JPS5972287A - カラ−撮像装置試験器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はカラー用固体撮像素子自体或はカラー用固体
撮像素子を組込んだ撮像装置の良否を判定する試験器に
関し、特にカラー用固体撮像素子の各光電変換セルの良
否を各色のセル毎に試験することかできるカラー撮像装
置試験器を提供しようとするものである。

〈発明の背景〉 テレビジョンカメラの小形化及び低消費電力化等を目的
として固体撮像素子が開発され実用化されつつある。固
体撮像素子は周知のように半導体によって構成される光
電変換セルが一面上に多数配列形成され、その光電変換
セルを選択信号によって逐次−個ずつ選択してその光電
、変換セルに対照される光量に対応した画素信号を得る
ようにし、その光電変換セルの選択を順次切換で走査し
画像信号を得るものである。

ここで各光電変換セルは半導体基板上に集積回路製造技
術により形成されるものであるからその製造過程におけ
る不都合から光電変換セルの中に不良が発生することが
ある。また各光電変換セルの相互間において、例えば感
光特性に差が生じたり、或はダイナミックレンジに差が
生じたり、またセル相互間において電気的な漏洩が生じ
たりすることがある。

また特にカラー用固体撮像素子の場合は各光電変換セル
の」二に例えば第４図に示すように色フィルタが９ノ湿
せられ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂｌの三色の色光に
応動するように構成される。従ってカラー用固体撮像電
子の場合はＲ，Ｇ、Ｂの各色に割当てられた光電変換セ
ルが各別に各色の光に対して正規の光電変換特性を持つ
か否かを試験しなければならない。

このため本来であれば例えば赤色に応動する光電１変換
セルの特性を試験する場合には赤色光に応動する光電、
変換セルだけを選択してその光電変換出力を得るように
駆動回路を構成しなければならないが、このように特定
のセルだけを走査するには駆動回路の構造が複雑になる
欠点がある。

また−個の１５！体撮像素子は大略５００Ｘ５００個程
度の光電変換米子によって構成され、光電変換セルの数
は大きな値となる。このように多くの光電変換セルを各
−個ずっ各色の光に対する光電変換特性について試験す
ることはかなり大変な作業となる。

〈発明の目的〉 この発明はカラー用固体撮像素子を通常の走査方法によ
り駆動しても各光電変換セルが各色の光に対して正規の
光電変換特性を持つか否かを試験することができる試験
装置を提供しようとするものである。

尚この発明ではカラー用固体撮像素子自体を試験するこ
とはもちろんであるが、固体撮像素子を組込んだカメラ
も試験対称とするものである。

〈発明の概要〉 この発明ではカラー用固体撮像素子から得られる画素信
号をＡＤ変換すると共にそのＡＤ変換されたディジタル
画素信号を各色別に仕分けして取出す手段を設け、この
仕分けされた信号を基準値と比較する等の試験を行なう
ように構成したものである。

従ってこの発明によればカラー用固体撮像素子を通常の
走査方法により駆動して各色の画素信号を直列信号とし
て得るようにしても、その直列信号から所望の色の信号
だけを抜き出してその色の光に対する光電変換特性を試
験することができる。

よって固体撮像素子の駆動回路は、例えばテレビジョン
標準走査方式の通常用いられる駆動回路を用いることが
でき、安洒に作ることができる。

第１図にこの発明の概要を示す。図中１０１は被試験固
体撮像素子を示す。この固体撮像素子１０１はＣＣＤ形
式或はＭＯ８形式更にはこれらの特徴を兼ね備えたＣＰ
Ｄ形式の何れを問わないものとする。これらの形式の違
いは光、電変換セルの形式構造と光電変換セルの選択方
法が異なるだけで光学的な特性は同じと考えてよい。

１０２は固体撮像素子１０１にセルの選択信号を与２え
る駆動回路を示す。この駆動回路１０２によりＣＣＤ形
式或はＭＯ８形式、ＣＰＤ形式の各固体撮像素子がその
各光電変換セルの配列に従って選択されて走査され画素
信号が順次行られるものとする。この走査速度はテレビ
ジョン信号における材Ａ走査速度と同等に設定すること
ができる。

固体撮像素子１０１から得られた画素信号１０３は前箔
増幅器１０４により増幅され、ＡＤ変換器パルスと同期
して画素（９号をＡＤ変換し、例えは８ビツトのディジ
タル画素信号に変換する。

ＡＤ変換器１０５でＡＤ変換された画素信号は記憶器１
０６に取込まれる。記憶器１０６は駆動回路１０２から
与えられる・クロックパルスをアドレスカウンタ１０７
で計ｌｆｆ１Ｌ、その計数出力によりアドレスか順次１
番地ずつ歩進されＡＤ変換器１０５から出力されるディ
ジタル画素信号を順次記憶する。

記憶器１０６にル゛込まれたディジタル画素信号はデー
タプロセッサ１０８に逐次転送される。このデータプロ
セッサ１０８は後述するようにこの発明の要部である色
信号の仕分は手段と各種の比較及び判定手段を有し、こ
の判定手段により光電変換セルの良否及び固体撮像素子
１０１全体の良否を判定する。

１０９はコントローラである。このコントローラ１０９
により駆動回路１０２の起動停止及びデータプロセッサ
１０８の制御を行なう。また光′学制御系１１１に制御
信号を与え光源１１２の光量を試験の進行に伴なって漸
次変化させる等の制御を行なう。

１１３はモニタを示し、記憶器１０６に取込んだディジ
タル画素信号をＤＡｉ換して画面に各光電変換セルから
得られた画素信号に２（ずく画像を映出するようにして
いる。

〈記憶器１０６の訂細説明〉 固体撮像素子１０１においてただ、一度の走査によって
得られたｉｉ４？ｉ素信号によってその固体撮像素子１
０１の良否を判定した場合、たまたま混入したノイズに
よって期待値と不一致が生じ、これが基で不良と判定さ
れるおそれがある。このような不都合を解消するために
この例では撮像素子１０１の各光電変換セルを複数回走
査して得られた各光電変換セルの画素信号の平均値を記
憶器１０６に記憶するようにしている。

この平均値を得るための構成を第２図に示す。

第２図において１０５は第１図で説明したＡＤ変換器で
ある。このＡＤ変換器１０５から出力される例えば８ビ
ツトのＡＤ変換出力が記憶器１０６に供給される。記憶
器１０６は加算器２０１と、メモリ部２０２とによって
構成される。メモリ部２０２はＡＤ変換器１０５から出
力されるディジタル画素信号と同一の前回の画素信号を
読出し、その読出出力と今回得られたディジタル画素信
号とを加算器２０１において加↓゛−゛シ、その加算結
果をメモリ部２０２の同一アドレスに再書込を行なう。

ここで続出と代込を高速度で行なわなくてはならないた
め、この例ではメモＩＪ　部２０２を４枚のメモリカー
ド２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄによって構
成し、これら複数のメモリカード２０２ａ〜２０２ｄを
時分割的に使用することにより各メモリカード２０２ａ
〜２０２ｄを遅い速度で動作させるようにしている。

各メモリカード２０２ａ〜２０２ｄはそれぞれ同一の構
造である。つまりメモリカード２０２ａに示すようにカ
ードセレクタ２０３と、メモリ本体２０４と、出力ラッ
チ回路２０５と、入力ラッチ回路２０６とによって４ｔ
’；成される。

カートセレクタ２０３には制御バス２０７からカートセ
レクタ米子（第１号と、アドレスバス２０８からアドレ
ス信七を受け、自己が呼び出されたことを知り、そのと
きのアドレス信号を取込んでそのアドレス（４号により
メモリ本体２０４をアクセスする。メモリ本体２０４は
アクセスの初期状態でそのアドレスにストアされている
データを読出し、出力ラッチ回路２０５にラッチさせる
。そのラッチ出力を加算器２０１に与え、この加算器２
０１において前回と今回のディジタル画素信刊を加算し
、その加算結果を入力ラッチ回路２０６にラッチする。

入力ラッチ回路２０６に加算結果をラッチすると、カー
ドの上付択は次のカードに移される。従って各メモリカ
ード２０２ａ〜２０２　（ｌが加算器２０１に接続され
ている時間は出力ラッチ回路２０５がメモリ本体２０４
の続出出力をラッチした時点から入力ラッチ回路２０６
が加算結果をラッチするまでの時１ｔｆｉでよく、入力
ラッチ回路２０６に加算結果がラッチされると、その置
部にカードは加算器２０１から切離される。よって次に
迷択されたメモリカード、例えば２０２ｂが加や、器２
０１に任続されている状態でメモリカード２０２ａは入
力ラッチ回路２０６にラッチした加算結果を同一アドレ
スに再書込すればよい。よって各メモリカードで（」読
出から書込終了までの処理をＡＤ変換器１０５の変換速
度の４倍の時間で実行すればよく、各メモリカード２０
２ａ〜２０２ｄの動作速度の負相を軽減するようにして
いる。

このようにして各メモリカード２０２ａ〜２ｏ２ａのメ
モリ本体２０４に同一画素の毎回のディジタル画ス２デ
ータの加算値が同一アドレスに積算さ第１る。ここでそ
の加算１１１１から平均値を得る方法としては、例えば
ＡＤ変換器１０５の出力を８ビツトとした場合メモリ本
体２０４の切込データのビット容量を１６ビツトとする
。このようにして８ビツトのディジタル信号を１２８回
加算し、その加算結果の桁上出力として得られた上位８
ビツトを取出すと各画素の１２８回分の平均値を得るこ
とができる。この上位８ビツトのデータを出力端子２０
９から取出すことにより光電変換セルを１２８回走査し
て得られた画素データの平均値を得・ることかできる。

このようにして各画素信号を平均化することにより雑音
の混入があってもその雑音の影響を軽減できる。画素信
号に混入する雑音は例えば固体撮像素子１０１と光源１
１２との間をチリ、ホコリのような物体が通過したよう
な場合に生じることが考えられる。よって一度の走査結
果だけで各光電変換セルの良否を判定すると、その判定
結果は信頼性の低いものとなるか、上記したようにこの
実施例では複数回の走査結果を平均して良否の判定を行
なうから信頼性の高い判定結果を得ることができる。

〈発明の要部〉 第３図にこの発明の要部の実施例を示す。この発明にお
いてはデータプロセッサ１０８に各色信号を仕分けする
マスクメモ！７３０１を設け、このマスクメモリ３θ１
から各色信号を仕分けするための制御信号を読出し、こ
の制御信号によりケート３０２を開閉制御し、ゲート３
０２により所望の色信号を仕分けして得るように構成し
たものであ、る。

即ちマスクメモリ３０１は複数のメモリ３０１Ｒ。

３０１Ｇ、３０１Ｂｌこよって構成され、これら各メモ
リ３０１Ｒ，３０１Ｇ、３０１Ｂ（７）中の例えは３０
１Ｒには赤色光に応動する光電変換セルの位置に対応し
たアドレスにＨ論理の制御信号を書込み、その他の色の
光電変換セルに対応したアドレスにはＬ論理を書込んで
おく、またメモリ３０１Ｇには緑色光に応動する光電変
換セルの位置に対応したアドレスにＨ論理を書込みその
他の色の元に応具する光電変換セルの位置に対応するア
ドレスにＬ論理を書込む。更にメモリ３０１Ｂには青色
光に応動する光電変換セルのアドレスにＨ論理を書込み
、その他の色の光に応動する光電変換セルの位置に対応
したアドレスにはＬ論理を書込む。

このようにして固体撮像素子１０１の駆動と連動して例
えばメモリ３０１Ｒを読出し、その読出出力信号により
ゲート３０２を開閉制御し、こ、のゲート３０２を通じ
て画素信号を取出すことにより赤色信号だけをＨｙ出す
ことができる。この場合Ａ　Ｄ　変揄器１０５から出力
されるディジタル画素信号を直壁ゲート３０２に供給し
、ＡＤ変換器１０５のＡ　Ｄ　変換出力を直接色別に仕
分けるようにしてもよいが、この例ではＡＤ変換器１０
５のＡＤ変換出力を一亘第２図で説明したデータメモリ
１０６に取込みその複数回の平均像を得るようにし、そ
の平均値をゲー）　３０２’において各色別に仕分ける
ように構成した場合を示す。

従ってデータメモリ１０６に各光電変換セルの出力の平
均値を取込んだ後に、データメモ’）　１０６４１とマ
スクメモリ例えば３０１Ｒを同時に読出すことにより赤
色光が得られる光電変換セルに対応したアドレスからデ
ータメモリ１０６からは赤色光の光電変換セルから得ら
れた画素信号の平均値か読出されるのと同時にメモ１Ｊ
３０１ＲからはＨ論理の制御信号が読出される。よって
ゲート３０２は開に制御され赤色の画素信号だけを取出
すことができる。

このようにしてマスクメモリ３０１Ｒ，３０１Ｇ、３０
１Ｂを任意に切換えて利用することにより赤、緑、青の
どの色の信号でも自由１ど取出すことができる。尚３１
０はマスクメモリ３０１　Ｒ。

３０１Ｇ、３０１Ｂのどれを選択するかを決める制御信
号、３１１はアドレス信号を示す。また３１２．３１３
はメモリ選択回路である。

第４図にカラー固体撮像素子の光τ、変換セルの配列関
係の一例を示す。この第４図に示すように赤色Ｒと、緑
色Ｇと、青色Ｂの各色光に応動する光電変換セルが配列
されこの配列順序で各色信号が取出される。

ゲート３０２から取出される各色信号は各色の舵受光量
を検出する手段３００に転送される。この各色の舵受光
量検出手段３００は例えば加算器３０３とラッチ回路３
０４と、積算器３０５と、比較器３０６と、基準値設定
器３０７とによって構成することができる。ゲー１−３
０２から出力される例えば赤色画素信号を加算器３０３
とラッチ回路３０４と積算器３０５によって何賎２！わ
Φル−プによって積算し、その積算値を比較器３０６に
おいて基準値と比較し、その積算値が基準値に対して成
る範囲内にあるか否かを判定する。

このように構成することにより例えばその固体撮像素子
の全ての赤色光電変換セルの縁受光量を或は緑色光電変
換セルの縁受光量、青色光電変換セルの縁受光量に対応
した値を積算器３０５に得ることができ、その各色の舵
受光忙が所定の許容勅囲内にあるか否かを比較器３０６
により判定し、その判定結果が許容範囲より大幅に異な
る場合はその固体撮像素子を不良と判定する。この判定
動作は光源１１２の光量を変えながら逐次行なうことに
より各色の光電変換セルの総合的な直線性を試験するこ
とができる。

尚このように各色の縁受光量を基準値と比較する試験方
法の他に、例えば第５図に示すようにデータファイル５
０１から各色の受光量に対応した標準画素データを読出
し、この画素データを比較器５０２に与え、比較器５０
２において各光電変換セルのディジタル画素信号と比較
し、各光電変換セルの良不良を判定するように構成する
こともできる。この場合には比較器５０２の出力側に計
数・器５０３を設け、この計数器５０３に計数される不
良セルの数と、許容される不良セルの数を比較器５０４
において比較し、その比較結果により不良表示器５０６
を表示状態に操作するように構成することもできる。尚
５０５は許容される不良セルの数を収納したデータファ
イルである。

〈発明の効果〉 以上説明したようにこの発明によればマスクメ−［＝す
３０１Ｒ，３０１Ｇ、３０１Ｂから読出される＃Ｊ御倍
信号よりゲート３０２を開閉制御し、このゲートにより
色信号を仕分するように構成したから固体撮像素子１０
１は標準走査方式で走査しても色信号を仕分することが
できる。よって固体撮像素子１０１を駆動する駆動回路
は通常用いられている駆動回路を用いることができ、安
価に作ることができる。

また色信号の形式例えば赤と黄色に応動する光電変換セ
ルの組合により色信号を得る構造の固体撮像素子を試験
する場合でもマスクメモリ３０１に記憶する制御信号の
アドレスを変化させるだけで、その仕分を行なうことが
できる。よって固体撮像素子の形式が変わってもその変
更は容易である。

【図面の簡単な説明】

？′１図はこの発明の詳細な説明するためのブロック図
、第２図は固体撮像素子から、得られる画素信号を平均
化して取込む機能を持つメモリの一例を説明するための
ブロック図、第３図はこの発明の要部の一実施例を示す
ブロック図、第４図はカラー用固体撮像素子の一例を説
明するための平面図、第５図はこの発明に用いることが
できるデータプロセッサの他の例を示すブロック図であ
る。 １０１：カラー用固体撮像素子、１０２：駆動回路、１
０５：ＡＤ変換器、１０６：データメモリ、１０８：デ
ータプロセッサ、３０１：マスクメモリ、３０２：ゲー
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１Ａ　、カラー用固体撮像素子から得られる各色の
   画素信号をＡＤ変換するＡＤ変換器と、Ｂ、ｌ記カラー
   用固体撮像素子の各色の光電変換セルの位置に対応した
   アドレスに制御情報を収納したマスクメモリと、 Ｃ１このマスクメモリから読出される制御情報により開
   閉制御され上記ＡＤ変換器から出力されるディジタル画
   素信号の中から各色のディジタル画素信号だけを選択し
   て取出すゲート　と、 を具（＋ｉｉｉ　Ｌ、ｔて成るカラー撮像装置試験器。