(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子への光の入射を遮断した状態で、オッドフィールドとイーブンフィールドのいずれかのフィールドにおいて受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを停止させ、他方のフィールドにおいては受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行わせて固体撮像素子を動作させ、前記オッドフィールド及び前記イーブンフィールドからの出力信号を同時に取り出し、前記受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行わせたフィールドの出力信号レベルと、前記受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを停止させたフィールドの出力信号レベルとの差分を演算することで、受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行う撮像領域での暗信号レベルと、前記撮像領域以外の領域での暗信号レベルの測定を行う
ことを特徴とする固体撮像素子の暗信号レベル測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の暗信号レベル測定方法において、
受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しの停止は、前記垂直レジスタへの読み出しパルス供給を行うパルス発生部の駆動を止めることにより行う
ことを特徴とする暗信号レベル測定方法。
【請求項３】
固体撮像素子への光の入射を遮断した状態で、オッドフィールドとイーブンフィールドのいずれかのフィールドにおいて受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを停止させ、他方のフィールドにおいては受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行わせて固体撮像素子を動作させ、前記オッドフィールド及び前記イーブンフィールドからの出力信号を同時に取り出し、前記受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行わせたフィールドの出力信号レベルと、前記受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを停止させたフィールドの出力信号レベルとの差分を演算することで、受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行う撮像領域での暗信号レベルと、前記撮像領域以外の領域での暗信号レベルの測定を行う
ことを特徴とする固体撮像素子の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の暗信号レベル測定方法及び測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体撮像素子は、放送局用等各種業務用ビデオカメラ、家庭用のビデオカメラ、電子スチルカメラ等各種カメラに撮像手段として多く用いられており、用途により要求される特性、性能は異なるが、完成したら要求される特性、性能を備えているか否かを測定する必要があることは他の種類の半導体素子と異なるところはない。そして、測定しなければならない特性の種類は多く、例えば各種の暗信号レベルが特に重要なものとして挙げられる。
【０００３】
従来において、固体撮像素子の測定は、ある測定項目の測定を終えると次の測定項目の測定に移るというように、一つの固体撮像素子に対しては測定の項目毎に異なるタイミングで測定結果を求め、更に各種測定結果から演算をしてある別の種類、項目の特性を求めるというふうにして行われていた。
【０００４】
その一例として、ＣＣＤ型固体撮像素子の暗信号レベルの評価、測定の従来方法を説明すると、ＣＣＤ型固体撮像素子を遮光状態にして通常の駆動方法であるフレーム読み出し、或いはフィールド読み出しにより動作させて出力を読み出して暗信号を測定する。次に、センサー部（撮像領域）以外の部分（垂直レジスタ、水平レジスタ）での暗信号を測定するために読み出しパルスの供給を停止しての読み出し動作を行って出力を取り出す。そして、その後、ＣＣＤ型固体撮像素子を遮光状態にしての通常の読み出し動作での出力から、読み出しパルスの供給を停止しての読み出し動作での出力を減算することにより、センサー部での暗信号を求めるという方法が一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の測定方法、即ち、一つの固体撮像素子に対しては測定の項目毎に異なるタイミングで測定結果を求め、更に各種測定結果から演算をしてある別の種類、項目の特性を求めるという方法には、駆動条件を変える毎に人為的な作業が必要であり、面倒で、測定に要する時間を長くする要因になる、という問題があった。
【０００６】
また、例えば暗信号は信号量が小さく、それでいて温度変化による変動量が大きく、温度変化等に起因する状態の変化により大きな測定誤差が生じ易いという問題もあった。例えば、全暗信号測定とセンサー部以外の暗信号測定時とで時間的間隔があり、その間に温度変化があると、その両測定結果の減算によりセンサー部の暗信号を求めてもそれには温度変化による大きな誤差が生じることになる。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、固体撮像素子の測定を容易にし、測定に要する時間の短縮を図り、測定精度の向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固体撮像素子への光の入射を遮断した状態で、オッドフィールドとイーブンフィールドのいずれかのフィールドにおいて受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを停止させ、他方のフィールドにおいては受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行わせて固体撮像素子を動作させ、オッドフィールド及びイーブンフィールドからの出力を同時に取り出し、受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行わせたフィールドの出力信号レベルと、受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを停止させたフィールドの出力信号レベルとの差分を演算することで、受光素子から垂直レジスタへの信号読み出しを行う撮像領域での暗信号レベルと、撮像領域以外の領域での暗信号レベルの測定を行う、或いはそのようにしたことを特徴とする。
【０００９】
従って、本発明によれば、同時に異なる動作条件での状態、例えば再生状態、特性を把握し、測定することが可能になる。
【００１０】
特に、オッドフィールドとイーブンフィールドとのいずれか一方における読み出しパルスの供給を停止することにより、暗信号の検出と、例えば遮光状態下或いは所定の光入射状態下における再生信号の検出とを同時に行うことができるので、単に複数の条件下における特性の測定を同時に行うことができるにとどまらず、更に、オッドフィールドとイーブンフィールドの出力を演算処理することにより更に別の特性、例えば撮像領域における暗電流を測定することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、オッドフィールドとイーブンフィールドとで動作条件を相違させて固体撮像素子を動作させ、その出力を取り出す、或いはそのようにしたことを特徴とする。本発明における固体撮像素子として典型的なものがＣＣＤ型固体撮像素子であるが、インターレース動作さえ可能であれば、必ずしもそれに限定されず、例えばＭＯＳ型の固体撮像素子、増幅型の固体撮像素子にも本発明は適用でき得る。また、ＣＣＤ型固体撮像素子の場合においても、それはインターライン型であってもフレームインターライン型であっても良い。
【００１２】
また、オッドフィールドとイーブンフィールドとで動作条件を変える最も典型的な例として、オッドフィールドとイーブンフィールドとのいずれか一方における、画素から垂直レジスタへの読み出しを停止するようにするものが挙げられるが、しかし、必ずしもそれに限定されるものではなく、例えば、オッドフィールドとイーブンフィールドとで駆動パルス（水平転送パルス、垂直転送パルス）の周波数を変えて例えば周波数に対する不要輻射量の測定をするというようなこともでき得る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を図示実施の形態に従って詳細に説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一つの実施例を説明するためのものであり、（Ａ）は被測定ＣＣＤ型固体撮像素子及び測定装置を示す回路ブロック図、（Ｂ）は読み出しパルス及び垂直転送パルスを示す波形図、（Ｃ）はオッドフィールド及びイーブンフィールドの出力波形図である。
【００１４】
図において、１は被測定ＣＣＤ型固体撮像素子（インターライン型ＣＣＤ型固体撮像素子）、２は該ＣＣＤ型固体撮像素子１を測定する測定装置で、ＣＣＤ型固体撮像素子１を駆動すると共に、ＣＣＤ型固体撮像素子１の出力信号を処理して各種の測定を行うと共に、ディスプレイ３に画像再生をさせる。４はその出力信号の処理を行い各種特性の測定をすると共に、ディスプレイ３に画像再生をさせる信号処理測定回路、５は固体撮像素子１を駆動するための読み出しパルスφＳＧ１、φＳＧ２、転送パルスφＶ１〜４、φＨ１、φＨ２を発生するパルス発生部ＳＧ１、２、Ｖ１〜４等を制御する制御部である。ＤＲ、ＤＲ３はドライバで、特にＤＲ３は読み出しを可能にする３値ドライバである。尚、本実施例においては、水平転送パルスφＨ１、φＨ２に関して特に従来との相違がないので、該水平転送パルスを発生する水平転送パルス発生部の図示は省略した。
【００１５】
６は測定装置２の全体をコントロールするコントローラ、７はキーボード、マウス等の入力手段である。
【００１６】
本実施例においては、図１（Ｂ）に示すように、被測定ＣＣＤ型固体撮像素子にイーブンフィールドにおける読み出しをさせないようにして測定を行う。即ち、通常、垂直レジスタによる垂直転送は４相の垂直転送パルスφＶ１〜４により為され、そして、読み出しは、そのパルスφＶ１或いはφＶ３に読み出しパルスφＳＧ１或いはφＳＧ２を重畳することにより為される。具体的には、読み出しパルスφＳＧ１はオッドフィールドに図１（Ｂ）において示すように発生し、読み出しパルスφＳＧ２は図１（Ｂ）において破線で示すように発生する。そして、このパルスφＳＧ１、φＳＧ２が発生したとき各画素から垂直レジスタへの信号の読み出しが為される。これが一般的な動作なのである。
【００１７】
しかるに、本実施例においては、イーブンフィールドにおける読み出しをさせる読み出しパルスφＳＧ３の供給を行わない、即ちパルス発生部ＳＧ２にパルスφＳＧ２発生動作を行わせないのである。すると、ＣＣＤ型固体撮像素子１の出力は図１（Ｃ）に示すように、オッドフィールドのときは入射光量に応じたレベルになるが、イーブンフィールドのときは入射光量に応じて各画素の受光素子に蓄積された信号電荷に応じたレベルにはならず低いレベルになる。これは撮像領域以外の部分（垂直レジスタ、水平レジスタ等）における暗信号に対応したレベルになる。
【００１８】
図２はその場合におけるモニターディスプレイ３により再生された画像を示す。測定装置２においては、ＣＣＤ型固体撮像素子１から出力された出力信号を順次読み込み、オッドフィールドのデータと、イーブンフィールドのデータを適宜フィールド別に利用して特性測定、分析、評価を行う。
【００１９】
このように、オッドフィールドは通常の条件で動作させ、イーブンフィールドは各画素の受光素子から垂直レジスタへの読み出し動作をさせないようにすることにより、斯かる二つの異なる条件下での特性を同時に測定することができる。即ち、或る特定入射光量下における出力と、撮像領域以外部分の暗信号を示す出力とを同時に検出することができるのである。
【００２０】
また、そのときＣＣＤ型固体撮像素子１を遮光したとすると、今度はオッドフィールドには全暗信号量に対応したレベルの出力が得られ、イーブンフィールドには撮像領域以外部分の暗信号を示す出力が得られ、その差はとりもなおさず、撮像領域における暗信号を示す。従って、測定装置２の信号処理測定回路４によりその差を求める演算をすると、その撮像領域の暗信号を求めることができる。また、その撮像領域の暗信号はディスプレイ３のオッドフィールドとイーブンフィールドとのコントラストの度合いとなって現れるので、再生画像から視覚的に斯かる度合いを把握でき、撮像領域の暗信号の大きさを把握でき得る。
【００２１】
しかも、同一フレーム上に同時にオッドフィールドとイーブンフィールドが再生されるので、動作環境（例えば温度）による変動分を捨象した高精度なデータが得られる。例えば、温度により暗電流が変化しても、比較される暗電流の双方が同じように変化するので、その温度変化分が捨象されるのである。従来だと、全暗信号を測定した後撮像領域以外の部分の暗信号を測定するので、その間に時間的経緯があり、例えば温度が異なるので、その出力差から撮像領域での暗信号を求めてもその精度は低いが、本実施例によれば、斯かる時間的経緯がないので、高い精度で撮像領域における暗信号を求めることができ得るのである。
【００２２】
しかして、本例によれば、固体撮像素子の測定を容易にし、測定に要する時間の短縮を図り、測定精度の向上を図ることができる。
【００２３】
尚、オッドフィールドとイーブンフィールドとで動作条件を変える例として、例えば、オッドフィールドとイーブンフィールドとで駆動パルス（水平転送パルス、垂直転送パルス）の周波数を変えて例えば周波数に対する不要輻射量の測定をするというようなこともでき得る。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、オッドフィールドとイーブンフィールドとで動作条件を相違させて固体撮像素子を動作させ、その出力を取り出す、或いはそのようにしたので、同時に異なる動作条件での状態、例えば再生状態、特性を把握し、測定することが可能になる。
【００２５】
依って、固体撮像素子の測定を容易にし、測定に要する時間の短縮を図り、測定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一つの実施例を説明するためのものであり、（Ａ）は被測定ＣＣＤ型固体撮像素子及び測定装置を示す回路ブロック図、（Ｂ）は読み出しパルス及び垂直転送パルスを示す波形図、（Ｃ）はオッドフィールド及びイーブンフィールドの出力波形図である。
【図２】上記実施例における再生画像を示す図である。
【符号の説明】
１・・・被測定ＣＣＤ型固体撮像素子、２・・・測定装置、φＳＧ１、φＳＧ２・・・読み出しパルス。
【図１】
0003887878.tif 000002
【図２】
0003887878.tif 000003