JPH0161279B2 - - Google Patents

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
ることが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
つて逐次一個ずつ選択してその光電変換セルに射
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て走査し
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、或はダイナミツ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
変換セルの上に例えば第４図に示すように色フイ
ルタが被せられ、赤（Ｒ）、緑(G)、青(B)の三色の
色光に応動するように構成される。従つてカラー
用固体撮像素子の場合は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。

また一個の固体撮像素子は大略500×500個程度
の光電変換素子によつて構成され、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
換セルを各一個ずつ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
することができるカラー撮像装置試験器を提供し
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
る各色の画素信号をAD変換すると共にそのAD
変換されたデイジタル画素信号をデータメモリに
記憶し、固体撮像素子の各色の光電変換セル位置
に対応したアドレスに制御情報を収納したマスク
メモリから制御情報が読出されるその制御情報に
よりデイジタル画素信号の中から各色のデイジタ
ル画素信号だけを選択して取出すゲートを設け、
データブロセツサによりその取出されたデイジタ
ル画素信号を基準値と比較しその比較結果により
カラー撮像装置の良否を判定する試験を行なうよ
うに構成したものである。

従つ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。よつて固体撮像素子の駆動回路は、例えばテ
レビジヨ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、安価に作ることができ
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１
０１はCCD形式或は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から得られた画素信号１０
３は前置増幅器１０４により増幅され、AD変換
器１０５に供給される。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は後述するよう
にこの発明の要部である色信号の仕分け手段と各
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。

＜データメモリ１０６の詳細説明＞ 固体撮像素子１０１においてただ一度の走査に
よつて得られた画素信号によつてその固体撮像素
子１０１の良否を判定した場合、たまたま混入し
たノイズによつ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１０
１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データメモリ
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変換出力がデータメモリ
１０６に供給される。データメモリ１０６は加算
器２０１と、メモリ部２０２とによつて構成され
る。メモリ部２０２はAD変換器１０５から出力
されるデイ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イジ
タル画素信号とを加算器２０１において加算し、
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。

ここで読出と書込を高速度で行なわなくてはな
らないため、この例ではメモリ部２０２を４枚の
メモリカード２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２
０２ｄによつて構成し、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、出力ラツチ回路２０５と、入力ラツ
チ回路２０６とによつて構成される。

カードセレクタ２０３には制御バス２０７から
カードセレクト信号と、アドレスバス２０８から
アドレス信号を受け、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
ドレス信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、
出力ラツチ回路２０５にラツチさせる。そのラツ
チ出力を加算器２０１に与え、この加算器２０１
において前回と今回のデイジタル画素信号を加算
し、その加算結果を入力ラツチ回路２０６にラツ
チする。

入力ラツチ回路２０６に加算結果をラツチする
と、カードの選択は次のカードに移される。従つ
て各メモリカード２０２ａ〜２０２ｄが加算器２
０１に接続されている時間は出力ラツチ回路２０
５がメモリ本体２０４の読出出力をラツチした時
点から入力ラツチ回路２０６が加算結果をラツチ
するまでの時間でよく、入力ラツチ回路２０６に
加算結果がラツチされると、その直後にカードは
加算器２０１から切離される。よつて次に選択さ
れたメモリカード、例えば２０２ｂが加算器２０
１に接続されている状態でメモリカード２０２ａ
は入力ラツチ回路２０６にラツチした加算結果を
同一アドレスに再書込すればよい。よつて各メモ
リカードでは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２０２ａ〜２０２ｄの動
作速度の負担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〜２０
２ｄのメモリ本体２０４に同一画素の毎回のデイ
ジタル画素データの加算値が同一アドレスに積算
される。ここでその加算値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の書込データの
ビツト容量を16ビツトとする。このようにして８
ビツトのデイジタル信号を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２
０９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
ができる。

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つ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１１２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。よつ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が、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ツサ１０８に各色信
号を仕分けするマスクメモリ３０１を設け、この
マスクメモリ３０１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ゲー
ト３０２を開閉制御し、ゲート３０２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３０１
Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂによつて構成され、これ
ら各メモリ３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂの中の
例えば３０１Ｒ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
色の元に応動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
り赤色信号だけを取出すことができる。この場合
AD変換器１０５から出力されるデイジタル画素
信号を直接ゲート３０２に供給し、AD変換器１
０５のAD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１０５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値を得るよう
にし、その平均値をゲート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。

従つてデータメモリ１０６に各光電変換セルの
出力の平均値を取込んだ後に、データメモリ１０
６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
が読出されるのと同時にマスクメモリ３０１Ｒか
らはＨ論理の制御信号が読出される。よつてゲー
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，３０１
Ｇ、３０１Ｂ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に取出すこ
とができる。尚３１０はマスクメモリ３０１Ｒ，
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３
１２，３１３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電変換セルの
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て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
総受光量を検出する手段３００に転送される。こ
の各色の総受光量検出手段３００は例えば加算器
３０３とラツチ回路３０４と、積算器３０５と、
比較器３０６と、基準値設定器３０７とによつて
構成することができる。ゲート３０２から出力さ
れる例えば赤色画素信号を加算器３０３とラツチ
回路３０４と積算器３０５によつて構成されるル
ープによつて積算し、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
対して或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総受光量を
或は緑色光電変換セルの総受光量、青色光電変換
セルの総受光量に対応した値を積算器３０５に得
ることができ、その各色の総受光量が所定の許容
範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総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
ータフアイル５０１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５０２において各光電変
換セルのデイ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アイルである。

＜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
モリ３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂから読出され
る制御信号によりゲート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１０１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。よつて固体
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。よつて固体
撮像素子の形成が変わつてもその変更は容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を説明するためのブロ
ツク図、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ツク図、第３図はこの発明
の要部の一実施例を示すブロツク図、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
タプロセツサの他の例を示すブロツク図である。 １０１：カラー用固体撮像素子、１０２：駆動
回路、１０５：AD変換器、１０６：データメモ
リ、１０８：データプロセツサ、３０１：マスク
メモリ、３０２：ゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ａ 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 上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、 Ｃ 上記AD変換器から出力される各光電変換セ
   ルの画素信号に対応するデイジタル画素信号を
   記憶するデータメモリと、 Ｄ 上記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、上記データメモリから読出
   されるデイジタル画素信号の中から各色のデイ
   ジタル画素信号だけを選択して取出すゲート
   と、 Ｅ その取出されたデイジタル画素信号を基準値
   と比較しその比較結果によりカラー撮像装置の
   良否を判定するデータプロセツサと、 を具備して成るカラー撮像装置試験器。