期間に
おいて垂直電荷転送部を上記所定時間に相当する転送段
数分だけ転送駆動し、一時中断期間経過後の固体撮像素
子の出力レベルに基づいて縦線状欠陥を検出するように
する。

【０００７】

【作用】固体撮像素子の電荷転送の駆動源となるタイミ
ングジェネレータにおいて、縦線状欠陥の検出モードで
は、水平転送クロックパルスの発生を所定時間だけ停止
して水平電荷転送部における電荷転送を一時中断させる
ことで、垂直電荷転送部から転送された電荷が水平電荷
転送部に蓄積される。この水平電荷転送部における電荷
の蓄積により、垂直電荷転送部に発生した欠陥に伴う出
力レベルが増大するため、固体撮像素子の縦線状欠陥を
より高精度にて検出できる。

【０００８】固体撮像素子の縦線状欠陥を検出するに当
り、先ず、水平転送クロックパルスの発生を所定時間だ
け停止して水平電荷転送部における電荷転送を一時中断
させる。これにより、垂直電荷転送部から転送された電
荷が水平電荷転送部に蓄積され、垂直電荷転送部に発生
した欠陥に伴う出力レベルが増大する。そして、このと
きの固体撮像素子の出力レベルを得ることで、固体撮像
素子の縦線状欠陥をより高精度にて検出できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、例えばインターライン転送方式の
ＣＣＤイメージャに適用された本発明の一実施例を示す
構成図である。図において、画素単位で２次元配列され
て入射光を信号電荷に変換して蓄積するフォトセンサ１
１と、これらフォトセンサ１１の垂直列毎に配されかつ
読出しゲート１２を介して読み出された信号電荷を垂直
転送する垂直電荷転送部１３とによって撮像領域１４が
構成されている。

【００１０】垂直電荷転送部１３は、垂直転送クロック
パルスＶφ₁ 〜Ｖφ₄ によって４相駆動される。この垂
直電荷転送部１３のゲート電極のうち、第１，第３相の
垂直転送クロックパルスＶφ₁ ，Ｖφ₃ が印加されるゲ
ート電極は、フォトセンサ１１に蓄積された信号電荷を
読み出す読出しゲート電極１２を兼ねている。垂直電荷
転送部１３に読み出された信号電荷は、１水平走査期間
の周期で水平電荷転送部１５へ転送される。

【００１１】水平電荷転送部１５は、水平転送クロック
パルスＨφ₁ ，Ｈφ₂ によって２相駆動され、垂直電荷
転送部１３から転送された１走査線分の信号電荷を水平
転送する。水平電荷転送部１５の出力端には、例えばフ
ローティング・ディフュージョン・アンプからなる電荷
検出部１６が配されており、この電荷検出部１６は水平
電荷転送部１５において転送された信号電荷を検出して
電圧信号に変換し、各フォトセンサ１１に対応した画素
信号を時系列的に出力する。以上により、ＣＣＤイメー
ジャ１０が構成されている。

【００１２】タイミングジェネレータ２１からは、４相
の垂直転送クロックパルスＶφ₁ 〜Ｖφ₄ や、２相の水
平転送クロックパルスＨφ₁ ，Ｈφ₂ などの各種のタイ
ミング信号が発生される。そして、これらタイミング信
号のうち、垂直転送クロックパルスＶφ₁ 〜Ｖφ₄ およ
び水平転送クロックパルスＨφ₁ ，Ｈφ₂ は、駆動回路
２２を介して垂直電荷転送部１３および水平電荷転送部
１５にそれぞれ供給される。

【００１３】ＣＣＤイメージャ１０の出力、即ち電荷検
出部１６の出力はサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路２３
を経た後、通常の転送モードでは、そのままビデオ出力
となるとともに、縦線状欠陥の検出モードでは、高精度
のＡ／Ｄ変換器２４でディジタル化されて平均化処理回
路２５に供給され、その出力レベルに基づいて垂直電荷
転送部１３に発生した欠陥に起因する縦線状欠陥の検出
が行われる。この欠陥による出力レベルの変化は、通常
の転送モードでは、０．１ｍＶ程度である。

【００１４】タイミングジェネレータ２１は、通常の転
送モードでは、所定のタイミングで垂直転送クロックパ
ルスＶφ₁ 〜Ｖφ₄ および水平転送クロックパルスＨφ
₁ ，Ｈφ₂ を発生する一方、縦線状欠陥の検出モードで
は、垂直転送クロックパルスＶφ₁ 〜Ｖφ₄ については
通常の転送モードと同様に発生するが、水平転送クロッ
クパルスＨφ₁ ，Ｈφ₂ については所定時間だけ発生を
停止するように構成されている。

【００１５】このように、縦線状欠陥の検出モードにお
いて、水平電荷転送部１５に印加する水平転送クロック
パルスＨφ₁ ，Ｈφ₂ の発生を一定期間だけ停止するこ
とにより、その停止期間では水平電荷転送部１５におけ
る電荷転送が中断される。これにより、水平電荷転送部
１５には、垂直電荷転送部１３から転送されてきた電荷
がその停止期間だけ蓄積される。一例として、フォトセ
ンサ１１に蓄積される電荷（ここでは、電子）の数を１
００個程度とし、電子１００個が１ｍＶの出力レベルに
変換され、また垂直電荷転送部１３の欠陥部分を電子が
通過することで電子数が例えば１０個程度減少すると仮
定すると、水平電荷転送部１５における電荷転送の一時
中断期間に垂直電荷転送部１３を例えば１０転送段数分
だけ転送駆動することで、水平電荷転送部１５には１０
ライン分の電荷が蓄積される。

【００１６】その停止期間の経過後、タイミングジェネ
レータ２１から再度発生される水平転送クロックパルス
Ｈφ₁ ，Ｈφ₂ を水平電荷転送部１５に印加することに
よって電荷検出部１６からその蓄積電荷を順次読み出
す。これにより、垂直電荷転送部１３に発生した欠陥に
伴う出力レベルが、水平電荷転送部１５で電荷を蓄積し
ない通常の転送モードの場合に比べ、その蓄積期間に応
じて増大する。具体的には、垂直電荷転送部に発生した
欠陥による出力レベルの変化は、通常の転送モードの場
合は０．１ｍＶ程度であるのに対して、水平電荷転送部
１５で１０ライン分の電荷を蓄積した場合には１．０ｍ
Ｖ程度と、通常の転送モードの１０倍程度に増大する。
したがって、ＣＣＤイメージャ１０の縦線状欠陥をより
高精度にて検出できることになる。

【００１７】図２に、１００ライン分の電荷を水平電荷
転送部１５に蓄積した場合の平均時間に対する欠陥検出
レベルおよび欠陥検出レベルの標準偏差の各データを示
す。同図において、一点鎖線は本発明による欠陥検出レ
ベルの標準偏差、点線は従来例による欠陥検出レベルの
標準偏差、二点鎖線は本発明による欠陥検出レベル、実
線は従来例による欠陥検出レベルをそれぞれ示してい
る。この特性図から明かなように、従来例によるものと
本発明によるものとを比較すると、欠陥検出レベルも欠
陥検出レベルの標準偏差も向上していることがわかる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水平転送クロックパルスの発生を所定時間だけ停止して
水平電荷転送部における電荷転送を一時中断させるよう
にしたことにより、垂直電荷転送部から転送された電荷
を水平電荷転送部に蓄積させるので、垂直電荷転送部に
発生した欠陥に伴う出力レベルが増大し、その結果、固
体撮像素子の縦線状欠陥をより高精度にて検出できるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インターライン転送方式のＣＣＤイメージャに
適用された本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】平均時間に対する検出レベルおよび標準偏差の
特性図である。

【符号の説明】

１０ ＣＣＤイメージャ １１ フォトセンサ １３ 垂直電荷転送部 １５ 水平電荷転送部 ２１ タイミングジェネレータ ２３ サンプルホールド回路 ２５ 平均化処理回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素単位で２次元配列されたフォトセン
   サと、前記フォトセンサから読み出された信号電荷を垂
   直転送する垂直電荷転送部と、前記垂直電荷転送部によ
   って転送された信号電荷を水平転送する水平電荷転送部
   とを有する固体撮像素子の線状欠陥検出装置であって、 前記水平電荷転送部を駆動する水平転送クロックパルス
   および前記垂直電荷転送部を駆動する垂直転送クロック
   パルスを発生するとともに、縦線状欠陥の検出モードで
   は前記水平転送クロックパルスの発生を所定時間だけ停
   止して前記水平電荷転送部における電荷転送を一時中断
   させると同時に、その一時中断期間において前記垂直電
   荷転送部を前記所定時間に相当する転送段数分だけ転送
   駆動するタイミングジェネレータと、 前記縦線状欠陥の検出モード時における前記一時中断期
   間の経過後の 前記固体撮像素子の出力レベルに基づいて
   縦線状欠陥を検出する検出手段と を備えたことを特徴と
   する固体撮像素子の線状欠陥検出装置。
2. 【請求項２】 画素単位で２次元配列されたフォトセン
   サと、前記フォトセンサから読み出された信号電荷を垂
   直転送する垂直電荷転送部と、前記垂直電荷転送部によ
   って転送された信号電荷を水平転送する水平電荷転送部
   とを有する固体撮像素子において、 前記水平電荷転送部を駆動する水平転送クロックパルス
   の発生を所定時間だけ停止して前記水平電荷転送部にお
   ける電荷転送を一時中断させ、その一時中断期間において前記垂直電荷転送部を前記所
   定時間に相当する転送段数分だけ転送駆動し、 前記一時中断期間の経過後の 前記固体撮像素子の出力レ
   ベルに基づいて縦線状欠陥を検出することを特徴とする
   固体撮像素子の線状欠陥検出方法。