KR19980073509A - 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법 - Google Patents

Abstract

고체촬상소자의 이미지 센서의 영상재생능력을 평가하기에 적당한 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법에 관한 것으로, 고체촬상소자의 영상재생능력을 평가하는 방법은 고체촬상소자에 제 1의 표준조도를 조사하는 단계와, 상기 제 1의 표준조도에 의하여 발생된 제 1 표준영상신호를 읽는 단계와, 상기 제 1 표준영상신호를 디지탈 변환하여 제 1 메모리부에 저장하는 단계와, 해상도 평가용 테스트 챠트를 사용하여 제 2의 표준조도를 조사하는 단계와, 상기 제 2의 표준조도에 의한 제 2 표준영상신호를 읽는 단계와, 상기 제 2 표준영상신호를 디지탈 변화하여 제 2 메모리부에 저장하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 메모리부에 저장된 데이터를 비교하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

Description

고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법

본 발명은 고체촬상소자에 대한 것으로 특히, 고체촬상소자의 이미지 센서의 영상재생능력을 평가하기에 적당한 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법에 관한 것이다.

고체촬상소자의 영상재생 능력을 평가하기 위해서는 즉, 이미지 센서의 평가를 위해서는 소자의 전압 측정을 위한 전압/전류 소오스 등의 장치와, 소자의 기능 측정을 위한 클럭 발생기와 파워 서플라이와, 측정을 통해서 얻게되는 이미지 데이터의 신속하고 정확한 처리를 위해서 고정도(High Precision)로 데이터를 샘플링하고 처리할 수 있는 고속의 아날로그/디지탈(A/D) 컨버터와, 대용량의 이미지 데이터를 저장하고 연산할 수 있는 비디오와 메모 리가 필요하다.

또한 고체촬상소자는 광전변환을 이용한 소자이므로 다른 소자들의 측정에서와는 달리 빚이 소자 동작의 조건으로 사용되는 특이한 점이 있다. 이때 사용되는 빛은 일반적으로 조명의 용도로 사용되는 형광등이나 백열전구 같은 백색광이 아닌 단색광이어야 하고 전기적 동작 조건의 정확한 측정을 위해서 구비되어야 하는 측정기기와 더불어 정확한 빛의 양과 세기를 측정할 수 있는 광측정기의 준비도 필수적이다.

이러한 고체촬상소자의 영상재생능력을 평가하기 위한 방법에는 빛이 가해진

조건하에서 고체촬상소자를 동작시키고 리세트 드레인 전류를 측정하는 IRD와, 다아크(dark) 상태에서 신호의 출력을 측정하는 다아크 시그널(dark signal)과, 고체촬상소자의 이미지 센서의 포화 전하량을 결정하는 Vofd(Vartical overflow Drain Bias)와, 수광소자위에 상당히 밝은 빛이 입사되었을 때 수광소자가 받아들일 수 있는 양보다 많은 전하가 생성되어 주위의 다른 수광 소자로 넘쳐 흘러들어가는 광학적 과충전(Optical Overload) 정도롤 나타내는 블루밍(Blooming)과, 수광소자위의 입사광이 결상면 이외의 곳 주로 수직전하전송영역으로 스며드는 정도를 나타내는 스매얼(Smear)과, 전하결합소자의 전송효율을 나타내는 전하전송효율과, 고체촬상소자의 각 화소에서 발생하는 신호의 균일한 정도를 나타내는 유니포미티(Uniformity)와, 온도의 상승에 따라 점결함으로 작동하는 u-white 결함의 측정과, 출력신호의 평균을 측정하고 이븐 필드의 데이터와 오드 필드의 데이터의 차이를 측정하여 이것을 출력신호의 평균과의 비로 나타내는 플릭커(Flicker)를 측정하는 등의 여러 가지 방법이 있다.

이중에서 전하결합소자의 전하전송효율을 조사하여 해상도를 평가하기 위한 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

이 해상도 평가를 어떻게 수치화하는가에 대한 방법에는 여러 가지 의견이 있는데 현재 사용하고 있는 방법은 고체촬상소자의 이미지 센서가 출력하는 영상신호의 기준이 되는 광학적 흑영역(Optical Black Region) 신호의 증감에 의한 것이다.

광학적 흑영역(Optical Black Region)신호의 증감을 이용한 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 표준 상태의 빛을 고체촬상소자에 조사시킨다.

이후에 표준 상태의 빛에 의하여 발생되는 표준 영상 신호를 읽는다. 그리고 조사된 빛에 의하여 동작하는 영역의 영상신호의 평균을 구한다.

이후에 광학적 흑영역의 각 화소 별 신호량의 증감을 구하고 이러한 광학적 흑 영역의 최선단 화소의 값(Vref)을 구한다. 여기에서 Vref 값은 수평방향으로의 전하 전송시 발생하는 전송 손실을 나타낸다. 그리고 출력신호는 전체 화소의 개별 신호의 평균값으로 이에 따른 전하전송효율은 1-(Vref/VSO)가 된다.

고체촬상소자 화소의 전하전송효율은 포텐셜 웰의 전위차에 의하여 한 화소에서 다음 화소로 전하를 옮기는 과정에서 생기는 손실을 고려하여 입력 전하수와 출력 전하수를 비교하여 구할 수 있다. 이때 한 화소를 지날 때의 손실을 ρ라 하고 효율을 ε이라고 하면 'ρ+ε=1' 이 성립되고 이 관계에 따라서 전하전송효율(ε)=1-ρ가 된다. 여기에서 손실 ρ는 표준신호 VSO(Video Signal Output)에 대한 잔류신호 즉, 광학적 흑 영역의 최선단 화소의 값(Vref)이다.

이와 같은 방법으로 전하전송효율을 구하여 고체촬상소자의 해상도를 평가할 수 있다.

상기와 같은 종래의 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 소자의 특성이 불량하여 그 기준이 되는 신호들을 정확히 알 수 없을 경우 즉, 광학적 흑 영역의 최선단 화소의 값(Vref)과 표준신호 VSO(Video Signal Output)를 정확히 알수 없을 경우에는 전하전송효율을 평가하기위한 신뢰도가 떨어진다.

둘째, 광학적 흑 영역의 되선단 부분의 화소값만 측정하여 계산하게 됨으로 전송영역내의 임의의 부분에 대한 전하전송효율을 평가할 수가 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 고체촬상소자의 해상도를 평가하기에 적당한 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 테스트 차트를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 제 1 메모리부를 나타낸 도면

도 3는 본 발명에 따른 제 2 메모리부를 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 차광영역 2: 투광영역

3: 제 1 메모리부 4: 제 2 메모리부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법은 고체촬상소자에 제 1의 표준조도를 조사하는 단계와, 상기 제 1의 표준조도에 의하여 발생된 제 1 표준영상신호를 읽는 단계와, 상기 제 1 표준영상신호를 디지탈 변환하여 제 1 메모리부에 저장하는 단계와, 해상도 평가용 테스트 챠트를 사용하여 제 2의 표준조도를 조사하는 단계와, 상기 제 2의 표준조도에 의한 제 2 표준영상신호를 읽는 단계와, 상기 제 2 표준영상신호를 디지탈 변화하여 제 2 메모리부에 저장하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 메모리부에 저장된 데이터를 비교하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은 해상도 점검용 테스트 챠트(TEST CHART)를 사용하여 고체촬상소자의 영상재생능력을 평가하는 방법에 대한 것으로 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 테스트 챠트를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 제 1 메모리 맵을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 제 2 메모리 맵을 나타낸 도면이다.

먼저 본 발명의 고체촬상소자의 영상재생능력의 평가방법에 사용되는 테스트 챠트는 도 1에 도시한 바와 같은 빛이 통과할 수 있는 투광영역(1)이 빗살 모양으로 번갈아서 형성되어있고, 또한 빛을 차광할 수 있는 차광영역(2)이 투광영역(1) 이외의 영역에 형성되어있다.

본 발명에 따른 해상도 평가방법은 먼저 제 1 표준상태의 빛을 고체촬상소자에 조사한 후 제 1 표준상태의 빛의 조사에 따른 고체촬상소자의 제 1 표준영상신호(Vout)를 읽는다.

이후에 제 2 표준영상신호를 아날로그/디지탈(A/D) 컨버터를 이용하여 디지탈 신호로 전환한 후 제 1 메모리부(3)에 저장한다.

도 2는 제 1 표준상태에서 조사된 빛에 의해 제 1 메모리부에 저장된 제 1 표준영상신호(Vout)의 디지탈 값을 나타낸 것이다.

여기에서 '5'는 표준상태의 빛에서 발생하는 전하의 양을 나타낸 것이고, '0'은 빛이 차광되어 전하가 발생되지 않았음을 나타내는 것이다.

다음으로 도 1의 해상도 평가용 테스트 챠트를 이용하여 다시 제 2 표준상태의 빛을 고체촬상소자에 조사한다.

이후에 제 2 표준영상신호를 읽는다. 그리고 상기 제 2 표준영상신호의 빛에 따른 제 2 표준영상신호를 도 3에 도시한 바와 같이 아날로그/디지탈(A/D) 컨버터를 통하여 디지탈 신호로 전환하여 제 2 메모리부(4)에 저장한다.

여기에서 제 2 메모리부(4)에 저장된 데이터값은 손실이 없을 때의 이상적인 경우를 나타낸 것이다.

만약 전하전송중에 손실이 생긴다면 도 3의 제 2 메모리부(4)의 데이터 배열이 5,5,5,5,0이 아니라 5,5,5,5,0+α을 나타낼 것이다.

이에 따라 제 1 메모리부(3)의 데이터와 제 2 메모리부(4)의 데이터를 비교하면 α만큼의 차이가 생기게 되는데 이것이 전하전송시에 발생한 전하의 손실을 나타낸다.

이러한 방법을 통하여 최종단 전송영역의 전송효율을 얻을 수 있고, 또한 전송영역 전체로 확대하여 비교할 경우에는 전송영역 전체의 전송효율도 알 수 있다. 이렇게 얻는 전송효율의 정도에 따라 고체촬상소자의 이미지 센서의 해상도를 평가할 수 있다.

상기와 같은 본 발명 고체촬상소자의 영상재생능력의 평가방법은 다음과 같은 효과가 있다.

최종단 전송영역의 전송효율 뿐만 아니라 전송영역 내의 임의 부분의 전송 효율까지도 평가할 수 있어서 고체촬상 소자의 보다 정확한 해상도를 평가하기에 알맞다.

Claims (2)

1. 고체촬상소자의 영상재생능력을 평가하는 방법에 있어서,

   고체촬상소자에 제 1의 표준조도를 조사하는 단계와,

   상기 제 1의 표준조도에 의하여 발생된 제 1 표준영상신호를 읽는 단계와,

   상기 제 1 표준영상신호를 디지탈 변환하여 제 1 메모리부에 저장하는 단계와,

   해상도 평가용 테스트 챠트를 사용하여 제 2의 표준조도를 조사하는 단계와,

   상기 제 2의 표준조도에 의한 제 2 표준영상신호를 읽는 단계와,

   상기 제 2 표준영상신호를 디지탈 변화하여 제 2 메모리부에 저장하는 단계와,

   상기 제 1, 제 2 메모리부에 저장된 데이터를 비교하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 표준조도의 조사는 빛을 차광하는 차광영역상에 빛이 통과하는 투광영역이 빗살 모양으로 번갈아서 형성되어 있는 테스트 챠트를 이용하여 조사하는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 영상재생능력 평가방법.