JPH0146035B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えばイメージセンサ等と呼ばれる
固体撮像素子或はこの固体撮像素子を組込んだテ
レビカメラを試験する撮像装置試験器に関し、特
にこの出願の第１発明ではシユーデイング等によ
る影響を除去するための演算処理を高速度で行な
うことができる手段を有する試験装置を提供しよ
うとするものである。

またこの出願の第２発明では試験装置のメモリ
容量に関係なく試験しようとする固体撮像素子の
光電変換セルの数を自由に選定することができる
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＞ テレビジヨ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
によつ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
つて逐次１個ずつ選択してその光電変換セルに照
射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えて画走
査し、画像信号を得るものである。

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
過程において光電変換セルの中に不良が発生する
ことが考えられる。このため各光電変換セルが正
常に動作するか否かを試験する必要がある。

固体撮像素子の試験は各種の試験項目が考えら
れているが、その一つの方法として固体撮像素子
に均一な光を照射し、その均一な光を受光してい
る状態における各光電変換セルの光電変換値を取
出し、これが予め決めておいた期待値と比較し、
期待値から大きく異なる光電変換値を出力するセ
ルを不良と判定し、その不良セルが受光面上のど
の位置に存在し、またその個数が何個であるかに
よつて固体撮像素子の良、不良を判定する方法が
考えられる。

＜固体撮像素子試験器の全体的な説明＞ 第１図は固体撮像素子試験器の全体の構成を示
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形成或はMOS形式、
更にはこれらの特徴を兼ね備えたCPD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から電荷
を転送する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
を与える駆動回路を示す。この駆動回路１０２に
よりCCD形式或はMOS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つて選
択されて走査され画素信号が順次得られるものと
する。この走査速度はテレビジヨン信号における
標準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から得られる画素信号１０
３は前置増幅器１０４により増幅され、AD変換
器１０５に与えられる。AD変換器１０５は駆動
回路１０２から与えられるクロツクパルス１００
と同期して画素信号をAD変換し、例えば８ビツ
トのデイ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
データメモリ１０６に取込まれる。データメモリ
１０６は駆動回路１０２から与えられるクロツク
パルスをアドレスカウンタ１０７で計数し、その
計数出力によりアドレスが順次１番地ずつ歩進さ
れAD変換器１０５から出力されるデイジタル画
素信号を順次記憶する。

データメモリ１０６に取込まれたデイジタル画
素信号はデータプロセツサ１０８に逐次転送され
る。このデータプロセツサ１０８は、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
ータプロセツサ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つて漸次変化させる等の制御
を行なう。

１１３はモニタを示し、データメモリ１０６に
取込んだデイジタル画素信号をDA変換して画面
に各光電変換セルから得られた画素信号に基ずく
画像を映出するようにしている。

＜試験を実行する際の問題点＞ 固体撮像素子の試験は大略第１図に示す構成に
より試験されるものであるが、試験を実行する上
で次のような問題が存在する。

撮像素子１０１から出力される光電変換出力
は微少レベルのアナログ信号であるためSN比
が悪く、雑音が混入し易い。

光電変換セルの各暗電流に差が生じたり、或
いは光学レンズの歪み等によつて光量ムラが生
じ、これによつて光電変換値が各光電変換セル
毎に異なる値を出力する現象がある。このよう
な現象をシエーデイングと称している。

第２図Ａ，Ｂ，Ｃにシエーデングによる影響の
例を示す。図中横軸は光電変換セルの走査位置、
縦軸は光電変換出力値を示す。この例に示すよう
に暗電流或は光量ムラ等により光電変換出力が光
電変換セルの位置に応じて差が生じる現象があ
る。このシエーデイングによる影響を除去するこ
となくそのまま試験したりすると、各光電変換セ
ルの光電変換特性、つまり感度特性等が揃つてい
たとしても不良品と判定されてしまう。カメラと
して組立てられて使用される状態ではこれらのシ
エーデングによる影響を除去して使用できるよう
に回路が作られているから本来であれば感度特性
等が正常であれば良品として判定しなければなら
ない。

上記したの問題点を解消するには各光電変換
セルから複数回光電変換出力を取出し、その複数
回の光電変換出力を平均化することにより雑音に
よる影響を除去することができる。従つて第１図
に示すデータメモリ１０６に取込む画素データは
複数回の平均値であるものとする。この平均値を
得る方法は毎回のデイジタル画素データを加算
し、その桁上された上位ビツトの信号を取込むこ
とにより平均値を得ることができる。

一方シエーデングによる影響を除去するには、
第２図Ａ，Ｂ，Ｃに示すようなシエーデングによ
るオフセツト成分（或る光量を与えた場合の各光
電変換セルの平均値）を予めメモリに取込み、こ
のメモリに取込んだオフセツト成分を他の光量に
変えた場合の平均値を持つ測定データから順次減
算することにより実現できる。

このため第１図に示したデータメモリ１０６は
固体撮像素子１０１の一画面分を記憶する容量を
持つメモリを一つのメモリブロツクとし、そのメ
モリブロツクを第３図にM₁〜M₁₆として示すよ
うに複数設け、その複数のメモリブロツクM₁〜
M₁₆の一つにオフセツト成分Ｂを記憶する。第３
図の例ではM₁₁にオフセツト成分Ｂを記憶した場
合を示す。

メモリブロツクM₃に光量を変化させ条件を変
えた場合の光電変換値Ａを記憶する。この光電変
換値Ａからオフセツト成分Ｂを減算し、この減算
結果をデータプロセツサ１０８において、期待値
と比較するようにしている。

このようにしてシエーデングによる影響を除去
するものであるが、オフセツト成分Ｂを除去した
データを得るための演算をデータプロセツサ１０
８に設けたコンピユータにより行なうことが考え
られる。コンピユータにより演算を行なう場合の
プログラムを第４図に示す。ステツプにおい
てメモリブロツクM₃とM₁₁から対応する光電変
換セルのデータを取り出す。ステツプにおいて
メモリブロツクM₃より取出したデータＡからメ
モリブロツクM₁₁より取出したデータＢを減算
し、Ａ−Ｂ＝Ｃを求める。この演算結果Ｃをステ
ツプにおいてデータプロセツサ１０８に設けた
メモリに記憶する。このステツプ〜の動作を
各光電変換セル毎に実行し、データメモリ１０８
に設けたメモリにオフセツト成分Ｂを除去したデ
ータを得る。

このようにコンピユータによる演算処理は各光
電変換セル毎にメモリブロツクM₃とM₁₁から交
互にデータを読出して演算処理を行なうものであ
るから時間が掛る欠点がある。このため一個の固
体撮像素子を試験するに必要な時間が長くなり、
多くの素子を試験するためには高価な試験器を数
多く用意しなければならなくなる欠点がある。

＜第１発明の目的＞ この出願の第１発明はオフセツトを除去する演
算処理を短時間に行なうことができ、よつて短時
間に多くの固体撮像素子を試験できる固体撮像素
子試験器を提供しようとするものである。

＜第１発明の概要＞ この出題の第１発明では複数のメモリブロツク
を同時に平行して読出すことができるように構成
し、このようにしてデータＡとＢを記憶したメモ
リブロツクを同時に読出し、その読出出力を減算
器に与え、減算器から直ちに減算結果を得るよう
にし、その減算結果をデータプロセツサ１０８に
転送するように構成したものである。

従つてこの出願の第１発明によれば、データＡ
とＢを収納したメモリブロツクを読出すのと同時
に減算結果が得られ、短時間に減算結果Ｃを得る
ことができる。よつてそれだけ試験に要する時間
を短縮できる利点が得られる。

＜第１発明の実施例＞ 第５図にこの出願の第１発明の一実施例を示
す。第５図においてM₁，M₂，M₃…M₁₆は第３図
で説明したメモリブロツクである。各メモリブロ
ツクM₁〜M₁₆は同一構造であるためこゝではメ
モリブロツクM₁についてだけ詳細に示す。つま
り各メモリブロツクM₁〜M₁₆にはブロツクセレ
クタ５０１と５０２が設けられる。これらメモリ
セレクタ５０１又は５０２からセレクト信号が出
力されることによりメモリ本体５０３が選択され
て読出動作又は書込動作が行なわれる。

これと共にブロツクセレクタ５０１，５０２の
セレクト信号によりゲート５０４，５０５の何れ
か一方が開に制御され、メモリ本体５０３の読出
出力が減算器５０６の入力端子５０６ａ，５０６
ｂの何れか一方に供給される。

ブロツクセレクタ５０１及び５０２は複数のメ
モリブロツクを同時に読出す手段を構成するブロ
ツクセレクト信号発生器５０７及び５０８から出
力されるブロツクセレクト信号によつて選択され
る。ブロツクセレクト信号発生器５０７は例えば
４ビツトのアドレス信号により16個のメモリブロ
ツクM₁〜M₁₆の中からオフセツトデータを収納
したメモリブロツクを選択する。またブロツクセ
レクト信号発生器５０８は測定データを収納した
メモリブロツクを選択するものとする。

例えばブロツクセレクト信号発生器５０７がア
ドレス信号として「０、０、１、１」を出力した
とすると、メモリブロツクM₃が選択され、メモ
リブロツクM₃のメモリ本体５０３が読出動作す
る。メモリブロツクM₃がブロツクセレクタ５０
１によつて選択されたことにより、このメモリブ
ロツクM₃のゲート５０４が開に制御される。よ
つてメモリブロツクM₃のメモリ本体５０３から
読出されたオフセツトデータはゲート５０４を通
じて減算器５０６の入力端子５０６ａに供給され
る。

一方ブロツクセレクト信号発生器５０８から例
えば「０、０、０、１」が出力されると、メモリ
ブロツクM₁のブロツクセレクタ５０２が選択さ
れる。このブロツクセレクタ５０２が選択される
ことによりメモリブロツクM₁のメモリ本体５０
３が読出動作状態となり、ゲート５０５が開に制
御される。よつてメモリブロツクM₁のメモリ本
体５０３から読出された測定データはゲート５０
５を通じて減算器５０６の入力端子５０６ｂに入
力される。

５０９は各メモリブロツクM₁〜M₁₆に設けら
れたメモリ本体５０３にアドレス信号を与えるア
ドレス信号発生器を示す。このアドレス信号発生
器５０９から出力されるアドレス信号は各メモリ
ブロツクM₁〜M₁₆に設けた全てのメモリ本体５
０３に供給されるが、上記したブロツクセレクト
信号発生器５０７，５０８によつて選択されたメ
モリブロツクのメモリ本体５０３だけがこのアド
レス信号により読出動作が実行される。

尚書込時はブロツクセレクト信号発生器５０７
又は５０８の何れか一方から一つのメモリブロツ
クを選択し、その選択されたメモリブロツクのメ
モリ本体５０３にAD変換器１０５からのデイジ
タル画素データを記憶する。この記憶に際して
AD変換器１０５のビツト数を例えば８ビツトと
し、これに対しメモリ本体５０３の記憶ビツト数
を16ビツトとし、AD変換器１０５から出力され
るAD変換値を128回分積算すれば、メモリ本体
３０５の上位８ビツトには128回分の平均画素デ
ータを得ることができる。

＜発明の作用効果＞ 上記したようにこの発明によれば、ブロツクセ
レクト信号発生器５０７，５０８によつて二つの
メモリブロツクを選択し、この選択された二つの
メモリブロツクから測定データＡとオフセツトデ
ータＢを同時に読出し、その読出出力を減算器５
０６において減算させるから読出と同時に減算結
果が得られる。よつてこの減算結果を第１図で説
明したデータプロセツサ１０８に転送することに
よりデータプロセツサ１０８ではシエーデングに
よる影響を除去した光電変換データを期待値と比
較することができ、短時間に試験を行なうことが
できる。

＜第２発明の説明＞ 上述した第１発明では各メモリブロツクM₁〜
M₁₆に設けたメモリ本体５０３に固体撮像素子１
０１の各光電変換セルのデータを収納するものと
して説明した。然し乍ら固体撮像素子１０１は例
えばセル数が512×512のものが標準とされている
が、その他のものも考えられる。このため光電変
換セルの数がメモリブロツクM₁〜M₁₆に設けた
メモリ本体５０３の容量を越えるような場合は試
験が不可能となる。

この出願の第２発明は固体撮像素子１０１の光
電変換セルの数がメモリ本体５０３の容量より大
きくなつても試験を行なうことができる構造の撮
像装置試験器を提供しようとするものである。

＜第２発明の実施例＞ 第６図にこの出願の第２発明の実施例を示す。
この出願の第２発明では必要に応じて隣接するメ
モリブロツクを連続的に読出す手段を設けたもの
である。

このためには例えばブロツクセレクト信号発生
器５０７と５０８の出力側に加算器６０１，６０
２を設け、この加算器６０１，６０２にアドレス
発生器５０９の桁上出力を供給し、ブロツクセレ
クト信号にアドレス発生器５０９の桁上出力を加
算するように構成することにより実現できる。こ
のように構成することにより、アドレス発生器５
０９が桁上出力を発生すると、加算器６０１，６
０２の出力値が＋１される。この結果、今まで選
択されていたメモリブロツクの隣りのメモリブロ
ツクが選択され、このメモリブロツクがアクセス
されて書込または読出が行われる。この加算器６
０１，６０２の加算値はアドレス発生器５０９の
アドレス信号が隣接するメモリブロツクの所定ア
ドレスに達したときデータプロセツサ１０８から
の制御指令６０３，６０４によりリセツトされ元
のメモリブロツクの先頭アドレスに戻される。従
つて例えば複数画面分の撮像信号を積算しながら
繰返して記憶する動作を行うことができる。また
書込の後読出を行う場合において初期位置から読
出を行うことができる。

＜第２発明の作用効果＞ 第６図に示す第２発明によれば、必要に応じて
隣接するメモリブロツクを連続してアクセスする
ことができる。このため例えば固体撮像素子１０
１の光電変換セルの数がメモリブロツクM₁〜
M₁₆の記憶容量より大きくなつたとしても必要に
応じて隣接するメモリブロツクをアクセスするこ
とができる。よつて各種の大きさの固体撮像素子
を自由に試験することができ汎用性の高い固体撮
像素子を自由に試験することができ汎用性の高い
固体撮像素子試験器を提供できる。

尚上述では被試験体として固体撮像素子を対称
として説明したが、固体撮像素子を利用したカメ
ラを試験対称とすることもできる。カメラを試験
対称とした場合には固体撮像素子を含む光学系
と、固体撮像素子から出力される信号の処理回路
をも試験することができ総合的な試験を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は固体撮像素子の全体を説明するための
ブロツク図、第２図は固体撮像素子で発生するシ
エーデングの影響を説明するためのグラフ、第３
図は第１図で説明したデータメモリの構成を説明
するための図、第４図は従来のシエーデングの影
響を除去するための演算に必要とするプログラム
を説明するための流れ図、第５図はこの出願の第
１発明の一実施例を示すブロツク図、第６図はこ
の出願の第２発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。 １０１：固体撮像素子、１０６：データメモ
リ、M₁〜M₁₆：メモリブロツク、５０７，５０
８，５０９：異なるメモリブロツクに取込んだ光
電変換値を同時に読出す手段、５０６：メモリブ
ロツクから読出したデータを演算処理する演算
器、６０１，６０２：隣接するメモリブロツクを
連続してアクセスする手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ａ 試験すべき撮像装置から出力される撮像
   信号を順次AD変換するAD変換器と、 Ｂ ブロツクセレクタとメモリ本体とを具備し、
   ブロツクセレクト信号によつてブロツクセレク
   タが選択されることによつて上記AD変換器の
   AD変換出力を上記メモリ本体に記憶し、上記
   撮像装置から出力される複数画面分の撮像信号
   の平均値を記憶することができる複数のメモリ
   ブロツクと、 Ｃ このメモリブロツクの中の異なるメモリブロ
   ツクに取込んだ受光条件が異なる複数画面分の
   光電変換値の平均値を同時に平行して読出す読
   出手段と、 Ｄ この読出出力を減算処理する減算器と、 Ｅ この減算器の減算出力値が規定の範囲内にあ
   るか否かを判定し、上記撮像装置の良否を判定
   する判定手段と、 によつて構成された撮像装置試験器。 ２ Ａ 試験すべき撮像装置から出力される撮像
   信号を順次AD変換するAD変換器と、 Ｂ ブロツクセレクタとメモリ本体とを具備し、
   ブロツクセレクト信号によつてブロツクセレク
   タが選択されることによつて上記AD変換器の
   AD変換出力を上記メモリ本体に記憶し、上記
   撮像装置から出力される複数画面分の撮像信号
   の平均値を記憶することができる複数のメモリ
   ブロツクと、 Ｃ このメモリブロツクの中の異なるメモリブロ
   ツクに取込んだ受光条件が異なる光電変換値の
   平均値を同時に平行して読出す読出手段と、 Ｄ この読出出力を減算処理する減算器と、 Ｅ 上記メモリブロツクのアドレス信号に桁上げ
   信号が発生したときブロツクセレクト信号の値
   を歩進させ、隣接するメモリブロツクのブロツ
   クセレクタを選択してそのメモリブロツクをア
   クセスする手段と、 Ｆ 上記減算器の減算出力値が規定の範囲内にあ
   るか否かを判定し、上記撮像装置の良否を判定
   する判定手段と、 によつて構成された撮像装置試験器。