JP4697959B2 - 画素欠陥検査装置、画素欠陥検査方法、制御プログラムおよび可読記録媒体 - Google Patents
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さらに、基準となる光電変換係数a0と、入射光がない状態での基準となるオフセット出力画像レベルb0と、上記正常な画素の出力画像レベルC(x,y)から、入射光量E(x,y)を推定する。一般に、光電変換素子の入射光量E(x,y)と画素の出力画像レベルC(x,y)との間には、下記式(5)に示すような関係がある。よって、入射光量E(x,y)は下記式(1)によって求めることができる。
E(x,y)=(C(x,y)−b0)/a0 ・・・式(1)
図16は、光電変換素子の入射光量E(x,y)と画素の出力画像レベルC(x,y)との関係を示すグラフであり、縦軸に画素の出力画像(画素出力)P、横軸に入射光量Eを示している。
ただし、ΔaおよびΔbは、事前設定された判定基準値としての判定閾値である。
原色Rの場合は、
|a0R−aR|<ΔaR、かつ、|b0R−bR|<ΔbR:欠陥無し
原色Gの場合は、
|a0G−aG|<ΔaG、かつ、|b0G−bG|<ΔbG:欠陥無し
原色Bの場合は、
|a0B−aB|<ΔaB、かつ、|b0B−bB|<ΔbB:欠陥無し
ただし、a0Rおよびb0Rは、R(赤)画素の基準となる光電変換係数aと入射光がない状態で基準となるオフセット出力画像レベルbである。また、a0Gおよびb0Gは、G(緑)画素の基準となる光電変換係数aと入射光がない状態で基準となるオフセット出力画像レベルbである。さらに、a0Bおよびb0Bは、B(青)画素の基準となる光電変換係数aと入射光がない状態で基準となるオフセット出力画像レベルbである。さらに、ΔaRおよびΔbRはR画素について事前設定された判定閾値である。また、ΔaGおよびΔbGはG画素について事前設定した判定閾値である。さらに、ΔaBおよびΔbBはB画素について事前設定された判定閾値である。
さらに、好ましくは、本発明の画素欠陥検査装置における出力画像特性演算手段は、前記出力画像データとしてP(x,y)を検査する場合に、前記入射光量推定手段で推定した各入射光量E0(x,y)、E1(x,y)、・・・、En(x,y)と、該推定した各入射光量Ei(x,y)(0≦i≦n;n,iは0以上の整数)に対応する出力画像データP0(x,y)、P1(x,y)、・・・、Pn(x,y)を、後述する[数4]の下記式(2)に代入することによって、前記出力画像特性として、被検査画素の光電変換係数aと入射光がない状態でのオフセット出力画像レベルbを求める。
原色Rの場合は
|a0R−aR|<ΔaR かつ |b0R−bR|<ΔbR:欠陥無し
原色Gの場合は
|a0G−aG|<ΔaG かつ |b0G−bG|<ΔbG:欠陥無し
原色Bの場合は
|a0B−aB|<ΔaB かつ |b0B−bB|<ΔbB:欠陥無し
さらに、好ましくは、本発明の画素欠陥検査装置において、前記画素欠陥が有る光電変換素子のアドレスを検査結果として保存する保存用メモリをさらに有する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るイメージセンサの画素欠陥検査装置の要部構成例を示すブロック図である。
出力画像特性演算手段44は、出力画像データとしてP(x,y)を検査する場合に、入射光量推定手段で推定した各入射光量E0(x,y)、E1(x,y)、・・・、En(x,y)と、該推定した各入射光量Ei(x,y)(0≦i≦n;この場合のn,iは0以上の整数)に対応する出力画像データP0(x,y)、P1(x,y)、・・・、Pn(x,y)を下記式(2)に代入することによって、出力画像特性として、被検査画素の光電変換係数aと入射光がない状態でのオフセット出力画像レベルbを求める。
例えば、R画素に対する処理時には、各出力画像Pから、図5(a)に示すように1画素おきの画素出力を選択して、選択された画素のメディアン値C0(x,y)=median{33,33,31,32,33,33,33,34,33}=33を当該被検査画素の正常出力画像レベルとする。
|a0R−aR|<ΔaRかつ|b0R−bR|<ΔbR:欠陥無し・・・式(10)
を用いて判定する。ただし、a0Rおよびb0Rは、R画素の基準となる光電変換係数aと入射光がない状態で基準となるオフセット出力画像レベルbである。また、aRおよびbRは、被検査R画素の光電変換係数aと入射光がない状態でのオフセット出力画像レベルbである。さらに、ΔaRおよびΔbRは、R画素の判定閾値である。
|a0G−aG|<ΔaGかつ|b0G−bG|<ΔbG:欠陥無し・・・式(12)
原色Bの場合は、
|a0B−aB|<ΔaBかつ|b0B−bB|<ΔbB:欠陥無し・・・式(13)
ただし、a0Gおよびb0Gは、G画素の基準となる光電変換係数a0と入射光がない状態で基準となるオフセット出力画像レベルb0である。また、aGおよびbGは、被検査G画素の光電変換係数aと入射光がない状態でのオフセット出力画像レベルbである。さらに、ΔaGおよびΔbGは、G画素の判定閾値である。さらに、a0Bおよびb0Bは、B画素の基準となる光電変換係数a0と入射光がない状態で基準となるオフセット出力画像レベルb0である。さらに、aBおよびbBは、被検査B画素の光電変換係数aと入射光がない状態でのオフセット出力画像レベルbである。さらに、ΔaBおよびΔbBは、B画素の判定閾値である。
(実施形態2)
図11は、本発明の実施形態2に係るイメージセンサ1の画素欠陥検査装置の要部構成例を示すブロック図である。なお、図1の構成部材と同様の構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
2 光源
3 画像メモリ
4 演算回路(演算手段)
41 出力画像データ獲得手段
42 中央値演算手段
43 入射光量推定手段
44 出力画像特性演算手段
45 画素欠陥判定手段
46 検査結果保存制御手段
5 保存用メモリ
6 移動装置
7 センサ移動距離測定装置
10,10A イメージセンサの画素欠陥検査装置
Claims (20)
- 入射光量に応じた出力画像特性を有する複数の光電変換素子が配列された被検査イメージセンサに対して、入射光量が異なる入射光を照射可能とする光源装置と、
該入射光の各入射光量に応じた該被検査イメージセンサの各出力画像データを保存すると共に、事前に設定された基準出力画像特性および判定基準値を保存する画像メモリと、
該各出力画像データにおける全画素の各光電変換素子またはn(nは1以上の整数)画素おきの各光電変換素子の出力画像データのうちの中央値を該入射光量毎に求め、該中央値を用いて該基準出力画像特性から各入射光量を推定し、該推定した各入射光量および当該各入射光量に応じた各出力画像データから該各光電変換素子の出力画像特性を求め、該基準出力画像特性と該求めた出力画像特性との比較結果と、該判定基準値とを比較して該被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する演算手段とを有する画素欠陥検査装置。 - 入射光量に応じた出力画像特性を有する複数の光電変換素子が配列された被検査イメージセンサに対して、入射光量が異なる入射光を照射可能とする光源装置と、
該入射光の各入射光量に応じた該被検査イメージセンサの各出力画像データを保存すると共に、事前に設定された基準出力画像特性および判定基準値を保存する画像メモリと、
該各出力画像データにおける全画素の各光電変換素子またはn(nは1以上の整数)画素おきの各光電変換素子の出力画像データのうちの中央値を特定の該入射光量に対して求め、該中央値を用いて該基準出力画像特性から特定の該入射光量を推定し、特定の該入射光量以外の入射光量については、推定された特定の該入射光量を利用して、該光源装置と該被検査イメージセンサとの距離の比率から計算により、特定の該入射光量以外の入射光量を推定し、該推定した各入射光量および当該各入射光量に応じた各出力画像データから該各光電変換素子の出力画像特性を求め、該基準出力画像特性と該求めた出力画像特性との比較結果と、該判定基準値とを比較して該被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する演算手段とを有する画素欠陥検査装置。 - 前記画像メモリに、前記基準出力画像特性として、基準となる光電変換係数a0と基準となるオフセット出力画像レベルb0が設定されていると共に、前記判定基準値として、該光電変換係数用の判定閾値Δaと該オフセット出力画像レベル用の判定閾値Δbが設定されている請求項1または2に記載の画素欠陥検査装置。
- 前記演算手段は、
前記入射光量に応じた前記被検査イメージセンサの各出力画像データを得る出力画像データ獲得手段と、
該各出力画像データにおける全画素の各光電変換素子またはn(nは1以上の整数)画素おきの各光電変換素子の出力画像データのうちの中央値を該入射光量毎に演算する中央値演算手段と、
該中央値および前記基準出力画像特性から各入射光量を推定する入射光量推定手段と、
該推定した各入射光量および当該各入射光量に応じた各出力画像データから該各光電変換素子の出力画像特性を求める出力画像特性演算手段と、
該基準出力画像特性と該求めた出力画像特性との比較結果と、前記判定基準値とを比較して該被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する画素欠陥判定手段とを有する請求項1に記載の画素欠陥検査装置。 - 前記入射光量推定手段は、前記基準出力画像特性として、基準となる光電変換係数a0と基準となるオフセット出力画像レベルb0とを用いて、前記中央値を正常な画素の出力画像レベルC(x,y)として、下記式(1)を用いて入射光量E(x,y)を求める請求項4に記載の画素欠陥検査装置。
E(x,y)=(C(x,y)−b0)/a0 ・・・式(1) - 前記基準出力画像特性は基準となる光電変換係数a0と基準となるオフセット出力画像レベルb0とを有し、前記出力画像特性は光電変換係数aとオフセット出力画像レベルbとを有し、
前記画素欠陥判定手段は、該基準となる光電変換係数a0と該光電変換係数aとの差の絶対値が前記判定基準値の光電変換係数用の判定閾値よりも小さい場合で、かつ、該基準となるオフセット出力画像レベルb0と該オフセット出力画像レベルbとの差の絶対値が、該判定基準値のフセット出力画像レベル用の判定閾値よりも小さい場合にのみ、前記被検査光電変換素子に画素欠陥がないと判定する請求項4に記載の画素欠陥検査装置。 - 前記出力画像特性演算手段は、カラー表示用の各原色毎に、前記光電変換係数aおよび前記オフセット出力画像レベルbを求める請求項6に記載の画素欠陥検査装置。
- 前記カラー表示用の各原色がR(赤)、G(緑)およびB(青)の場合に、該R、GおよびBの各色毎に、前記基準出力画像特性として基準となる光電変換係数a0および前記基準となるオフセット出力画像レベルb0が設定され、前記判定基準値として判定閾値ΔaおよびΔbが設定されており、
前記画素欠陥判定手段は、下記式(3)を用いて前記被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する請求項8に記載の画素欠陥検査装置。
式(3)
原色Rの場合は
|a0R−aR|<ΔaR かつ |b0R−bR|<ΔbR:欠陥無し
原色Gの場合は
|a0G−aG|<ΔaG かつ |b0G−bG|<ΔbG:欠陥無し
原色Bの場合は
|a0B−aB|<ΔaB かつ |b0B−bB|<ΔbB:欠陥無し - 前記画素欠陥が有る光電変換素子のアドレスを検査結果として保存する保存用メモリをさらに有する請求項1または2に記載の画素欠陥検査装置。
- 前記画素欠陥が有る光電変換素子のアドレスを検査結果として保存させる検査結果保存制御手段をさらに有する請求項4に記載の画素欠陥検査装置。
- 前記光源装置からの入射光を異なる複数の入射光量に制御するために、該光源装置と前記被検査イメージセンサとの距離が、予め定められ、該入射光量に対応した比率となる位置に、該光源装置および前記被検査イメージセンサの少なくともいずれかを移動させる移動手段をさらに有する請求項2に記載の画素欠陥検査装置。
- 前記距離を測定するセンサ移動距離測定手段をさらに有する請求項12に記載の画素欠陥検査装置。
- 入射光量に応じた出力画像特性を有する複数の光電変換素子が配列された被検査イメージセンサに対して、
該入射光量に応じた該被検査イメージセンサの各出力画像データにおける全画素の各光電変換素子またはn(nは1以上の整数)画素おきの各光電変換素子の出力画像データのうちの中央値を該入射光量毎に求め、該中央値を用いて、事前に設定された基準出力画像特性から各入射光量を推定し、該推定した各入射光量および当該各入射光量に応じた各出力画像データから該各光電変換素子の出力画像特性を求め、該基準出力画像特性と該求めた出力画像特性との比較結果と、事前に設定された判定基準値とを比較して該被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する演算ステップを有する画素欠陥検査方法。 - 入射光量に応じた出力画像特性を有する複数の光電変換素子が配列された被検査イメージセンサに対して、
該入射光量に応じた該被検査イメージセンサの各出力画像データにおける全画素の各光電変換素子またはn(nは1以上の整数)画素おきの各光電変換素子の出力画像データのうちの中央値を特定の該入射光量に対して求め、該中央値を用いて、事前に設定された基準出力画像特性から特定の該入射光量を推定し、特定の該入射光量以外の入射光量については、推定された特定の該入射光量を利用して、光源装置と該被検査イメージセンサとの距離の比率から計算により、特定の該入射光量以外の入射光量を推定し、該推定した各入射光量および当該各入射光量に応じた各出力画像データから該各光電変換素子の出力画像特性を求め、該基準出力画像特性と該求めた出力画像特性との比較結果と、事前に設定された判定基準値とを比較して該被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する演算ステップを有する画素欠陥検査方法。 - 前記演算ステップは、
前記被検査イメージセンサから前記入射光量に応じた各出力画像データを得る出力画像データ獲得ステップと、
該各出力画像データにおける全画素の各光電変換素子またはn(nは1以上の整数)画素おきの各光電変換素子の出力画像データのうちの中央値を該入射光量毎に演算する中央値演算ステップと、
該中央値および前記基準出力画像特性から各入射光量を推定する入射光量推定ステップと、
該推定した各入射光量および当該各入射光量に応じた各出力画像データから該各光電変換素子の出力画像特性を求める出力画像特性演算ステップと、
該基準出力画像特性と該求めた出力画像特性との比較結果と、前記判定基準値とを比較して該被検査光電変換素子の画素欠陥の有無を判定する画素欠陥判定ステップとを有する請求項14に記載の画素欠陥検査方法。 - 前記画素欠陥判定ステップの後に、前記画素欠陥が有る光電変換素子のアドレスを検査結果として保存用メモリに保存する検査結果保存ステップをさらに有する請求項16に記載の画素欠陥検査方法。
- 光源装置からの入射光を異なる複数の入射光量に制御するために、該光源装置と該イメージセンサとの距離が、予め定められ該入射光量に対応した比率となる位置に、該光源装置および前記イメージセンサの少なくともいずれかを移動させる移動ステップをさらに有する請求項15に記載の画素欠陥検査方法。
- 請求項14〜18のいずれかに記載の画素欠陥検査方法の各ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラム。
- 請求項19に記載の制御プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体。
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