(57)【要約】【課題】固体撮像装置における画像部の画素欠陥を短時間で検査する。【解決手段】スイッチ１６、１７は、画素部１０の出力経路を通常出力のためのＣＤＳ回路１２と欠陥検査のための画素欠陥判定回路１５に切り換える。駆動回路１１は、画素部１０の各画素を高速で選択して駆動したり、複数の画素を一括して選択して駆動するといった多彩な駆動方法が可能である。画素欠陥判定回路１５は、画素出力信号を基準信号と比較し、欠陥判定を行う。欠陥検査時には、駆動回路１１によって画素部１０から高速に画素信号を読み出すとともに、スイッチ１６、１７の選択によって画素出力信号が画素欠陥判定回路１５に入力され、欠陥画素による異常な画素出力信号が入力された場合には、画素欠陥判定結果信号によるフラグを立てるようにして、欠陥検査時に画素欠陥がある固体撮像装置を区別できるようにする。【選択図】　　　　　　　図１
2004040647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、
前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記信号処理回路と画素欠陥判定回路を通常出力時と欠陥検査時とで選択する選択回路を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記画素部の各単位画素を１画素単位または画素列単位または画素行単位で読み出す機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、通常の速度で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より高速で画素を選択する高速読み出し動作とを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記画素部の欠陥検査時に高速読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記駆動回路は、１画素単位または画素列単位または画素行単位で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より多い画素を選択する多画素読み出し動作とを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記駆動回路は、前記画素部の欠陥検査時に多画素読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記駆動回路は、１画素単位または画素列単位または画素行単位で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より多い画素を前記通常読み出し動作より高速で選択する多画素高速読み出し動作とを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記駆動回路は、前記画素部の欠陥検査時に多画素高速読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路、及び出力信号処理回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路と、
を有する固体撮像装置の画素欠陥検査方法であって、
前記出力信号処理回路とは独立して前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路を設けるとともに、前記タイミングジェネレータ回路からの動作パルスによって前記画素欠陥判定回路を制御し、前記画素部から出力される画素出力信号の欠陥検査を行う、
ことを特徴とする固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記画素部の欠陥検査時に、前記駆動回路によって通常出力時よりも高速で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記画素部の欠陥検査時に、前記駆動回路によって通常出力時よりも多い画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記画素部の欠陥検査時に、前記駆動回路によって通常出力時よりも多い画素をより高速で選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１４】
前記画素欠陥判定回路による画素部の欠陥検査と並行して、同一チップ上に混載された他の回路に所定の検査信号を入力して前記他の回路の欠陥検査を行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１５】
半導体チップ上に被写体の撮像を行う固体撮像部を搭載した半導体装置において、
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、
前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
被写体の撮像を行う固体撮像部と、前記固体撮像部によって撮像した画像を出力する出力部とを有するカメラ装置において、
前記固体撮像部は、
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、
前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路とを有している、
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項１７】
被写体の撮像を行う固体撮像部と、前記固体撮像部によって撮像した画像を伝送する通信部とを有する通信装置において、
前記固体撮像部は、
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、
前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路とを有している、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項１８】
被写体の撮像を行う固体撮像部と、前記固体撮像部によって撮像した画像に所定の画像処理を行う画像処理部とを有する画像処理装置において、
前記固体撮像部は、
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、
前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路とを有している、
ことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置に関し、特にその画素欠陥を検査するための画素欠陥検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いた固体撮像装置は、各種の携帯端末機器、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの画像入力装置として注目されている。
これらの固体撮像装置では、固体撮像装置を実現する半導体の局所的な結晶欠陥や、固体撮像装置を半導体上に形成する製造工程において何らかのゴミやストレス等に起因して画素欠陥が生じることがある。
そして、このような画素欠陥が固体撮像装置上に存在する場合、この画素欠陥に起因して固体撮像装置で得られる画像に白点や黒点などが生じ、画質を劣化させることが知られている。
【０００３】
そのため、例えば固体撮像装置の出荷時において画素欠陥検査を行う。
これは、通常の使用時と同様の全画素の画素信号を読み出す方法で、例えば白点検出の場合は全黒の被写体の撮像を行い、黒点検出の場合は全白の被写体の撮像を行う。そして、例えば全黒の画像に白点が検出された場合に、ある個数もしくはある信号レベル以上であれば、その固体撮像装置は不良品であると判断され、その固体撮像装置は出荷をしないようにしている。
【０００４】
一方、近年の固体撮像装置では、多画素化や高機能化が望まれている。
したがって、よりいっそうの多画素化が進んだ場合、上記の様な通常使用時と同様の撮像動作を用いて固体撮像装置の検査を行うと、画素数の増加とともに検査時間が膨大になることが予想される。
例えば、ＶＧＡ（６４０×４８０＝３３万画素）の固体撮像装置でかかっていた検査時間が、ＳＶＧＡ（１２８０×１０２４＝１３０万画素）の固体撮像装置では、約４倍の時間がかかることになる。
さらに、近年の固体撮像装置では高機能化が望まれ、同一半導体基板上に様々な回路を画素部以外にも混載することが望まれており、このような固体撮像装置では、さらに複雑な検査処理となる。
【０００５】
例えば、図１１は、ＣＭＯＳイメージセンサの構成例を示している。
図示のように、このＣＭＯＳイメージセンサは、２次元配列で複数の単位画素を配置した画素部１１０と、この画素部１１０の各画素を駆動する駆動回路１１１と、画素部からの出力信号（以下、画素出力信号という）から雑音を除去するＣＤＳ（相関二重サンプリング；ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　ｄｕｂｌｅ　ｓａｍｐｌｉｎｇ　）回路１１２と、ＣＤＳ回路１１２からの画素出力信号を増幅するアンプ回路１１３と、この増幅された画素出力信号をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ回路１１４と、各回路への動作パルスを生成するタイミングジェネレータ回路１１５などを有して構成されている。
【０００６】
そして、例えばＣＤＳ回路１１２を検査する際には画素部１１０と駆動回路１１１をスタンバイ状態にして、ＣＤＳ回路１１２の入力部に外部から信号を入力して検査を行うといった処理を行うことになる。
このように通常は各回路部分を後段より順番に検査し、検査の対象となる回路以外はスタンバイ状態にして検査を行っている。
これは、各部が独立に動作できないという回路構成上の問題に起因するものであり、さらに検査の解析精度を上げ、検査で欠陥が発見される確率である欠陥のカバレッジを向上することを図るためである。
これらの原因により、高機能化に伴う混載回路の増加や複雑化が進むと、検査時間が膨大になることが予想される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の画素欠陥検査方法では、固体撮像装置が多画素化や高機能化した場合、よりいっそうの検査時間の増加が予想される。
さらに、検査のために使用するテスト信号やテストプログラムが複雑になり、テスト信号やテストプログラムの作成、検証が難しくなる。
そのため、検査にかかる負担やコストが増大してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、画素欠陥を短時間で検査することができる固体撮像装置及びその画素欠陥検査方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路とを有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、前記駆動回路、及び出力信号処理回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路とを有する固体撮像装置の画素欠陥検査方法であって、前記出力信号処理回路とは独立して前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路を設けるとともに、前記タイミングジェネレータ回路からの動作パルスによって前記画素欠陥判定回路を制御し、前記画素部から出力される画素出力信号の欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明の固体撮像装置及びその画素欠陥検査方法では、出力信号処理回路とは独立して画素部からの画素出力信号を取り込み、画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路を設け、この画素欠陥判定回路によって欠陥検査を行うことから、通常の画像出力時と比べて高速な動作で画素出力信号を読み出し、適正な画素欠陥の判定を行うことができ、画素欠陥を短時間で検査することができる。
例えば、駆動回路は、通常の速度で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より高速で画素を選択する高速読み出し動作とを行う機能を有しており、画素部の欠陥検査時に高速読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行う、あるいは、１画素単位または画素列単位または画素行単位で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より多い画素を選択する多画素読み出し動作とを行う機能を有しており、画素部の欠陥検査時に多画素読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行う、さらには、１画素単位または画素列単位または画素行単位で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より多い画素を前記通常読み出し動作より高速で選択する多画素高速読み出し動作とを行う機能を有しており、画素部の欠陥検査時に多画素高速読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行う。
そして、このような通常より迅速に読み出した画素出力信号を専用の判定回路で簡潔な比較演算によって迅速に判定処理し、画素欠陥を短時間で検査することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による固体撮像装置及びその画素欠陥検査方法の実施の形態例について説明する。
本実施の形態は、固体撮像装置を設けた半導体チップ上に、固体撮像装置の画素部に対して多様な画素選択が可能な駆動回路と、その選択された画素の信号から画素の欠陥などの不良を判別する判定回路とを混載し、固体撮像装置の画素欠陥検査を短時間で実現できるようにしたものである。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態による固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
本例の固体撮像装置は、ＣＭＯＳイメージセンサとして構成されており、２次元配列で複数の単位画素を配置した画素部１０と、この画素部１０の各画素を駆動する駆動回路１１と、画素部１０によって出力される画素出力信号から雑音を除去するＣＤＳ（相関二重サンプリング；ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　ｄｕｂｌｅ　ｓａｍｐｌｉｎｇ　）回路（出力信号処理回路）１２と、このＣＤＳ回路１２より出力される画素出力信号を増幅するアンプ回路１３と、このアンプ回路１３によって増幅された信号をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ回路１４と、画素出力信号に含まれる画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路１５と、出力選択用のスイッチ（選択回路）１６、１７と、各回路への動作パルスを作るタイミングジェネレータ回路１８などを有して構成されている。
【００１４】
図２は、図１に示すＣＭＯＳイメージセンサの画素出力信号の一例を示す説明図である。
通常出力時における画素出力信号は、リセット雑音やアンプ雑音など雑音が含まれているため、まず雑音だけのリセット信号（リセット時の画素出力信号）を読み出し、さらに雑音を含む画素信号（撮像時の画素出力信号）を読み出し、リセット信号と画素信号との差分を出力することで、雑音の除去された信号が得られる。
ＣＤＳ回路１２では、この差分演算を行い、さらに演算した結果をホールドした信号（以下、ＣＤＳ出力信号という）を出力する。
【００１５】
例えば、全白の被写体の撮像を行った場合、リセット信号と画素信号の差分が大きくなり、ＣＤＳ出力信号の信号レベルが大きくなる。また、全黒の被写体の撮像を行った場合、リセット信号と画素信号の差分が小さく、ＣＤＳ出力信号の信号レベルはほとんど無いはずである。
なお、このリセット信号のレベルは画素毎、読み出し毎に異なるため、各画素の読み出し時に、この差分演算を行う必要がある。
しかし、例えば黒点の欠陥がある画素では全白の撮像を行うとＣＤＳ出力信号の信号レベルは通常の画素のＣＤＳ出力信号に比べて小さくなる。同様に、黒点の欠陥がある画素で全黒の撮像を行うとＣＤＳ出力信号の信号レベルは通常の画素のＣＤＳ出力信号に比べて大きくなる。
【００１６】
以下、このような画素部１０からの画素出力信号に対する本例の画素欠陥判定方法について説明する。
まず、図１において、欠陥検査時にはスイッチ１６、スイッチ１７はともにＡ端子側に選択し、また、通常読み出し時はスイッチ１６をＢ端子側に選択し、スイッチ１７を非導通にして使用する。
また、駆動回路１１は、画素部１０の各画素を高速で選択して駆動したり、複数の画素を一括して選択して駆動するといった多彩な駆動方法が可能となっている。このような多彩な駆動方法は、タイミングジェネレータ回路１８で発生した駆動パルスが駆動回路１１に入力され、それにより駆動回路１１から画素駆動パルスが画素に入力されることにより、実行される。
そして、欠陥検査時には、上述したスイッチ１６、１７の選択によって画素出力信号が画素欠陥判定回路１５に入力され、欠陥画素による異常な画素出力信号が入力された場合には、画素欠陥判定結果信号によるフラグを立てるようにして、欠陥検査時に画素欠陥がある固体撮像装置を区別できるようにする。
【００１７】
図３は、画素欠陥判定回路１５の構成例を示すブロック図である。
図示のように、画素欠陥判定回路１５は、前段の検査用ＣＤＳ回路２０と、この検査用ＣＤＳ回路２０からの出力を入力して欠陥判定閾値と比較する検査用コンパレータ回路３０とから構成されている。
検査用ＣＤＳ回路２０は、入力アンプ２１、コンデンサ２２、２３、トランジスタ２４、２５より構成され、通常撮像でのＣＤＳ回路１２と同様に、画素出力信号を入力してリセット信号と画素信号との差分をとり、雑音を除去された検査用ＣＤＳ出力信号を得るものである。
検査用コンパレータ回路３０は、コンパレータ３１とＤ型フリップフロップ３２より構成され、検査用ＣＤＳ回路２０からの検査用ＣＤＳ出力信号と所定の閾値（欠陥判定閾値）とをコンパレータ３１で比較することで、画素が欠陥か否かを判定し、画素欠陥判定結果信号として出力する。
なお、検査用ＣＤＳ回路２０は、全黒を撮像している際の白点の検出、もしくは全白を撮像している際の黒点の検出など、輝度差のはっきりした撮像での欠陥画素を検出を目的にしているため、通常の撮像で用いるＣＤＳ回路１２のような検出精度を必要としないものである。
【００１８】
図４は、画素欠陥判定回路１５の動作例を示すタイミングチャートである。
画素出力信号のリセット信号部分を、クランプトランジスタ２４に対するクランプパルスφＳ１の“Ｈｉ”期間でクランプ電圧に揃え（図中ａで示す）、画素信号部分をサンプリングトランジスタ２５に対するサンプリングパルスφＳ２の“Ｈｉ”期間でサンプリングする。
そして、このサンプリングした信号をホールドしている間（φＳ２の“Ｌｏ”期間）、検査用ＣＤＳ回路２０から検査用ＣＤＳ出力信号を出力する。この検査用ＣＤＳ出力信号と欠陥判定閾値との比較結果を検査用コンパレータ回路３０の出力部分にあるＤ型フリップフロップ３２で検査パルスφＣＫのタイミングでラッチし、画素欠陥判定信号を出力する。
なお、図４では全黒を撮像している際の白点の欠陥画素の検出例を示している。通常の画素出力信号では画素欠陥判定信号は“Ｈｉ”になるが、白点の欠陥画素がある場合には画素欠陥判定信号は“Ｌｏ”になる。
【００１９】
タイミングジェネレータ回路１８からは、欠陥画素を検出する際に上記の各パルスφＳ１、φＳ２、φＣＫのような画素欠陥判定用パルスが出力されるようにする。それとともに、ＣＤＳ回路１２、アンプ回路１３、Ａ／Ｄコンバータ回路１４にも検査用のパルスを出力すれば、欠陥画素の検査と同時に各回路の検査も行える。
さらに、タイミングジェネレータ回路１８自体にも画素欠陥判定用パルスを発生させる部分と、通常の撮像動作に使用する様々な設定を記憶するレジスタやタイミングの発生部などを切り分けて独立に検査できるようにすれば、さらに検査時間の短縮につながる。
【００２０】
図５は、固体撮像装置の各回路を並列に検査した動作例を示すフローチャートである。
まず、検査のスタートでは、チップＤＣテストを行う（ステップＳ１１）。これは、例えばチップの信号端子や電源端子のオープン不良やショート不良のチェックや静的電源電流チェックなど、固体撮像装置の静的な特性をチェックするものである。
その後、各回路間の接続を所定の信号を固体撮像装置に入力し、その出力をみることでチェックする（ステップＳ１２）。
そして、各回路のＡＣテストを並列に行う（ステップＳ１３〜Ｓ１５）。
このＡＣテストは各回路の機能チェックなど、動的な特性をチェックするものであり、例えば画素部１０のＡＣテストでは、前述のように欠陥画素の検査などを行い、ＣＤＳ回路１２のＡＣテストでは、あるＣＤＳ検査信号を入力に加えることで、相関二重サンプリングの雑音除去などをチェックする。
なお、図５では、画素部１０、ＣＤＳ回路１２、アンプ回路１３以外のＡＣテストを省略してあるが、混載する回路により、並列の組み合わせは種々選択できるものである。
そして、最後に固体撮像装置全体の機能チェックとして、チップＡＣテストを行う（ステップＳ１６）。
【００２１】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図６は、４×４の２次元に配列された単位画素から構成される画素部１０と駆動回路１１の例を示すブロック図である。なお、ＶＧＡでは、この単位画素の配列が６４０×４８０になる。
駆動回路１１は、画素部１０が２次元に配列されているため、垂直と水平の２つの駆動回路１１Ａ、１１Ｂで構成されている。垂直、水平の各駆動回路１１Ａ、１１Ｂにはタイミングジェネレータ回路１８から検査用パルスφＣＫＸ、φＳＴ１、φＳＴ２が入力され、φＡｎ、φＢｎ（ｎは正の整数）の画素駆動パルスを画素部に出力する。
例えば、図６のＸの位置にある画素を選択する際は、φＡ２、φＢ３の両方から画素駆動パルスが出力されていれば良い。
【００２２】
図７は、垂直駆動回路１１Ａの具体的な構成例を示している。
この駆動回路１１Ａは、各画素行、画素列に対応した駆動スキャナから構成され、それが動作クロックφＣＫＸで駆動制御されている。また、φＳＴ１は、駆動回路１１Ａが出力する画素駆動パルスのスタートのタイミングを与える。
なお、水平駆動回路１１Ｂも同様の構成を有しており、ここでは説明は省略する。
図８は、図７に示す垂直駆動回路１１Ａの動作例を示すタイミングチャートである。図示のように、φＣＫＸに同期して、φＳＴ１が入力されると順番にφＡ１、φＡ２と画素駆動パルスが出力される。
画素出力信号は、画素部１０に入射する光量に応じて変化するが、さらに画素を出力するために選択する時間と次の選択する時間の長さ（電荷蓄積時間）に応じても変化する。ただし、前述のように画素欠陥検査の様な輝度差がはっきりした検査の場合、ある程度、電荷蓄積時間が短くても、異常な画素があった場合十分検出できる。
【００２３】
また、図７において、タイミングジェネレータ回路１８から駆動回路１１Ａに入力される駆動パルスφＣＫを可変にすることで、容易に電荷蓄積時間を可変にできる。そのため、例えば、図９で示すように、通常の読み出しよりも検査時のφＣＫＸを短くすることで、画素欠陥検査の時間を短縮できる。
また、上述した図７の駆動パルスφＳＴ１を複数回入力することで、同時に複数の画素が選択でき、それに応じて画素欠陥判定回路１５の欠陥判定閾値を変化させることで、複数の画素の欠陥検査を行うことができ、画素欠陥検査の時間をさらに短縮することができる。図１０は、この動作例を示すタイミングチャートである。
【００２４】
以上のように、本実施の形態によれば、固体撮像装置の画素欠陥を検査する際に、検査時間の短縮を図ることが可能となる。
すなわち、画素部の検査と固体撮像装置に混載する他の回路の同時の検査が行えるため、固体撮像装置全体の検査時間を短縮することができ、固体撮像装置のコスト減少に寄与できる。
また、画素部だけを独立に検査できるため、他の混載回路とは独立に検査用のプログラムが作成できるため、過去の検査プログラムが応用しやすく、検査プログラムの作成が簡単であるなど、検査の準備期間を短くすることができる。
また、画素部だけを独立に検査できるため、詳細な検査が短時間で行え、故障時のカバレッジを向上させることができ、故障解析精度も向上できる。
さらに、検査用のパルスをタイミングジェネレータ回路で発生させることにより、外部に特別なテスタを用意しなくても、固体撮像装置の画素検査が行えることから、特殊な画素検査用のテスタを用意しなくても済み、投資額を抑えることができる。
【００２５】
なお、上記の例は、本発明を主にＣＭＯＳイメージセンサに適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されるものでなく、ＣＣＤイメージセンサについても同様に、通常出力時の出力信号処理回路とは独立した画素欠陥検査用の判定回路を設けて検査時間の短縮、効率化を図ることが可能である。
また、本発明は、単体の固体撮像装置に限らず、撮像素子以外の機能を有する他の回路素子を同一チップ上に混載した各種の半導体装置として構成されたものであってもよい。
また、上述のような固体撮像装置を撮像部として構成された各種カメラ装置（デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ）や固体撮像装置の撮像信号を無線や有線で通信する機能を有する各種通信装置、さらには撮像画像の編集や加工出力を行う機能を有する各種の画像処理装置に適用可能であり、これらの半導体装置、カメラ装置、通信装置（携帯型機器を含む）、及び画像処理装置についても本発明に含まれるものとする。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の固体撮像装置によれば、出力信号処理回路とは独立して画素部からの画素出力信号を取り込み、画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路を設け、この画素欠陥判定回路によって欠陥検査を行うことから、通常の画像出力時と比べて高速な動作で画素出力信号を読み出し、適正な画素欠陥の判定を行うことができ、画素欠陥を短時間で検査することができる効果がある。
また、このような固体撮像装置を用いた半導体装置、カメラ装置、通信装置、画像処理装置においても同様に、通常の画像出力時と比べて高速な動作で画素出力信号を読み出し、適正な画素欠陥の判定を行うことができ、画素欠陥を短時間で検査することができる効果がある。
また、同様に本発明の固体撮像装置の画素欠陥検査方法によれば、出力信号処理回路とは独立して画素部からの画素出力信号を取り込み、画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路を設け、この画素欠陥判定回路によって欠陥検査を行うことから、通常の画像出力時と比べて高速な動作で画素出力信号を読み出し、適正な画素欠陥の判定を行うことができ、画素欠陥を短時間で検査することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＣＭＯＳイメージセンサの画素出力信号の一例を示す説明図である。
【図３】図１に示すＣＭＯＳイメージセンサの画素欠陥判定回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示すＣＭＯＳイメージセンサの画素欠陥判定回路の動作例を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示すＣＭＯＳイメージセンサの各回路を並列に検査した動作例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示すＣＭＯＳイメージセンサの画素部と駆動回路のやや具体的な例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す垂直駆動回路の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図８】図７に示す垂直駆動回路の動作例を示すタイミングチャートである。
【図９】図７に示す垂直駆動回路の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１０】図７に示す垂直駆動回路のさらに他の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１１】従来の固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０……画素部、１１……駆動回路、１２……ＣＤＳ回路、１３……アンプ回路、１４……Ａ／Ｄコンバータ回路、１５……画素欠陥判定回路、１６、１７……スイッチ、１８……タイミングジェネレータ回路。
【図１】
2004040647.tif 000003
【図２】
2004040647.tif 000004
【図３】
2004040647.tif 000005
【図４】
2004040647.tif 000006
【図５】
2004040647.tif 000007
【図６】
2004040647.tif 000008
【図７】
2004040647.tif 000009
【図８】
2004040647.tif 000010
【図９】
2004040647.tif 000011
【図１０】
2004040647.tif 000012
【図１１】
2004040647.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月24日(2003.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定する画素欠陥判定回路と、
前記駆動回路、出力信号処理回路、及び画素欠陥判定回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路と、
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記出力信号処理回路と画素欠陥判定回路を通常出力時と欠陥検査時とで選択的に動作させる選択回路を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記画素部の各単位画素を１画素単位または画素列単位または画素行単位で読み出す機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、通常の速度で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より高速で画素を選択する高速読み出し動作とを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記画素部の欠陥検査時に前記高速読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記駆動回路は、１画素単位または画素列単位または画素行単位で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より多い画素を選択する多画素読み出し動作とを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記駆動回路は、前記画素部の欠陥検査時に前記多画素読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記駆動回路は、１画素単位または画素列単位または画素行単位で画素を選択する通常読み出し動作と、前記通常読み出し動作より多い画素を前記通常読み出し動作より高速で選択する多画素高速読み出し動作とを行う機能を有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記駆動回路は、前記画素部の欠陥検査時に前記多画素高速読み出し動作で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、
前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、
前記駆動回路、及び出力信号処理回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路と、
を有する固体撮像装置の画素欠陥検査方法であって、
前記出力信号処理回路とは独立して前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定するとともに、前記タイミングジェネレータ回路からの動作パルスによって前記画素部から出力される画素出力信号の欠陥検査を行う、
ことを特徴とする固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記画素部の欠陥検査時には、前記駆動回路によって通常出力時よりも高速で画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記画素部の欠陥検査時には、前記駆動回路によって通常出力時よりも多い画素を選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記画素部の欠陥検査時には、前記駆動回路によって通常出力時よりも多い画素をより高速で選択して信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【請求項１４】
前記画素部の欠陥検査と並行して、同一チップ上に混載された他の回路に所定の検査信号を入力して前記他の回路の欠陥検査を行うことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の画素欠陥検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また本発明は、光電変換を行う複数の単位画素よりなる画素部と、前記画素部を駆動して画素出力信号の出力動作を制御する駆動回路と、前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号に所定の信号処理を施して出力する出力信号処理回路と、前記駆動回路、及び出力信号処理回路に所定の動作パルスを供給するタイミングジェネレータ回路とを有する固体撮像装置の画素欠陥検査方法であって、前記出力信号処理回路とは独立して前記駆動回路の駆動制御によって画素部から出力される画素出力信号を取り込み、所定の基準信号と比較することにより画素欠陥を判定するとともに、前記タイミングジェネレータ回路からの動作パルスによって前記画素部から出力される画素出力信号の欠陥検査を行うことを特徴とする。