JP2012129640A - メカシャッタ試験装置 - Google Patents
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Abstract
【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
【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
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
Claims (18)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
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