(57)【要約】【課題】固体撮像素子の出力信号におけるリセットノイズの電圧レベルを検出し、テスタでの自動評価を実現できる固体撮像素子の評価方法を提供する。【解決手段】水平転送パルスφＨ１、φＨ２の２周期毎にリセットパルスφＲＧを固体撮像素子に印加し、暗状態で固体撮像素子から得られる出力信号Ｖｏｕｔに対して、水平転送パルスの１周期毎に発生されリセットパルスと同じ位相を有するクランプパルスＣＰにより固定された、固体撮像素子の出力信号における各画素期間毎のＤＣレベルを基準として、サンプルホールドパルスＳＨＰにより固体撮像素子の出力信号における画素信号部をサンプルホールドして得られたサンプルホールド出力信号ＳＨｏｕｔに基づいて、リセットノイズの電圧レベルの評価を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローティングディフュージョンアンプを出力部に有して成る固体撮像素子のリセットノイズを評価する方法であって、
水平転送パルスの２周期毎にリセットパルスを前記固体撮像素子に印加し、暗状態で前記固体撮像素子から得られる出力信号に対して、前記水平転送パルスの１周期毎に発生され前記リセットパルスと同じ位相を有するクランプパルスにより固定された、前記固体撮像素子の出力信号における各画素期間毎のＤＣレベルを基準として、サンプルホールドパルスにより前記固体撮像素子の出力信号における画素信号部をサンプルホールドして得られたサンプルホールド出力信号に基づいて、リセットノイズの電圧レベルの評価を行うことを特徴とする固体撮像素子のリセットノイズ評価方法。
【請求項２】
前記リセットノイズの電圧レベルは、前記サンプルホールド出力信号における１画素毎に交互に変化する高レベルと低レベルとの差分として検出される請求項１記載の固体撮像素子のリセットノイズ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の出力信号におけるリセットノイズを評価する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体撮像素子はマルチメディア用途への進出が目覚ましい、特にデジタルスチルカメラ用の固体撮像素子では、小型化、高画素化、多機能化の要求はますます高まっている。
【０００３】
固体撮像素子には、電気的特性のうち画質に対する規定および出力波形に関する規定が設けられており、この規定を満足する製品を正確かつ迅速に評価することが必要である。従来、固体撮像素子の電気的特性を評価する場合、ウエハ状態でテスタにより自動評価を行い、組み立て後、テスタまたは実装評価装置による官能検査により評価するのが一般的である。
【０００４】
また、従来では、固体撮像素子の出力信号からリセットノイズを取り除く手段として、一般的に、相関二重サンプリング回路が使用され、それを介して得られる画像データに基づいて画質欠陥や信号出力値を演算して評価してきた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
ここで、従来の相関二重サンプリング処理について、図２を参照して説明する。
【０００６】
図２は、従来の相関二重サンプリング処理前後の信号および信号処理パルスのタイミングチャートである。図２において、Ｖｏｕｔ’は固体撮像素子の出力信号、ＣＰ’は出力信号Ｖｏｕｔ’の各画素期間における基準信号部（フィードスルー）２２をクランプするクランプパルス、ＳＨＰは出力信号Ｖｏｕｔの各画素期間における画像信号部２３をサンプリングするサンプルホールドパルス、ＳＨｏｕｔ’は各画素期間におけるサンプルホールド後の出力信号（以下、サンプルホールド出力信号と称する）を示す。ここで、出力信号Ｖｏｕｔ’の各画素期間のうち、２１はリセットノイズを示す。
【０００７】
クランプパルスＣＰ’によりフィードスルー２２をクランプし、出力信号Ｖｏｕｔ’の各画素期間のＤＣレベルを基準として、サンプルホールドパルスＳＨＰにより画素信号部２３をサンプルホールドすることで、出力信号Ｖｏｕｔの各画素期間における画像信号部２３のレベルのみがサンプルホールド出力信号ＳＨｏｕｔ’として得られる。通常、サンプルホールド出力信号ＳＨｏｕｔ’をＡ／Ｄ変換器に入力し、テスタのフレームメモリに取り込んだ画像データを演算処理することで、自動評価を行っている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−７７７４０号公報（段落
【００１６】）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、画素信号部２３ではないリセットノイズ２１の電圧レベルを検出することができない。したがって、出力波形に関する項目については、テスタにより自動評価することができず、固体撮像素子の出力信号Ｖｏｕｔをオシロスコープで観測し、予め定められた電圧レベルや波形判定基準に基づき評価を行われなければならない、という問題点があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、固体撮像素子の出力信号におけるリセットノイズの電圧レベルを検出し、テスタでの自動評価を実現できる固体撮像素子の評価方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る固体撮像素子のリセットノイズ評価方法は、フローティングディフュージョンアンプを出力部に有して成る固体撮像素子の評価方法であって、水平転送パルスの２周期毎にリセットパルスを固体撮像素子に印加し、暗状態で固体撮像素子から得られる出力信号に対して、水平転送パルスの１周期毎に発生されリセットパルスと同じ位相を有するクランプパルスにより固定された、固体撮像素子の出力信号における各画素期間毎のＤＣレベルを基準として、サンプルホールドパルスにより固体撮像素子の出力信号における画素信号部をサンプルホールドして得られたサンプルホールド出力信号に基づいて、リセットノイズの電圧レベルの評価を行うことを特徴とする。
【００１２】
この場合、リセットノイズの電圧レベルは、サンプルホールド出力信号における１画素毎に交互に変化する高レベルと低レベルとの差分として検出される。
【００１３】
上記の構成によれば、相関二重サンプリング処理後のサンプルホールド出力信号として、リセットパルスが有るリセットノイズに相当するレベルとリセットパルスが無いリセットノイズに相当するレベルとが交互に出力され、その差分としてリセットノイズの電圧レベルを検出することで、テスタでの自動評価が実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る固体撮像素子の評価方法における駆動パルス、信号処理パルス、および相関二重サンプリング処理前後の信号のタイミングチャートである。なお、本実施の形態では、固体撮像素子を二相の水平転送パルスで駆動する場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１において、φＨ１、φＨ２は水平転送パルス、φＲＧはリセットパルスである。水平転送パルスφＨ１、φＨ２は、従来の水平転送パルスと同じであるが、リセットパルスφＲＧは、従来では、水平転送パルスφＨ１、φＨ２の１周期（Ｔｈ）毎にＨｉｇｈレベルになるパルスであるのに対し、本実施の形態では、水平転送パルスφＨ１、φＨ２の２周期（２Ｔｈ）毎にＨｉｇｈレベルになるパルスである。
【００１７】
Ｖｏｕｔは、暗状態で、上記のような駆動パルスでの駆動により固体撮像素子から得られる出力信号である。Ｖｏｕｔにおいて、１１はリセットパルスが有るリセットノイズ期間、１２はリセットパルスが無いリセットノイズ期間を示す。
【００１８】
ＣＰは、クランプパルスであり、本実施の形態では、リセットノイズをクランプするタイミング、すなわち水平転送パルスφＨ１、φＨ２の１周期（Ｔｈ）毎にＨｉｇｈレベルになり、かつリセットパルスφＲＧと同じ位相を有する。
【００１９】
ＳＨＰは、各画素期間における画像信号部をサンプリングするサンプルホールドパルスであり、従来と同等である。
【００２０】
ＳＨｏｕｔは、サンプルホールド出力信号である。サンプルホールド出力信号ＳＨｏｕｔは、クランプパルスＣＰのタイミングで固定された、固体撮像素子からの出力信号Ｖｏｕｔにおける各画素期間毎のＤＣレベルと、サンプルホールドパルスＳＨＰのタイミングでサンプルホールドされた、暗電流のレベルに相当する画素信号部の電圧レベルとの差分となる。
【００２１】
すなわち、サンプルホールド出力信号ＳＨｏｕｔとして、リセットパルスが有るリセットノイズ１１に相当する高レベル１３とリセットパルスが無いリセットノイズ１２に相当する低レベル１４が交互に１画素単位で出力される。
【００２２】
このサンプルホールド出力信号ＳＨｏｕｔをＡ／Ｄ変換器に入力し、テスタのフレームメモリに取り込み、１画素毎に交互に現れるレベル差を算出する演算処理を行うことで、リセットノイズの電圧レベルを検出することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、一般的なＣＣＤ固体撮像素子であり、フローティングディフュージョンアンプを出力部に有する固体撮像素子の出力信号処理回路として広く用いられる相関２重サンプリング処理を用いて説明したが、本発明はこれに限定されず、各画素期間で黒基準部と画素信号部をサンプリングする信号処理であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リセットノイズの電圧レベルを１画素毎に交互の現れるレベル差を有する画像データとすることで、画像処理による電圧測定を可能にし、リセットノイズの電圧レベルを検出することができ、テスタでの自動評価を実現できる、という格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る固体撮像素子の評価方法における駆動パルス、信号処理パルス、および相関二重サンプリング処理前後の信号のタイミングチャート
【図２】従来の相関二重サンプリング処理前後の信号および信号処理パルスのタイミングチャート
【符号の説明】
φＨ１、φＨ２  水平転送パルス
φＲＧ  リセットパルス
Ｖｏｕｔ  暗状態での固体撮像素子の出力信号
ＣＰ  クランプパルス
ＳＨＰ  サンプルホールドパルス
ＳＨｏｕｔ  サンプルホールド出力信号
１１  リセットパルスが有るリセットノイズ
１２  リセットパルスが無いリセットノイズ
１３  リセットノイズ１１に相当する高レベル
１４  リセットノイズ１２に相当する低レベル
【図１】
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【図２】
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