(57)【要約】【課題】イメージセンサをフレーム読み出しモードに設定せず、フィールド読み出しモードでメカシャッタを制御し、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データを取得することにより、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを高速に判別する。【解決手段】入射光を撮像するＣＣＤイメージセンサ１３上のメカシャッタユニット２１のメカシャッタを、フレーム画素数削減読み出しモードとしてのフィールド読み出しモード下で制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、この取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段１９２と、輝度値算出手段１９２で算出した輝度値に基づいて、露光期間を規定する電荷掃き出し期間に対応した所定時間内にメカシャッタが閉じたかどうかを判定するメカシャッタ判定手段１９３とを有している。【選択図】図１
2012129640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を撮像するイメージセンサ上のメカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモード下で制御し、該メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、該取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段と、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、電荷掃き出し期間に対応した所定時間内に該メカシャッタが閉じたかどうかを判定するメカシャッタ判定手段とを有するメカシャッタ試験装置。
【請求項２】
入射光を撮像するイメージセンサ上のメカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモード下で制御し、該メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、該取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段と、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいてメカシャッタ速度を測定するメカシャッタ速度測定手段とを有するメカシャッタ試験装置。
【請求項３】
前記メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかの判定は、露光期間の開始となる電荷掃き出しパルスの停止時から、前記電荷掃き出し期間に対応した該電荷掃き出しパルスのパルス数だけ遡った時点から該メカシャッタを駆動開始することにより行う請求項１に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項４】
前記メカシャッタ判定手段は、前記算出した輝度値と基準輝度値「０」とを比較して、該算出した輝度値が「０」の場合に、前記メカシャッタが前記所定時間内に閉じたと判定し、該算出した輝度値が「０」ではない場合に、該メカシャッタが該所定時間内に閉じていないと判定する請求項１に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項５】
前記イメージセンサの撮像、信号電荷の読み出しおよびその電荷転送をタイミング制御するタイミング制御手段と、該タイミング制御手段に対して、前記フレーム画素数削減読み出しモードに設定制御すると共に、前記電荷掃き出し期間の電荷掃き出しパルスを所定パルス数だけ出力するように設定制御する第１設定制御手段とをさらに有する請求項１または３に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項６】
前記メカシャッタを開閉制御するドライバ手段と、前記タイミング制御手段からの電荷掃き出しパルスに基づいて該ドライバ手段を制御して該メカシャッタを閉じるように制御するメカシャッタ制御手段とを更に有する請求項５に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項７】
前記メカシャッタ制御手段は、前記電荷掃き出しパルスのパルス数をカウントし、このカウント数が予め設定されたパルス数に達すると、前記ドライバ手段を駆動制御して前記メカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスを該メカシャッタに出力する請求項６に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項８】
前記メカシャッタ制御手段に対して前記パルス数を設定制御する第２設定制御手段をさらに有する請求項７に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項９】
前記フレーム画素数削減読み出し時に、前記メカシャッタ制御手段を有効にするかまたは無効にするかを決定するスタートビットを設定制御し、該メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データのみを前記輝度値算出手段が取得するように画像転送制御手段を設定制御する第３設定制御手段をさらに有する請求項６に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１０】
前記第２設定制御手段を制御して前記メカシャッタ制御手段に設定パルス数を設定制御し、前記輝度値算出手段および前記メカシャッタ判定手段を制御して、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていなければ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じるまで該設定パルス数を減らしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたと判定された場合に、そのときの設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定するメカシャッタ速度測定手段をさらに有する請求項８に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１１】
前記第２設定制御手段が最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数または、該全設定パルス数から、前記メカシャッタが動作しきれないと判定されているパルス数分だけ減らしたパルス数である請求項１０に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１２】
前記メカシャッタ速度測定手段において、
前記輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、前記メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていなければ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じるまで該設定パルス数を減らしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたと判定された場合に、そのときの設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定する請求項２に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１３】
前記第２設定制御手段を制御して前記メカシャッタ制御手段に設定パルス数を設定制御し、前記輝度値算出手段および前記メカシャッタ判定手段を制御して、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていれば、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていない時点まで該設定パルス数を増やしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていないと判定された場合に、そのときの設定パルス数から１少ない設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定するメカシャッタ速度測定手段をさらに有する請求項８に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１４】
前記第２設定制御手段が最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数の最初のパルス数または、該全設定パルス数から、前記メカシャッタが十分に動作すると判定されているパルス数分だけ減らしたパルス数である請求項１３に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１５】
前記メカシャッタ速度測定手段において、
前記輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていれば、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていない時点まで該設定パルス数を増やしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていないと判定された場合に、そのときの設定パルス数から１少ない設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定する請求項２に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１６】
前記輝度値算出手段は、
電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）と、該電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を算出して、該電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）から該電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引いて単位時間当たりの輝度値ΣＲＥＦＦを算出し、さらに、露光開始は該電子シャッタを使い、露光終了は前記メカシャッタを使用して、露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）の輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）を算出し、
前記メカシャッタ速度測定手段は、
前記露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）による輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）から、短めの露光時間による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引き、これを単位時間当たりの輝度値（ΣＲＥＦＦ）で割ることによりメカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度として測定する請求項２に記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１７】
前記フレーム画素数削減読み出しモードは、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードである請求項１、２および４のいずれかに記載のメカシャッタ試験装置。
【請求項１８】
前記イメージセンサはＣＣＤイメージセンサである請求項１または２に記載のメカシャッタ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤイメージセンサに用いられるメカシャッタの遅れ時間を測定するメカシャッタ試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＣＤイメージセンサにメカシャッタが用いられており、メカシャッタの動作について図６を用いて詳細に説明する。
【０００３】
図６は、フレーム読み出し時の従来のメカシャッタ応答速度測定方法を説明するための信号波形図である。
【０００４】
図６に示すように、シャッタボタンが押されると、次の１フレーム期間を決定する垂直同期信号ＶＳＹＮＣの立ち上がりに同期して、電荷を基板側に抜く信号ＳＵＢＣＫが出力される。この信号ＳＵＢＣＫがオフになると露光期間が始まる。この信号ＳＵＢＣＫのオフから垂直同期信号ＶＳＹＮＣの立ち下がりまでの期間が露光期間として設定される。露光開始は信号ＳＵＢＣＫがオフによる電子シャッタを使い、露光終了はメカシャッタを使用して露光時間を決めている。従来のＣＣＤイメージセンサでは、信号電荷の読み出し後の電荷転送時にメカシャッタを閉じて入射光を遮断する必要がある。メカシャッタが閉じた状態で、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの立ち上がりに同期して１フレーム分の画像転送が順次行われる。
【０００５】
ＣＣＤイメージセンサに用いられるメカシャッタ遅れ時間（メカシャッタの閉じ時間）はばらついている場合があり、従来のメカシャッタ試験装置によりメカシャッタ遅れ時間を測定し、その測定したメカシャッタ遅れ時間に対応するように、ＣＣＤイメージセンサ毎にメカシャッタ動作開始時期を設定してメカシャッタ動作の終了時点を垂直同期信号ＶＳＹＮＣの立ち下がりに一致させる必要がある。従来のメカシャッタ試験装置を用いた従来のメカシャッタ遅れ時間測定方法が特許文献１に開示されている。
【０００６】
図７は、特許文献１に開示されている従来のＣＣＤイメージセンサのメカシャッタ遅れ時間測定方法を説明するための動作フローを示す工程図である。
【０００７】
まず、ＣＣＤイメージセンサをフレーム読み出しモードに設定する。
【０００８】
次に、図７に示すように、ステップＳ１０１で電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）を測定する。
【０００９】
続いて、ステップＳ１０２で電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を測定する。
【００１０】
その後、ステップＳ１０３で電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）から電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引いて、誤差などを相殺した後に、ΣＲＥＦＦを求めることにより単位時間当たりの輝度値を求めることができる。
【００１１】
さらに、ステップＳ１０４で露光開始は電子シャッタを使い、露光終了はメカシャッタを使用して、露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）の輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）を測定する。このとき、メカシャッタを閉じるタイミングは、露光開始から短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）と同じ時間に発生させる。
【００１２】
さらに、ステップＳ１０５で、上記で求めたΣＭＥＣＨＡからΣＳＨＯＲＴを引き、ΣＲＥＦＦで割ることによりメカシャッタ遅れ時間（メカシャッタ閉じ時間）（ＴＤＥＬＡＹ）を測定することができる。即ち、メカシャッタ遅れ時間（ＴＤＥＬＡＹ）＝［露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）による輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）−短めの露光時間による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）］／単位時間当たりの輝度値（ΣＲＥＦＦ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２７８６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１に開示されている上記従来のメカシャッタ遅れ時間（メカシャッタ閉じ時間）の測定方法では、ＣＣＤイメージセンサをフレーム読み出しモードにて画像を取り込み、上記のメカシャッタ試験装置により、輝度データを用いてメカシャッタ遅れ時間（メカシャッタ閉じ時間）を測定している。つまり、フレーム読み出しモードにて画像を取り込んでいるため１フレーム分のフル画像（全画像）を取り込まなければならない。例えば１６００万画素のＣＣＤイメージセンサであれば、膨大な１６００万画素データを全て取り込む必要があり、何回にも分けて電荷転送を行うことから、この１６００万画素データ取り込みに時間がかかり過ぎるという問題があった。したがって、ＣＣＤイメージセンサの構成や周波数によって異なるが、１６００万画素データを全て取り込むだけに要する時間でも約１．５秒程度はかかっていた。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、イメージセンサをフレーム読み出しモードに設定せず、フィールド読み出しモードでメカシャッタを制御し、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データを取得することにより、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを高速に判別することができるメカシャッタ試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のメカシャッタ試験装置は、入射光を撮像するイメージセンサ上のメカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモード下で制御し、該メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、該取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段と、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、電荷掃き出し期間に対応した所定時間内に該メカシャッタが閉じたかどうかを判定するメカシャッタ判定手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１７】
本発明のメカシャッタ試験装置は、入射光を撮像するイメージセンサ上のメカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモード下で制御し、該メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、該取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段と、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいてメカシャッタ速度を測定するメカシャッタ速度測定手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１８】
また、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるメカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかの判定は、露光期間の開始となる電荷掃き出しパルスの停止時から、前記電荷掃き出し期間に対応した該電荷掃き出しパルスのパルス数だけ遡った時点から該メカシャッタを駆動開始することにより行う。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるメカシャッタ判定手段は、前記算出した輝度値と基準輝度値「０」とを比較して、該算出した輝度値が「０」の場合に、前記メカシャッタが前記所定時間内に閉じたと判定し、該算出した輝度値が「０」ではない場合に、該メカシャッタが該所定時間内に閉じていないと判定する。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置において、前記イメージセンサの撮像、信号電荷の読み出しおよびその電荷転送をタイミング制御するタイミング制御手段と、該タイミング制御手段に対して、前記フレーム画素数削減読み出しモードに設定制御すると共に、前記電荷掃き出し期間の電荷掃き出しパルスを所定パルス数だけ出力するように設定制御する第１設定制御手段とをさらに有する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置において、前記メカシャッタを開閉制御するドライバ手段と、前記タイミング制御手段からの電荷掃き出しパルスに基づいて該ドライバ手段を制御して該メカシャッタを閉じるように制御するメカシャッタ制御手段とを更に有する。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置において、前記メカシャッタ制御手段は、前記電荷掃き出しパルスのパルス数をカウントし、このカウント数が予め設定されたパルス数に達すると、前記ドライバ手段を駆動制御して前記メカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスを該メカシャッタに出力する。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるメカシャッタ制御手段に対して前記パルス数を設定制御する第２設定制御手段をさらに有する。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるフレーム画素数削減読み出し時に、前記メカシャッタ制御手段を有効にするかまたは無効にするかを決定するスタートビットを設定制御し、該メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データのみを前記輝度値算出手段が取得するように画像転送制御手段を設定制御する第３設定制御手段をさらに有する。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置における第２設定制御手段を制御して前記メカシャッタ制御手段に設定パルス数を設定制御し、前記輝度値算出手段および前記メカシャッタ判定手段を制御して、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていなければ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じるまで該設定パルス数を減らしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたと判定された場合に、そのときの設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定するメカシャッタ速度測定手段をさらに有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置における第２設定制御手段が最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数または、該全設定パルス数から、前記メカシャッタが動作しきれないと判定されているパルス数分だけ減らしたパルス数である。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるメカシャッタ速度測定手段において、前記輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、前記メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていなければ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じるまで該設定パルス数を減らしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたと判定された場合に、そのときの設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置において、前記第２設定制御手段を制御して前記メカシャッタ制御手段に設定パルス数を設定制御し、前記輝度値算出手段および前記メカシャッタ判定手段を制御して、該輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていれば、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていない時点まで該設定パルス数を増やしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていないと判定された場合に、そのときの設定パルス数から１少ない設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定するメカシャッタ速度測定手段をさらに有する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置における第２設定制御手段が最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数の最初のパルス数または、該全設定パルス数から、前記メカシャッタが十分に動作すると判定されているパルス数分だけ減らしたパルス数である。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるメカシャッタ速度測定手段において、前記輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていれば、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていない時点まで該設定パルス数を増やしつつ、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、該メカシャッタが該設定パルス数に対応した時間内に閉じていないと判定された場合に、そのときの設定パルス数から１少ない設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定する。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置における輝度値算出手段は、電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）と、該電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を算出して、該電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）から該電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引いて単位時間当たりの輝度値ΣＲＥＦＦを算出し、さらに、露光開始は該電子シャッタを使い、露光終了は前記メカシャッタを使用して、露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）の輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）を算出し、前記メカシャッタ速度測定手段は、前記露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）による輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）から、短めの露光時間による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引き、これを単位時間当たりの輝度値（ΣＲＥＦＦ）で割ることによりメカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度として測定する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるフレーム画素数削減読み出しモードは、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードである。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明のメカシャッタ試験装置におけるイメージセンサはＣＣＤイメージセンサである。
【００３４】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３５】
フレーム読み出しモードとは、１フレームの全画素の画像を読み出すモードであり、フィールド読み出しモードとは、１フレームの全画素の画像ではなく、隣接画素を足し算して半分の画素数にして圧縮したり、また、携帯電話のモニタモードのように全画素から間引いて例えば１／１６と画素数を少なくした複数画素の画像を読み出すフレーム画素数削減読み出しモードである。また、フレーム画素数削減読み出しモードとして、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードであれば、全画素から例えば１／１００程度と画素数が極端に少なくなって画像データの読み出し速度が大幅に早くなってメカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかをより高速に判別することが可能となる。
【００３６】
本発明においては、入射光を撮像するイメージセンサ上のメカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモードとして、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモード下で制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段と、輝度値算出手段で算出した輝度値に基づいて、電荷掃き出し期間に対応した所定時間内に該メカシャッタが閉じたかどうかを判定するメカシャッタ判定手段とを有している。
【００３７】
このように、メカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモードとして、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモード下で制御するため、フレーム読み出しモードに比べて、転送すべき画像データ量が激減することから、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得して、より短時間（高速）でメカシャッタがある時間内に閉じたかどうかを判別することが可能となる。この判別を繰り返すことにより、メカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度としてより高速に測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
以上により、本発明によれば、メカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモードとして、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモード下で制御するため、フレーム読み出しモードの場合に比べて、転送すべき画像データ量が激減するため、より短時間（高速）でメカシャッタがある時間内に閉じたかどうかを判別することができて、メカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度としてより高速に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１における、カメラモジュールのメカシャッタ閉じ時間を測定するメカシャッタ試験装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のメカシャッタ試験装置の動作タイミングを説明するための信号波形図である。
【図３】図１のメカシャッタ試験装置のメカシャッタ速度測定方法の一例を説明するための信号波形図である。
【図４】本発明の実施形態２における、カメラモジュールのメカシャッタ閉じ時間を測定するメカシャッタ試験装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態３における、カメラモジュールのメカシャッタ閉じ時間を測定するメカシャッタ試験装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図６】フレーム読み出し時の従来のメカシャッタ応答速度測定方法を説明するための信号波形図である。
【図７】特許文献１に開示されている従来のＣＣＤイメージセンサのメカシャッタ遅れ時間測定方法を説明するための動作フローを示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、本発明の固体撮像装置の実施形態１、２および、この固体撮像装置の実施形態１、２を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の実施形態３について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。また、貫通電極や外部接続端子の個数も実際のデバイスと一致していなくてもよく、図示および説明の便宜を考慮した個数としたものであり、図示する構成に限定されるものではない。
【００４１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における、カメラモジュールのメカシャッタ閉じ時間を測定するメカシャッタ試験装置の要部構成例を示すブロック図である。
【００４２】
図１において、本実施形態１のメカシャッタ試験装置１は、カメラモジュール２内にあるメカシャッタユニット２１のメカシャッタを開閉制御するためのドライバ手段としての定電流ドライバＩＣ１１と、カメラモジュール２内のレンズユニット２２を通して集光された入射光を撮像するＣＣＤイメージセンサ２３の撮像、信号電荷の読み出しおよびその転送をタイミング制御して、ＣＣＤイメージセンサ２３から順次出力される画素毎の各アナログ画像信号をデジタル信号に変換するアナログフロントエンド１２（ＴＧ／ＡＦＥ）と、定電流ドライバＩＣ１１およびＴＧ／ＡＦＥ１２を制御するテスト制御回路１３と、テスト制御回路１３を制御するテスト制御用パーソナルコンピュータ１４とを有する。
【００４３】
テスト制御回路１３は、定電流ドライバＩＣ１１の制御および、ＴＧ／ＡＦＥ１２から出力される電荷掃きだしパルス数をカウントし、所望のカウント数に達すると定電流ドライバＩＣ１１を駆動開始させるメカシャッタ制御手段としてのメカシャッタ制御回路１５と、メカシャッタ制御回路１５を制御するためのメカシャッタ制御メモリ１６と、ＴＧ／ＡＦＥ１２への設定および制御を行い、ＴＧ／ＡＦＥ１２から出力されてくるＲａｗデータを受け取って、ＵＢＳケーブルを経由して、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４へ画像データを転送する画像転送制御手段としての画像転送制御回路１７とを有し、ＴＧ／ＡＦＥ１２から出力される電荷掃き出しパルスをメカシャッタ制御回路１５にてカウントし所望のカウント数になると、メカシャッタ制御メモリ１６に予め設定されていた設定内容を瞬時に読み出し、その設定内容に従ってＩ２Ｃライン経由で定電流ドライバＩＣ１１を高速に駆動させてメカシャッタを閉じるように制御する。さらに、テスト制御回路１３は、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データのみを画像転送制御回路１７で受け取り、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データをテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に転送する。
【００４４】
テスト制御用パーソナルコンピュータ１４は、テスト制御を行うためのテストプログラムを格納するテストプログラム格納用メモリ１８と、図示していないが、パーソナルコンピュータに装備しているＣＰＵ１９（制御部）の他、メモリやＵＳＢコントローラとを有している。
【００４５】
ＣＰＵ１９は、メカシャッタ制御回路１５、画像転送制御回路１７およびＴＧ／ＡＦＥ１２に対して各種設定を行う設定制御手段１９１と、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段１９２と、この算出した輝度値と基準輝度値「０」とを比較して、算出した輝度値が「０」の場合に、メカシャッタがある時間内に閉じたと判定し、算出した輝度値が「０」ではない場合に、メカシャッタがある時間内に閉じていないと判定するメカシャッタ判定手段１９３と、設定制御手段１９１、輝度値算出手段１９２およびメカシャッタ判定手段１９３による各処理を繰り返してメカシャッタ速度を測定するメカシャッタ速度測定手段１９４とを有し、フィールド読み出しモードでメカシャッタを制御し、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データを取得して、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを高速に判別することができ、また、これを繰り返すことにより、カメラモジュール２におけるメカシャッタ閉じ時間を測定することができる。メカシャッタがある時間内に閉じているかどうかの判定結果やメカシャッタ閉じ時間の測定結果は、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４に設けられた表示部（図示せず）に表示する。
【００４６】
この場合のメカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかの判定は、露光期間の開始となる電荷掃き出しパルスの停止時から、所定時間に対応した電荷掃き出しパルスのパルス数だけ遡った時点からメカシャッタを駆動開始して、フィールド期間の画像データの輝度値が０かどうかを判定することにより行う。
【００４７】
設定制御手段１９１は、テストプログラム格納用メモリ１８内のテストプログラムに基づいて、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４からＵＳＢケーブルを経由してテスト制御回路１３を制御し、ＴＧ／ＡＦＥ１２を介してカメラモジュール２をフィールドモードに設定制御すると同時に、ＴＧ／ＡＦＥ１２から電荷掃き出しパルスを所望のパルス数だけ出力するように設定制御する第１設定制御手段と、メカシャッタ制御回路１５に対して予め設定されるパルス数を設定制御する第２設定制御手段と、フィールド読み出し時に、メカシャッタ制御回路１５を有効するかまたは無効にするかを決定するスタートビットを設定制御し、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データのみを輝度値算出手段１９２が取得するように画像転送制御回路１６を設定制御する第３設定制御手段とを有している。
【００４８】
上記構成により、本実施形態１のメカシャッタ試験装置１の動作タイミングについて詳細に説明する。
【００４９】
まず、テストが開始されると、テストプログラム格納用メモリ１８に格納されているテストプログラムを、一時記憶手段としてのメカシャッタ制御メモリ１６に書き込むためにテストプログラム格納用メモリ１８からテストプログラムデータを読み出し、ＵＳＢケーブルを経由して、メカシャッタ制御メモリ１６に書き込む。この書き込まれたテストプログラムデータは、定電流ドライバＩＣ１１からメカシャッタユニット２１のメカシャッタを閉じるためのシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを出力させるためのデータである。
【００５０】
次に、テストプログラム格納用メモリ１８に格納されているＴＧ／ＡＦＥ１２の設定内容を読み出し、ＵＳＢケーブルを経由して、テスト制御回路１３からシリアルＩＦによりＴＧ／ＡＦＥ１２にその設定内容を転送して設定する。
【００５１】
このＴＧ／ＡＦＥ１２への設定内容とは、ＣＣＤイメージセンサ２３を駆動させる垂直クロックＨや水平クロックＶの設定の他、電荷掃き出しパルスＳＵＢＣＫ（以下、電子シャッタパルスという）のパルス数の設定、フィールド読み出しモードなどの設定などである。
【００５２】
ＴＧ／ＡＦＥ１２の設定が完了すると、ＣＣＤイメージセンサ２３からは、フィールド読み出しモードにてアナログ画像信号ＯＳが出力され、そのアナログ画像信号ＯＳをＴＧ／ＡＦＥ１２で受け取ってデジタル信号Ｒａｗデータに変換して画像転送制御回路１７に送られる。画像転送制御回路１７に転送されたデジタル信号Ｒａｗデータは、テスト制御回路１３からＵＳＢケーブルを経由してテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に送られるという状態が繰り返し行われる。
【００５３】
一方、ＴＧ／ＡＦＥ１２からＣＣＤイメージセンサ２３に出力される電子シャッタパルスＳＵＢＣＫをメカシャッタ制御回路１５にも出力して、メカシャッタ制御回路１５で電子シャッタパルスＳＵＢＣＫの数をカウントし、このカウント数が予めメカシャッタ制御回路１５に設定されているパルス数に達すると、メカシャッタ制御メモリ１６から瞬時に定電流ドライバＩＣ１１に設定するための設定データを読み出し、Ｉ２Ｃラインから定電流ドライバＩＣ１１にその設定データを設定する。この設定データの定電流ドライバＩＣ１１への設定が行われると定電流ドライバＩＣ１１は、メカシャッタユニット２１のメカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを出力して、メカシャッタを閉じる。
【００５４】
以上の設定だけでは、常に連続してＣＣＤイメージセンサ２３から出力されているアナログ画像信号ＯＳがＴＧ／ＡＦＥ１２にてデジタル信号Ｒａｗデータに変換され、画像転送制御回路１７およびテスト制御回路１３を介して、常に連続してテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に転送される。このため、メカシャッタが閉じた時のフィールド画像がどれなのかが判別できないことになる。このため、メカシャッタが閉じた時のフィールド画像のみをテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に転送する仕組みについて図２を用いて詳細に説明する。
【００５５】
図２は、図１のメカシャッタ試験装置１の動作タイミングを説明するための信号波形図である。
【００５６】
図２において、フィールド読み出しモードで、垂直同期信号ＶＳＹＮＣのフィールド１、フィールド２、フィールド３、フィールド４、フィールド５・・のように、ある一定期間露光されて、ＣＣＤイメージセンサ２３の各画素に信号電荷が順次蓄積されている。
【００５７】
フィールド１で露光された画像は、フィールド２のタイミングで画像が転送され（図２（ｄ）のＢ）、フィールド２で露光された画像は、フィールド２のタイミングで画像が転送され（図２（ｄ）のＣ）、フィールド３で露光された画像は、フィールド４のタイミングで画像が転送され（図２（ｄ）のＤ）、フィールド４で露光された画像は、フィールド５のタイミングで画像が転送される（図２（ｄ）のＥ）。このように、実際に露光されたフィールドの次のフィールドで画像が電荷転送されている。
【００５８】
メカシャッタ制御回路１５内には、フィールド読み出し時に、メカシャッタ制御回路１５を有効するかしないかを決定するレジスタ（以下、ＳＴＲＡＴビットという）がある。このＳＴＲＡＴビット（スタートビット）を「１」に設定すると、メカシャッタ制御回路１５を有効にし、「０」を設定すると無効となる。
【００５９】
また、画像転送制御回路１７内には、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４へ画像を転送するかしないかを決定するレジスタ（以下、画像転送許可ビットと記載する）がある。この画像転送許可ビットを１に設定すると、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４への画像転送を行う。０を設定すると画像転送を停止する。
【００６０】
このように、フィールド１の期間で、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４から画像転送制御回路１７内にある画像転送許可ビットを「０」に設定し、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４への画像転送を停止処理する。また、メカシャッタ制御回路１５内にあるＳＴＲＡＴビットを「１」に設定し、メカシャッタ制御回路１５を有効にする。
【００６１】
そうすると、メカシャッタ制御回路１５は、次のフィールド、つまり、フィールド２の開始から電子シャッタパルスＳＵＢＣＫの数をカウントし、予め設定されていたパルス数に達すると、メカシャッタ制御メモリ１６から瞬時に定電流ドライバＩＣ１１に設定するデータを読み出し、Ｉ２Ｃラインから定電流ドライバＩＣ１１に設定する。この設定が行われると、定電流ドライバＩＣ１１は、メカシャッタユニット２１内のメカシャッタを閉じるパルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを出力して、メカシャッタを閉じる。
【００６２】
次に、画像転送制御回路１７は、その次のフィールド、つまり、垂直同期信号ＶＳＹＮＣのフィールド３の開始のタイミング（立ち上がり）で画像転送許可ビットを「１」に設定し、１フィールド期間だけの画像（フィールド２の画像）をテスト制御用パーソナルコンピュータ１４への転送開始し、垂直同期信号ＶＳＹＮＣのフィールド３の終了のタイミング（立ち下がり）で画像転送許可ビットを「０」に設定し、これによって、それ以降の画像転送を停止する。
【００６３】
その次の次のフィールド、つまり、垂直同期信号ＶＳＹＮＣのフィールド５の開始のタイミングでメカシャッタを開け、メカシャッタ制御回路１５内のＳＴＡＲＴビットを「０」に設定する。
【００６４】
一方、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４は、メカシャッタ制御回路１５内のＳＴＡＲＴビットが「０」になるのを監視しており、ＳＴＡＲＴビットが「０」になった時点で画像データの取得を開始し、画像データを取得する。
【００６５】
以上のようにして、メカシャッタが閉じたフィールドの画像データのみをテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に取り込む。
ここで、次に、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４に取り込んだ画像データから輝度値算出手段１９２が輝度データを算出し、メカシャッタ判定手段１９３が、ある時間内にメカシャッタが閉じたかどうかを判別するメカシャッタ判別方法について詳細に説明する。
【００６６】
まず、図２に示すように、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの１フィールド毎の立ち上がりから電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが１００μｓの周期で繰り返し出力されている。
【００６７】
メカシャッタが例えば３ｍｓ以内に閉じたかどうかを判別する場合には、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが５０回発生するように設定制御手段１９１がＴＧ／ＡＦＥ１２に対して設定し、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが２０回発生すると同時にメカシャッタが閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが定電流ドライバＩＣ１１から出力されるように、設定制御手段１９１がメカシャッタ制御回路１５に対して設定パルス数（２０回）を設定にする。つまり、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが終了（５０回）するより、３ｍｓ［（５０−２０×１００）μｓ］速い時点でメカシャッタが閉じるメカシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを定電流ドライバＩＣ１１から出力させる。
上記で説明したメカシャッタ判別方法で、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データのみを取得し、輝度値算出手段１９２が、その取得した画像データの輝度値を算出すると、メカシャッタ判定手段１９３が、輝度値算出手段１９２で算出した輝度値に基づいて、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを判定する。輝度データの輝度値がゼロ、つまり、露光される期間より早くメカシャッタが閉じるため、真暗な画像（輝度データの輝度値がゼロ）になり、メカシャッタが３ｍｓ以内に閉じたことが、輝度データの輝度値がゼロかどうかで確認できる。輝度データがゼロではなく、輝度データが存在すれば、露光されているため真暗な画像データでなくなり、３ｍｓ以内にメカシャッタが閉じていないことが確認できる。このようにして、メカシャッタが３ｍｓ以内に閉じたかどうかを確実に判別することができる。
【００６８】
次に、メカシャッタの評価などでメカシャッタ閉じ時間（メカシャッタ速度）を測定したい場合には、以下のように行う。
【００６９】
１００μｓの周期で電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが５０回発生するように設定し、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが５０回発生すると同時にメカシャッタが閉じるメカシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが出力されるように設定し、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データを取得し、輝度データがゼロかまたはそれを超えるかどうかを識別する。
輝度値算出手段１９２で算出した輝度データがゼロを超えるのであれば、メカシャッタが閉じていないことを意味するので、次に、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが４９回発生すると同時にメカシャッタが閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが出力される設定にし、メカシャッタが閉じたフィールド期間の画像データのみを取得し、輝度データの輝度値がゼロかまたはそれを超えるかどうかを識別する。
このようにして、図３に示すように、メカシャッタが閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅ出力（シャッタパルス出力）を１００μｓ単位で順次早めていき、取得した画像データの輝度データ（輝度値）がゼロになるところまで繰り返す。輝度データ（輝度値）がゼロになったところが、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫが例えば４０回発生と同時にメカシャッタが閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが出力された時であれば、メカシャッタの閉じ時間は１ｍｓ［（５０−４０）×１００］μｓとなる。
このようにすれば、１００μｓの精度でメカシャッタ閉じ時間を測定することが可能となる。
【００７０】
以上により、本実施形態１によれば、入射光を撮像するＣＣＤイメージセンサ１３上のメカシャッタユニット２１のメカシャッタを、フレーム画素数削減読み出しモードとしてのフィールド読み出しモード下で制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得し、この取得した画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段１９２と、輝度値算出手段１９２で算出した輝度値に基づいて、露光期間を規定する電荷掃き出し期間に対応した所定時間内にメカシャッタが閉じたかどうかを判定するメカシャッタ判定手段１９３とを有している。
【００７１】
これによって、フィールド読み出しモードにて、電荷掃き出し期間内に出力される電子シャッタパルスＳＵＢＣＫのいずれかに同期してメカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを出力することができて、メカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが出力された時のフィールド期間の画像データを短時間（約０．１５秒）でテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に取り込むことができて、量産試験におけるメカシャッタ閉じ時間の良否判定時間が短くなり、生産性を向上させることができる。一方、メカシャッタ閉じ時間の良否判定をフレーム読み出しで行った場合には、約１．５秒であるのに対して、本実施形態１のフィールド読み出しで行った場合には、約０．１５秒であるため、約１／１０の時間で良否判定を行うことができる。また、これを繰り返すことによって、メカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度としてより高速に測定することができる。
【００７２】
なお、本実施形態１では、メカシャッタ速度測定手段１９４において、設定制御手段１９１を制御してメカシャッタ制御手段１５に設定パルス数（全パルス数５０）を設定制御し、輝度値算出手段１９２およびメカシャッタ判定手段１９３を制御して、輝度値算出手段１９２で算出した輝度値に基づいて、まず、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間（パルス数１の時間）内に閉じたかどうかを判定し、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じていなければ、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じるまで設定パルス数を減らしつつ、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じたと判定された場合に、そのときのメカシャッタが閉じた設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定するように構成したが、これに限らず、メカシャッタ速度測定手段１９４において、設定制御手段１９１を制御してメカシャッタ制御手段１５に設定パルス数（最初のパルス数１）を設定制御し、輝度値算出手段１９２およびメカシャッタ判定手段１９３を制御して、輝度値算出手段１９２で算出した輝度値に基づいて、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間（パルス数１〜５０の時間）内に閉じたかどうかを判定し、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じていれば、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じておらず、輝度値が「０」を超えた時点まで設定パルス数を増やしつつ、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じたかどうかを判定し、メカシャッタが設定パルス数に対応した時間内に閉じていないと判定された場合に、そのときの設定パルス数から１少ない設定パルス数に対応した時間をメカシャッタ速度として測定するようにしてもよい。本実施形態１では、設定制御手段１９１が最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数の「５０」としたが、これに限らず、全設定パルス数の「５０」から、メカシャッタが動作しきれないと判定されているパルス数分、例えば１０だけ減らしたパルス数４０からスタートして順次パルス数を減らしてメカシャッタ速度を測定するようにしてもよい。または、設定制御手段１９１が最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数５０のうちの最初のパルス数１とするように上記で説明したが、これに限らず、最初に設定する設定パルス数は、全設定パルス数例えば５０から、メカシャッタが十分に動作すると判定されているパルス数分例えば２０だけ減らしたパルス数３０としてもよい。
【００７３】
なお、上記実施形態１では、フィールド読み出しモードにて、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫに同期してメカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを出力することが可能で、メカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが出力されたときのフィールドの画像をテスト制御用パーソナルコンピュータ１４に取り込むことが可能であるが、これに限らず、次の実施形態２でも説明するが、画像データの読み出し時間を大幅に削減するために、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードであってもよい。
【００７４】
要するに、上記実施形態１のフィールド読み出しモードとは、１フレームの全画素の画像ではなく、隣接画素を足し算して半分の画素数にして圧縮したり、また、携帯電話のモニタモードのように全画素から間引いて例えば１／１６と画素数を少なくした複数画素の画像を読み出すフレーム画素数削減読み出しモードであるが、フレーム画素数削減読み出しモードとして、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードであってもよい。
【００７５】
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２における、カメラモジュールのメカシャッタ閉じ時間を測定するメカシャッタ試験装置の要部構成例を示すブロック図である。なお、図１のメカシャッタ試験装置の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して素の説明を省略する。
【００７６】
図４において、本実施形態２のメカシャッタ試験装置１Ａにおいて、上記実施形態１のメカシャッタ試験装置１の場合と異なるのは、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４ＡのＣＰＵ１９Ａである。
【００７７】
ＣＰＵ１９Ａは、メカシャッタ制御回路１５、画像転送制御回路１７およびＴＧ／ＡＦＥ１２に対して各種設定を行う設定制御手段１９１Ａと、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データの輝度値を算出する輝度値算出手段１９２と、この算出した輝度値と基準輝度値「０」とを比較して、算出した輝度値が「０」の場合に、メカシャッタがある時間内に閉じたと判定し、算出した輝度値が「０」ではない場合に、メカシャッタがある時間内に閉じていないと判定するメカシャッタ判定手段１９３と、設定制御手段１９１Ａ、輝度値算出手段１９２およびメカシャッタ判定手段１９３による処理を繰り返してメカシャッタ速度を測定するメカシャッタ速度測定手段１９４とを有し、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードでメカシャッタを制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得して、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを高速に判別することができ、また、これを繰り返すことにより、カメラモジュール２におけるメカシャッタ閉じ時間を測定することができる。メカシャッタがある時間内に閉じているかどうかの判定結果やメカシャッタ閉じ時間の測定結果は、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４Ａに設けられた表示部（図示せず）に表示する。
【００７８】
設定制御手段１９１Ａは、テストプログラム格納用メモリ１８Ａ内のテストプログラムに基づいて、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４ＡからＵＳＢケーブルを経由してテスト制御回路１３を制御し、ＴＧ／ＡＦＥ１２を介してカメラモジュール２を、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードに設定制御すると同時に、ＴＧ／ＡＦＥ１２から電荷掃き出しパルスを所望のパルス数だけ出力するように設定制御する第４設定制御手段と、メカシャッタ制御回路１５に対して予め設定されるパルス数を設定制御する第２設定制御手段と、画像読み出し時に、メカシャッタ制御回路１５を有効するかまたは無効にするかを決定するスタートビットを設定制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データのみを輝度値算出手段１９２が取得するように画像転送制御回路１６を設定制御する第３設定制御手段とを有している。
【００７９】
以上により、本実施形態２によれば、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードであるため、全画素から例えば１／１００程度と画素数が極端に少なくなって画像データの読み出し速度が大幅に早くなってメカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかをより高速に判別することができる。
【００８０】
なお、上記実施形態１、２では、フレーム画素数削減読み出しモードとして、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードにて、電子シャッタパルスＳＵＢＣＫに同期してメカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅを出力することが可能で、メカシャッタを閉じるシャッタ駆動パルスＳＨ＿Ｐｕｌｓｅが出力されたときの画像をテスト制御用パーソナルコンピュータ１４または１４Ａに取り込むことが可能であるため、図７に示す従来技術である手法を用いてもメカシャッタ閉じ時間の判定および測定を高速に行うことができる。これについて次の実施形態３に詳細に説明する。
【００８１】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３における、カメラモジュールのメカシャッタ閉じ時間を測定するメカシャッタ試験装置の要部構成例を示すブロック図である。なお、図１のメカシャッタ試験装置の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して素の説明を省略する。
【００８２】
図５において、本実施形態３のメカシャッタ試験装置１Ｂは、上記実施形態１、２のメカシャッタ試験装置１または１Ａの場合と異なるのは、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４ＢのＣＰＵ１９Ｂである。
【００８３】
ＣＰＵ１９Ｂは、メカシャッタ制御回路１５、画像転送制御回路１７およびＴＧ／ＡＦＥ１２に対して各種設定を行う設定制御手段１９１Ｂと、所定期間の画像データの輝度値を算出すると共に各種演算処理を行う輝度値算出手段１９２Ｂと、この輝度値算出結果またはメカシャッタ速度測定結果に基づいて所定期間内にメカシャッタが閉じたかどうかを判定するメカシャッタ判定手段１９３Ｂと、この輝度値算出結果に基づいてメカシャッタ速度を測定するメカシャッタ速度測定手段１９４Ｂとを有し、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを高速に判別することができ、また、カメラモジュール２におけるメカシャッタ閉じ時間を測定することができる。メカシャッタがある時間内に閉じているかどうかの判定結果やメカシャッタ閉じ時間の測定結果は、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４Ｂに設けられた表示部（図示せず）に表示する。
【００８４】
設定制御手段１９１Ｂは、テストプログラム格納用メモリ１８Ｂ内のテストプログラムに基づいて、テスト制御用パーソナルコンピュータ１４ＢからＵＳＢケーブルを経由してテスト制御回路１３を制御し、ＴＧ／ＡＦＥ１２を介してカメラモジュール２を、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードに設定制御すると同時に、ＴＧ／ＡＦＥ１２から電荷掃き出しパルスを所望のパルス数だけ出力するように設定制御する第５設定制御手段と、メカシャッタ制御回路１５に対して予め設定されるパルス数を設定制御する第２設定制御手段と、画像読み出し時に、メカシャッタ制御回路１５を有効するかまたは無効にするかを決定するスタートビットを設定制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データのみを輝度値算出手段１９２Ｂが取得するように画像転送制御回路１６を設定制御する第３設定制御手段とを有している。
【００８５】
ここで、輝度値算出手段１９２Ｂおよびメカシャッタ速度測定手段１９４Ｂの動作について図７を用いて説明する。図７の場合と異なる点は、ＣＣＤイメージセンサ２３をフレーム読み出しモードに設定せずに、フィールド読み出しモードや、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードなどのフレーム画素数削減読み出しモード下でメカシャッタを制御する点である。
【００８６】
まず、ＴＧ／ＡＦＥ１２に対してＣＣＤイメージセンサを、フィールド読み出しモードおよび、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードなどのフレーム画素数削減読み出しモードに設定する。
【００８７】
次に、図７に示すように、輝度値算出手段１９２ＢがステップＳ１０１で電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）を測定する。
【００８８】
続いて、輝度値算出手段１９２ＢがステップＳ１０２で電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を測定する。
【００８９】
その後、輝度値算出手段１９２ＢがステップＳ１０３で電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）から電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引いて、誤差などを相殺した後に、ΣＲＥＦＦを求めることにより単位時間当たりの輝度値を求めることができる。
【００９０】
さらに、ステップＳ１０４で露光開始は電子シャッタを使い、露光終了はメカシャッタを使用して、輝度値算出手段１９２Ｂが露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）の輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）を測定する。このとき、メカシャッタを閉じるタイミングは、露光開始から短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）と同じ時間に発生させる。
【００９１】
さらに、ステップＳ１０５で、メカシャッタ速度測定手段１９４Ｂが、上記で求めたΣＭＥＣＨＡからΣＳＨＯＲＴを引き、ΣＲＥＦＦで割ることによりメカシャッタ遅れ時間（メカシャッタ閉じ時間）（ＴＤＥＬＡＹ）を測定することができる。即ち、メカシャッタ遅れ時間（ＴＤＥＬＡＹ）＝［露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）による輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）−短めの露光時間による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）］／単位時間当たりの輝度値（ΣＲＥＦＦ）。
【００９２】
要するに、輝度値算出手段１９２Ｂは、電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）と、電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を算出して、電子シャッタのみで長めの露光時間（ＴＬＯＮＧ）による輝度データの積分値（ΣＬＯＮＧ）から電子シャッタのみで短めの露光時間（ＴＳＨＯＲＴ）による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引いて単位時間当たりの輝度値ΣＲＥＦＦを算出し、さらに、露光開始は該電子シャッタを使い、露光終了は前記メカシャッタを使用して、露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）の輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）を算出する。
【００９３】
メカシャッタ速度測定手段１９４Ｂは、露光時間（ＴＭＥＣＨＡ）による輝度データの積分値（ΣＭＥＣＨＡ）から、短めの露光時間による輝度データの積分値（ΣＳＨＯＲＴ）を引き、これを単位時間当たりの輝度値（ΣＲＥＦＦ）で割ることによりメカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度として測定する。
【００９４】
したがって、メカシャッタ判定手段１９３Ｂは、メカシャッタ速度測定手段１９４Ｂにより得たメカシャッタ速度から、所定期間内にメカシャッタが閉じるかどうかを判定することができる。また、メカシャッタ判定手段１９３Ｂは、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得することにより、輝度値算出手段１９２Ｂによる輝度値算出結果から、所定期間内にメカシャッタが閉じたかどうかを判定することもできる。
【００９５】
なお、本実施形態３では、輝度値算出手段１９２Ｂ、メカシャッタ判定手段１９３Ｂおよびメカシャッタ速度測定手段１９４Ｂを用いたが、これにに限らず、輝度値算出手段１９２Ｂおよびメカシャッタ速度測定手段１９４Ｂだけの場合や、輝度値算出手段１９２Ｂおよびメカシャッタ判定手段１９２Ｂだけの場合もあり得る。また同様に、上記実施形態１では、輝度値算出手段１９２、メカシャッタ判定手段１９３およびメカシャッタ速度測定手段１９４を用いたが、これにに限らず、輝度値算出手段１９２およびメカシャッタ速度測定手段１９４だけの場合や、輝度値算出手段１９２およびメカシャッタ判定手段１９３だけの場合もあり得る。
【００９６】
以上により、本実施形態３によれば、上記実施形態１、２の場合と同様に、イメージセンサをフレーム読み出しモードに設定せず、フィールド読み出しモードや、１フレームの全画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモードなどのフレーム画素数削減読み出しモード下でメカシャッタを制御し、メカシャッタが閉じたシャッタ期間の画像データを取得することにより、メカシャッタが所定時間内に閉じたかどうかを高速に判別することができる。また、メカシャッタ速度測定手段１９４Ｂにより、輝度値算出結果に基づいてメカシャッタ速度を高速に測定することができる。
【００９７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、ＣＣＤイメージセンサに用いられるメカシャッタの遅れ時間を測定するメカシャッタ試験装置の分野において、メカシャッタをフレーム画素数削減読み出しモードとして、フィールド読み出しモードまたは、１フレームの画像データのうち最終行または最終の数行だけを読み出すモード下で制御するため、フレーム読み出しモードの場合に比べて、転送すべき画像データ量が激減するため、より短時間（高速）でメカシャッタがある時間内に閉じたかどうかを判別することができて、メカシャッタ閉じ時間をメカシャッタ速度としてより高速に測定することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１、１Ａ、１Ｂ  メカシャッタ試験装置
２  カメラモジュール
２１  メカシャッタユニット
１１  定電流ドライバＩＣ
２２  レンズユニット
２３  ＣＣＤイメージセンサ（イメージセンサ）
１２  アナログフロントエンド（ＴＧ／ＡＦＥ；タイミング制御手段）
１３  テスト制御回路
１４  テスト制御用パーソナルコンピュータ
１５  メカシャッタ制御回路
１６  メカシャッタ制御メモリ
１７  画像転送制御回路
１８、１８Ａ、１８Ｂ  テストプログラム格納用メモリ
１９、１９Ａ、１９Ｂ  ＣＰＵ（制御部）
１９１、１９１Ａ、１９１Ｂ  設定制御手段
１９２、１９２Ｂ  輝度値算出手段
１９３、１９３Ｂ  メカシャッタ判定手段
１９４、１９４Ｂ  メカシャッタ速度測定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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