JPS61121181A - 画像信号感度補正方式 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ウェハやＩＣマスクなどのパターン検査の際
得られる画像信号の感度を補正する九めの方式に係り、
特に照射光量蓄積形のイメージセンナによって検出され
た画像信号の信号レベルを、シェーディング特性やイメ
ージセンナ蓄積時間の不均一によることなく高精度に補
正するようにし念画像信号感度補正方式ｌζ関するもの
である。

〔発明の背景〕

撮像素子からの画像信号に対しシェーディング特性など
による補正演算をＡ／Ｄ変換後にディジタル的に行なう
場合、Ａ／Ｄ変換による量子化誤差がその後の補正演算
の精度に影響を及ぼすものとなっている。特ｌこＡ／Ｄ
変換器への入力信号がそのフルスケールに対し低レベル
である場合には、入力信号に対する量子化誤差の比率が
大きくなり補正の精度は低下するようになっている。と
ころで、特開昭５９−２７５７９号公報には入射光量蓄
積時間に反比例してＡ／Ｄ変換器の入力信号レンジを制
御することが示されている。照射光量蓄積形イメージセ
ンサの入射光量蓄積時間の変動により生じる感度変動は
、その入射光量蓄積時間に反比例して量子化利得が制御
されるＡ／Ｄ変換変換器上って補正されるようになって
いるものである。しかしながら、このような方式による
場合入射光量蓄積時間の変動に対しては対処し得ても、
照明むらや撮像素子自体の感度不均一に対する補正、い
わゆるシェーディング補正をＡ／Ｄ変換後にディジタル
的に行なうとすれば依然として上記不具合が生じること
になる。

〔発明の目的〕

よって本発明の目的は、ＣＣＤイメージセンナの如き照
射光量蓄積形のイメージセンナによって検出される画像
信号を、副走査速度不均一による入射光量蓄積時間の変
動に対しても、まな、シェーディング特性が不均一であ
ったとしてもその信号レベルを高精度に補正し得る画像
信号感度補正方式を供するにある。

〔発明の概要〕 この目的のため本発明は、予め測定しておいたシェーデ
ィング特性にもとづく主走査方向における画素対応の補
正係数と、一定則走査量の度に測定される入射光量蓄積
時間との積にもとづきＡ／Ｄ変換のための入力レンジを
画素毎に制御するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図から第３図により説明する。

先ず本発明に係る画像信号感度補正回路について説明す
る。第１図はその構成を画像検出対象などとともに示し
たものである。これによるとＸＹステージ１５上に載置
されたウェハ１４のパターンは１次元のイメージセンサ
１に結像レンズ１５を介し結像されるものとなっている
ｏしかして、イメージセンサ１をその内部でＹ方向（主
走査方向）に走査する一方、ＸＹステージ１５をＸ方向
（副走査方向）に走査すれば、イメージセンサ１からは
Ｘ方向走査の度にアナログ的１次元画像信号が得られる
が、これはこの後増幅器３を介しＡ／Ｄ変換器５によっ
てディシル信号に変換されるものとなっている。一般的
にはＡ／Ｄ変換器５の入力レンジは一定であるが、本発
明による場合その入力レンジは外部より可変として設定
される〇一定設定電圧ＶＲｔたはＤ／Ａ変換器８からの
設定電圧がスイッチ１６を介しＡ／Ｄ変換器３に与えら
れるようζどなっているものである。

さて、ＸＹステージ１５のＸ方向への移動速度は理想的
にはイメージセンサ１の内部走査周期で１画素寸法分だ
け移動する速度であるが、実際にはその速度は理想速度
よりずれているのが通常である。理想の速度より大きい
速度で移動させればＸ方向の画素寸法幅が大きくなり、
逆に小さい速度で移動させる場合にはその寸法幅が小さ
くなり、前主走査で得られた画像信号と一部オーバラツ
プし念画像信号が得られ不具合を生じることになる０こ
のような不具合を防止すべく本例ではＸＹステージ１５
のＸ方向位置を位置検出器１２によって検出することに
よって、ＸＹステージ１５がＸ方向に一定量移動する度
にタイミング信号発生回路４がイメージセンサ１にスタ
ート信号を送出するようになっている。

このスタート信号の周期は、ＸＹステージ１５の移動速
度を完全に一定にし得ないので一般的には変動すること
になるが、この周期の変動がイメージセンサ１の入射光
量蓄積時間（露光時間）の変動となって現われ、これが
ためにイメージセンサ１からの画像信号の明るさもまな
変動することになるものである。第２図はこの場合での
様子を主走査方向のパターンが同一として示したもので
ある。図示の如く区間Ｔｉで露光蓄積され念画像信号は
次の区間Ｔｉ＋１でイメージセンサより出力されるが、
区間’ｒｉ、’ｒｔ＋ｉの大きさが異なる場合は同一パ
ターンに対する画像信号と錐もその信号レベルは異なる
というものである。このため正しい信号レベルをもった
画像信号を得べくイメージセンサからの画像信号は入射
光量蓄積時間によってその信号レベルが補正される必要
があるというわけである。

ところで、第１図では照明光学系は図示省略されている
が、イメージセンサ撮像範囲内の全域を完全に同−明る
さで照明することは困難であり、これがため１こ７エー
デイングが生じることになる。

本例では入射光量蓄積時間の変動に起因する感度変動に
対しては、スタート信号間隔を毎周期カウンタ５で計測
し、この計測値で補正するようになっている。なお、ラ
ッチ６はカウンタ５より周期的に得られる入射光量蓄積
時間対応の計測値を次周期に保持する比めのもので、ス
タート信号によりその計測値は更新されるようになって
いる。

一方、シェーディングに対しては予めシェーディング特
性を測定することによって主走査方向Ｉこおける画素対
応の補正係数を求め、この補正係数によって補正される
ようになっている。

メモリ９は補正係数を格納しておく光めのものである。

シェーディング特性の測定法としては光学的に均一な性
質をもつ基準面被写体の明るさをイメージセンサ１によ
り検出、Ａ／Ｄ変換後、メモリ９をパンツアメモリとし
てＣＰＵに入力し、ＣＰＵで所定の演算を行なうことに
よってＵＢｉ素対応の補正係数を求めたうえメモリ９に
格納することが考えられる。なお、シェーディング特性
測定時でのＡ／Ｄ変換器３の入力レンジは一定設定電圧
ＶＲによって設定される。電圧ｖＲは一定でるることか
ら、主走査方向でのシェーディング特性は全画素共通の
レンジで測定されるものである。また、上記基準面が完
全に均一でない場合、ＸＹステージ１５を移動させつつ
複数回に亘ってシェーディング特性を測定したうえ測定
値を平均化することによって正確な測定が可能となる。

第６図はそのようにして得られたシェーディング特性の
列を示したものである。シェーディング特性に対する感
度補正の基準は最明画素でも、あるいは最暗画素でもよ
いが、最明′ＵＭ素を基準とした場合画素Ｐｉに対する
補正係数ＦＬは以下のようになる。

Ｆｉ＝Ｋ・Ｖｉ／ＶｍＡｘ　　　　　　　　　　・−（
１）但し、Ｋはレンジ調整の六めの係数を、ｖｉはシェ
ーディング測定によって得られた画素Ｐｉ対応の信号レ
ベルを、ＶＭＡＸはそのうちの最大信号レベルをそれぞ
れ示す。

このようＩこして求められた補正係数によりＡ／Ｄ変換
器の入力レンジを設定する場合は、感度の低い画素に対
してはその入力レンジが縮小することになるものである
。したがって、通常時にあってはイメージセンサ１から
の画像信号に同期してメモリ９から読み出された補正係
数と、ラッチ６からの入射光量蓄積時間とを乗算器９で
乗算したうえＤ／Ａ変換器８．スイッチ１６を介しＡ／
Ｄ変換器３に与えるようにすれば、入射光量蓄積時間お
よびシェーディングに起因する感度の不均一が同時に補
正し得るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による場合は、入射光量蓄積
時間およびシェーディングによる感度変動についてＡ／
Ｄｉ換入カレンジを制御することによって補正しており
、感度の低い画素に対してはＡ／Ｄ変換レンジをその感
度に応じ縮小していることから、常に動作範囲を有効に
利用し得、信号に対する量子化誤差の影響を抑え補正精
度の低下を防止し得るという効果がある０

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像信号感度補正回路の一例で
の構成を示す図、第２図は、入射光量蓄積時間によって
画像Ｇｒ号フレベル如何に変動するかを説明するための
図、Ｗ、５図は、シェーディング特性の例を示す図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像検出対象を一定方向に移動させることによつて副走
   査する一方、該方向とは直交する方向に配されている照
   射光量蓄積形の１次元イメージセンサを電気的に主走査
   した際に該センサより得られる画像信号の感度を補正す
   る方式であつて、予め測定されたシェーディング特性よ
   り主走査方向における画素対応の補正データを求め記憶
   しておき、画像検出対象が一定量移動する度に１次元イ
   メージセンサより出力される画像信号をＡ／Ｄ変換する
   際、画像検出対象が一定量移動するのに要された時間と
   上記補正データとの積にもとづきＡ／Ｄ変換入力レンジ
   を画素毎に可変設定することを特徴とする画像信号感度
   補正方式。