(57)【要約】【課題】  画像検査において目視印象を反映できる固体撮像装置の検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】  暗時撮像状態で駆動した固体撮像装置より得られた元画像より平滑画像を作成し、元画像からこの平滑画像を減算し点欠陥画像の作成を行う。次に点欠陥画像の各画素出力を測定し、あらかじめ定めた階級に従って、その出力値を割り振り、階級毎に累積カウントしてゆき、画素出力の度数分布を作成する。次に度数ｆｉを非線形関数により、変換度数ｇｉを求め、変換度数ｇｉから変換総度数Ｎ’を算出する。階級の代表値ｘｉと変換度数ｇｉと変換総度数Ｎ’から変換平均値μ’を算出し、階級の代表値ｘｉと変換度数ｇｉと変換総度数Ｎ’と変換平均値μ’を標準偏差の算出式に代入し、変換標準偏差σ’を算出する。算出した変換標準偏差σ’を基準値と比較し、良否判定を行う。【選択図】      図１
2006324935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像装置の各画素出力を第１の度数分布に表現し、前記第１の度数分布の各度数を非線形関数で変換した第２の度数分布に表現し、その特性に基づいて前記固体撮像装置の電気特性を判定すること
を特徴とする固体撮像装置の検査方法。
【請求項２】
前記電気特性の判定は、前記第２の度数分布から算出した標準偏差と基準値と比較することにより良否判定を行うこと
を特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項３】
前記標準偏差は、前記第２の度数分布の平均値の代わりに前記第２の度数分布の最頻値を代入した前記第２の度数分布から算出すること
を特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項４】
前記第１の度数分布は前記固体撮像装置に光が照射しない状態の前記各画素出力から表現し、前記固体撮像装置の白キズの状態を判定すること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置の検査方法、特に暗時撮像状態の画像検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオムービーやデジタルスチルカメラ等の固体撮像装置の画像特性を向上させるには、暗時撮像状態の画像特性が重要である。
以下、従来の固体撮像装置の画像検査方法を、特許文献１を参照しながら説明する。
【０００３】
図４は特許文献１に開示されている検査方法を示したフローチャートである。
まず、暗時撮像状態で駆動した固体撮像装置より元画像が得られると、得られた元画像に対して、メディアンフィルタ等の平滑化フィルタにより平滑画像を作成する。
【０００４】
次に、元画像から平滑画像を減算し、点欠陥画像の作成を行う。
次に、点欠陥画像の各画素出力を測定し、あらかじめ定めた階級に従って、その出力値を割り振り、階級毎に累積カウントしてゆき、画素出力の度数分布表を作成する。
【０００５】
次に度数ｆｉから式（１）により、総度数Ｎを算出する。
総度数Ｎ＝Σｆｉ  …（１）
次に、階級値ｘｉと度数ｆｉと総度数Ｎから式（２）により、平均値μを算出する
平均値μ＝（１／総度数Ｎ）・Σ［代表値ｘｉ・度数ｆｉ］  …（２）
次に、階級値ｘｉと度数ｆｉと総度数Ｎと平均値μを標準偏差の算出式（３）に代入し、標準偏差σを算出する。
【０００６】
標準偏差σ＝√［（１／総度数Ｎ）・Σ｛（代表値ｘｉ−平均値μ）２・度数ｆｉ｝］
…（３）
最後に、算出した標準偏差σを規定値と比較し、良否判定を行う。
【０００７】
図５は、画像データの階級値ｘｉと度数ｆｉを示した度数分布表、および式（１）、式（２）、式（３）により得られた総度数Ｎ、平均値μ、標準偏差σの一例を示している。
また、図６は図５の画像データの階級値ｘｉと度数ｆｉを示した度数分布図である。
【０００８】
なお、図５および図６では、異なる三種類の画像データ（サンプル１、サンプル２、サンプル３）を用いて画像検査を行い、図６において、１はサンプル１の度数曲線、２はサンプル２の度数曲線、３はサンプル３の度数曲線を示している。４はサンプル１，サンプル２およびサンプル３の度数曲線が重複している部分を示す。
【０００９】
図５より、異なる三種類の画像データの標準偏差σはサンプル１＝０．７７８ｍＶ、サンプル２＝０．７９１ｍＶ、サンプル３＝０．７７８ｍＶとなる。
ここで、例えば基準値を０．７８０ｍＶ未満とすると、サンプル１およびサンプル３が合格となり、サンプル２を不合格と判定することができる。
【特許文献１】特公平７−１１７５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ビデオムービーやデジタルスチルカメラに用いる固体撮像装置は、白キズ欠陥の補正技術とともに、画像のざらつきに対して人の感じ方を反映した検査を行うことが重要になっている。
【００１１】
そこで、背景技術で用いた画像データの目視印象を説明すると、サンプル１は標準的な画質であり、またサンプル２はサンプル１に比べて幾分ざらつきが大きく感じる画質を持つ。それが、背景技術ではサンプル２の度数曲線２の中央部右側に、サンプル１の度数曲線１より膨らんだ状態となって表れている。
【００１２】
サンプル３はサンプル１に比べて幾分ざらつきは少ないが、白く突出した微小な白キズ（以降、微小白キズと呼ぶ）が多く感じられる画質を持つ。それが、背景技術ではサンプル３の度数曲線３の中央部右側に、こぶのような膨らみとなって表れている。
【００１３】
背景技術では、サンプル１，サンプル２およびサンプル３を比較した場合、サンプル１とサンプル３が対等で、サンプル２が最も悪いという結果になるが、人の感覚では微小白キズが多いサンプル３を最も不快と感じる。
【００１４】
また、白キズ欠陥の補正技術によって影響をなくすことが出来る白キズ欠陥であっても、背景技術ではサンプル１，サンプル２およびサンプル３ともに、度数曲線の右側に異常点４となって表れ、算出結果の精度を低下させている。
【００１５】
そこで、本発明は、画像検査において目視印象を反映できる固体撮像装置の検査方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するために、本発明は、固体撮像装置の各画素出力を第１の度数分布に表現し、前記第１の度数分布の各度数を非線形関数で変換した第２の度数分布に表現し、その特性に基づいて前記固体撮像装置の電気特性を判定することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記電気特性の判定は、前記第２の度数分布から算出した標準偏差と基準値と比較することにより良否判定を行うことを特徴とする。
また本発明は、前記標準偏差は、前記第２の度数分布の平均値の代わりに前記第２の度数分布の最頻値を代入した前記第２の度数分布から算出することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記第１の度数分布は前記固体撮像装置に光が照射しない状態の前記各画素出力から表現し、前記固体撮像装置の白キズの状態を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の固体撮像装置の検査方法は、各画素出力を集計した正規分布に似た第１の度数分布において分布の裾で度数が増えることが問題となる微小白キズやしみの検査において、第１の度数分布の各度数を非線形関数で変換した第２の度数分布で表現することにより、分布の裾に発生する度数の割合を強調させることができ、微小白キズを確実に検出できる、という効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
固体撮像装置は、コンピュータからなる固体撮像装置の検査装置に接続されており、全く光を当てない状態（暗時撮像状態）とされた後、前記検査装置より駆動されて各画素の画像出力が測定され、その画素出力はアナログ−デジタル変換されて検査装置へ入力され、固体撮像装置の電気特性が判定される（検査が実行される）。
【００２１】
この検査装置による固体撮像装置の検査方法を図１のフローチャートにしたがって説明する。
まず、固体撮像装置を暗時撮像状態で駆動し、測定された各画素の画像出力により元画像を得る（ステップ−１）。次に、固体撮像装置より得られた元画像に対して、メディアンフィルタ等の平滑化フィルタにより平滑画像を作成し（ステップ−２）、元画像からこの平滑画像を減算し点欠陥画像の作成を行う（ステップ−３）。
【００２２】
次に、点欠陥画像の各画素出力を測定し、あらかじめ定めた階級に従って、その出力値を割り振り、階級毎に累積カウントしてゆき（ステップ−４）、画素出力の度数分布表を作成する（ステップ−５）。これにより、固体撮像装置に光が照射しない状態の各画素出力から度数分布が表現される。
【００２３】
次に、度数ｆｉを非線形関数の式（４）により、変換度数ｇｉを求める（ステップ−６）。これにより、固体撮像装置に光が照射しない状態の各画素出力から度数分布から、変換度数分布が表現される。
【００２４】
変換度数ｇｉ＝｛ｌｏｇ（度数ｆｉ−定数ａ）｝−定数ｂ  …（４）
ただし、度数ｆｉ≦定数ａの場合は、変換度数ｇｉ＝０
変換度数ｇｉ＜０の場合は、変換度数ｇｉ＝０
次に、変換度数ｇｉから式（５）により、変換総度数Ｎ’を算出する（ステップ−７）。
【００２５】
変換総度数Ｎ’＝Σｇｉ  …（５）
次に、階級の代表値ｘｉと変換度数ｇｉと変換総度数Ｎ’から式（６）により、変換平均値μ’を算出する（ステップ−８）。
【００２６】
変換平均値μ’＝（１／変換総度数Ｎ’）・Σ［代表値ｘｉ・変換度数ｇｉ］
…（６）
次に、階級の代表値ｘｉと変換度数ｇｉと変換総度数Ｎ’と変換平均値μ’を標準偏差の算出式（７）に代入し、変換標準偏差σ’を算出する（ステップ−９）。
【００２７】
変換標準偏差σ’＝√［（１／変換総度数Ｎ’）・Σ｛（代表値ｘｉ−変換平均値μ’）２・変換度数ｇｉ｝］  …（７）
最後に、算出した変換標準偏差σ’を基準値（規定値）と比較し（ステップ−１０）、変換標準偏差σ’が基準値未満のとき良（合格）と判定し（ステップ−１１）、変換標準偏差σ’が基準値以上のとき不良（不合格）と判定する（ステップ−１２）。なお、変換標準偏差σ’を判定する基準値は、予め良と確認された固体撮像装置の検査を上記ステップで実行して求められた変換標準偏差σ’が使用される。
【００２８】
次に、図２に画像データの階級値ｘｉと変換度数ｇｉを示した度数分布表、および式（４）、式（５）、式（６）、式（７）により得られた、変換総度数Ｎ’、変換平均値μ’および変換標準偏差σ’を示す。
【００２９】
また、図３に画像データの階級値ｘｉと変換度数ｇｉを示した度数分布図を示す。
但し、図２および図３では、画像データは背景技術で用いたデータと同一であり、異なる三種類の画像データ（サンプル１、サンプル２、サンプル３）を用いて画像検査を行い、図３において、５はサンプル１の度数曲線、６はサンプル２の度数曲線、７はサンプル３の度数曲線を示している。
【００３０】
なお、図３の度数分布の作成に際し、式（４）で使用した定数は、ａ＝５０、ｂ＝０である。
次に、非線形関数の式（４）の効果と定数設定方法を説明する。
【００３１】
背景技術で示したように、サンプル１，サンプル２，およびサンプル３を比較した場合、サンプル３の画像は白くざらついた感覚は少ないが、白く突出した微小白キズが多いため、目視印象は画質が悪いと感じるものである。
【００３２】
この微小白キズは、変換度数分布（図６）および度数分布（図３）では、裾部分の膨れ上がり（階級値ｘｉ＝４、５、６の度数ｆｉ、変換度数ｇｉ）により、画像データとして表現されている。
【００３３】
このとき、目視検査を反映すると微小白キズを持つサンプル３は不良と判定する必要があるが、背景技術の検査方法では、微小白キズが度数分布の裾に位置するようなサンプルや、微小白キズ数が全画素数に対して、０．２７％（正規分布の平均値±３σから外れる割合＝０．３％）以下であるようなサンプルは、微小白キズが算出値（標準偏差値）に反映されにくく、良否判定を行う際に、良と判定するという問題があった。あるいは、否と判定するために、多くの良品を否と判定する問題があった。
【００３４】
しかし、図２、図３に示したように、本発明の実施形態では非線形関数の式（４）を用いた度数変換により、サンプル３の度数分布の裾に存在する度数ｆｉの膨れ上がり（異常点８）を変換度数ｇｉによって強調することができ、微小白キズを算出値（標準偏差値）に反映することができる。
【００３５】
また、階級値ｘｉ＝１０のように、度数分布の裾から外れた部分に見られる度数は以降の標準偏差の算出において影響力が高く、階級値ｘｉ＝４、５、６を反映させた標準偏差の算出においてマイナス要因となる。
【００３６】
そこで本発明では、補正可能な白キズ欠陥とは異なり、画像のざらつきに対して人の感じ方を反映した検査を行うために、度数分布の裾から外れた部分の度数であり補正可能な白キズ欠陥の影響力を低減させるための第１の方法として、定数ａ＞０と設定する。
【００３７】
具体的には、本実施の形態では、定数ａを、階級１０の度数を上回る数値（例えば、定数ａ＝５０）に定めることで、度数分布の裾から外れた部分の扱いを不問にすることができ、度数分布の裾に存在する度数の膨れ上がりを精度よく検出することができる。
【００３８】
また、同様の目的とした本発明の第２の方法は、定数ａ＜０であっても、定数ｂ＞０と設定することであり、この方法により度数分布の裾から外れた部分に見られる度数の影響力を下げることができる。
【００３９】
例えば、定数を、ａ＝−１，ｂ＝１と定めた場合、式｛ｌｏｇ（度数ｆｉ−定数ａ）｝では階級１０の度数の影響力は存在したままであるが、式｛ｌｏｇ（度数ｆｉ−定数ａ）｝で得られる度数を各階級にわたり全体的に減算することで、つまり｛ｌｏｇ（度数ｆｉ−定数ａ）｝−定数ｂとすることで、度数分布の裾から外れた部分に見られる度数の影響力を下げることができる。
【００４０】
定数ｂの設定値は、階級ｘｉ＝１０の算出結果｛ｌｏｇ（度数ｆｉ−定数ａ）｝を上回る数値を選択するのが望ましいが、微小白キズが分布する中心の階級値ｘｉ＝５の算出結果｛ｌｏｇ（度数ｆｉ−定数ａ）｝を下回る数値を選択する。また、ａ＝−１は、非線形関数の付加条件である、度数ｆｉ≦定数ａが常に不成立となり、非線形関数の付加条件が減り、度数の変換が容易になるという効果もある。
【００４１】
なお、このような度数分布の裾から外れた部分の度数（白キズ）は、本発明の目視印象を反映できる検査方法とは別に、所定の階級を超える白キズ個数が補正許容個数（白キズ補正技術により補正される個数）より多いか少ないかで良否判定することが可能である。
【００４２】
本実施形態では、異なる３種類の画像データ（サンプル１、サンプル２、サンプル３）を演算すると、変換総度数Ｎ’、変換平均値μ’の算出を行い導き出した変換標準偏差値σ’は、サンプル１＝１．９１３ｍＶ、サンプル２＝１．９９５ｍＶ、サンプル３＝２．５３１ｍＶとなる。
【００４３】
人の感覚では微小白キズが多いサンプル３を最も不快と感じ、続いて幾分ざらつきが大きいと感じるサンプル２、続いて標準的なサンプル１と順位付けられる。予め良と確認された限度サンプル値（＝基準値）が、２．３００ｍＶであれば、サンプル３を不合格とすることが出来る。
【００４４】
以上のように、各画素出力を集計した正規分布に似た度数分布において分布の裾で度数が増えることが問題となる微小白キズやしみの検査において、まず固体撮像装置の各画素出力を各画素出力を集計した正規分布に似た度数分布（第１の度数分布）に表現し、前記第１の度数分布の各度数を非線形関数で変換した変換度数分布（第２の度数分布）に表現することにより、分布の裾に発生する度数の割合を強調させることができ、よって微小白キズを算出値（標準偏差値）に反映することができ、その特性に基づいて固体撮像装置の電気特性の良否判定を確実に行うことができ、画像検査において目視印象を反映できる固体撮像装置の検査方法を提供することができる。
【００４５】
また別の検査方法として、変換平均値μ’の算出を省略し、以降の算出において、変換平均値μ’＝最頻値とおいて算出してもよい。これは、非線形関数の式（４）による度数変換前は平均値μと最頻値とはほぼ同一値であるためである。しかし、非線形関数の式（４）による度数変換後は変換平均値μ’が微小白キズの影響で最頻値より微小白キズ側に大きく変化する。このため、変換平均値μ’＝最頻値と置き、以降の変換標準偏差σ’’の算出を行うことで、微小白キズの影響をより反映させることができる。
【００４６】
図２に示すように、変換標準偏差σ’’は、サンプル１＝１．９３３ｍＶ、サンプル２＝２．０３９ｍＶ、サンプル３＝２．７３７ｍＶである。
ここで、限度サンプル値（＝基準値）が２．３００ｍＶであれば、サンプル３を不合格と判定することができる。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の検査方法は、フィルタによる平滑画像の作成および点欠陥画像の作成（元画像−平滑画像）は省略し、元画像の出力値を割り振り、階級毎に累積カウントして度数分布を作成しても良い。
【００４８】
この場合、度数分布表（図２）の階級ｘｉに一定の値が加えられた状態になるが、その一定の値は変換平均値μ’とほぼ同等になり、算出結果である変換標準偏差σ’に大きな影響を与えるものでなく、本発明の効果を損なうものではない。
【００４９】
また本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の検査方法は、変換度数を算出する前に決められた階級より大きい階級の度数をゼロに変換する方法や、決められた階級間のみ対象として算出する方法を行ってもよい。
【００５０】
また本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の検査方法は、変換度数を算出するために対数を用いたが、ｎ乗根を用いてもよい。この場合、式（８）を使用する。
変換度数ｇｉ＝｛ｎ√（度数ｆｉ−定数ａ）｝−定数ｂ  …（８）
ただし、（度数ｆｉ−定数ａ）≦０の場合は、変換度数ｇｉ＝０
変換度数ｇｉ＜０の場合は、変換度数ｇｉ＝０
また本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の検査方法は、標準偏差の算出式を用いて変換標準偏差σ’を算出したが、不偏標準偏差の算出式を用いても効果は変わらない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る固体撮像装置の検査方法は、暗状態による撮像や均一な被写体の撮像または検査対象を撮像した際の、各画素出力を集計した正規分布に似た度数分布において分布の裾で度数が増えることが問題となる微小白キズやしみの検査に対して、非線形関数を用いて分布の裾に発生する度数の割合を強調させた、人の感じ方を反映した検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の検査方法のフローチャートである。
【図２】同固体撮像装置の検査方法により得られた変換度数分布のデータを示す図である。
【図３】同固体撮像装置の検査方法に係る非線形関数により得られた変換度数分布図である。
【図４】従来の固体撮像装置の検査方法のフローチャートである。
【図５】従来の固体撮像装置の検査方法により得られた度数分布のデータを示す図である。
【図６】従来の固体撮像装置の検査方法に係る度数分布図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  サンプル１の度数分布
２  サンプル２の度数分布
３  サンプル３の度数分布
４  異常点
５  サンプル１の度数分布
６  サンプル２の度数分布
７  サンプル３の度数分布
８  異常点
【図１】
2006324935.tif 000003
【図２】
2006324935.tif 000004
【図３】
2006324935.tif 000005
【図４】
2006324935.tif 000006
【図５】
2006324935.tif 000007
【図６】
2006324935.tif 000008