撮像素子製造装置
【課題】撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する場合において、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることが可能な撮像素子製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の撮像画素のうち、欠陥画素を検出する欠陥画素検出部１３０と、光学部材２１１の複数の配置パターンのうち、欠陥画素又は焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める解析部１３１と、解析部１３１により求められた配置パターンで光学部材２１１が配置されるように、光学部材２１１に対する撮像素子１２７の位置を調整する指示出力部１３２とを備えて撮像素子製造装置を構成する。
【解決手段】複数の撮像画素のうち、欠陥画素を検出する欠陥画素検出部１３０と、光学部材２１１の複数の配置パターンのうち、欠陥画素又は焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める解析部１３１と、解析部１３１により求められた配置パターンで光学部材２１１が配置されるように、光学部材２１１に対する撮像素子１２７の位置を調整する指示出力部１３２とを備えて撮像素子製造装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する撮像素子製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元状に配列された複数の撮像画素の一部を位相差検出方式の焦点検出用画素として使用し、撮像と焦点検出とを１つの撮像素子で行う撮像装置が提案されている。この撮像装置では、位相差検出方式の遮光マスクとして光学部材が焦点検出用画素上に配置されるため、その焦点検出用画素を擬似的に欠陥画素として取り扱う必要がある。
【０００３】
そのため、焦点検出用画素の出力をその焦点検出用画素の周囲の撮像画素の出力により補間する撮像装置が提案されている。
【０００４】
例えば、焦点検出用画素をＧ色のフィルタに相当する画素で形成し、撮影画像を形成する場合には、焦点検出用画素の出力をその周辺の撮像画素の出力を用いて補間する撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、例えば、焦点検出用画素の周辺に配置された撮像画素の出力を連続性がある方向に応じて処理し、焦点検出用画素の出力を求める撮像装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
これらの撮像装置によれば、撮像画素の一部を焦点検出用画素として使用しても、良好な画素補間が可能になり、劣化の少ない画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５６８２３号公報
【特許文献２】特開２００９−０９４８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のいずれの撮像装置も、例えば、撮像素子製造時に発生した欠陥画素と、焦点検出用画素とが互いに接して見かけ上、大きな欠陥画素ブロックが生じてしまう場合、その欠陥画素ブロック内のある撮像画素の出力の補間のために使用される撮像画素に欠陥画素が含まれてしまう確率が高くなるため、出力を補間することができなくなる欠陥画素が増えてしまうおそれがある。また、撮像画素の出力の補間のために使用される撮像画素に欠陥画素が含まれてしまう確率が高くなると、撮影画像の画質が低下してしまうという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する場合において、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることが可能な撮像素子製造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】
【００１０】
本発明の撮像素子製造装置は、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する撮像素子製造装置であって、欠陥画素検出手段と、解析手段と、位置調整手段とを備える。
【００１１】
前記欠陥画素検出手段は、前記複数の撮像画素のうち、欠陥画素を検出する。
【００１２】
前記解析手段は、前記光学部材の複数の配置パターンのうち、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める。
【００１３】
前記位置調整手段は、前記解析手段により求められた配置パターンで前記光学部材が配置されるように、前記光学部材に対する前記撮像素子の位置を調整する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する場合において、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の撮像素子製造装置を示す図である。
【図２】撮像素子の一例を示す図である。
【図３】光学部材の一例を示す図である。
【図４】制御部の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図５】Ｓ３０４の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図６】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図７】焦点検出用画素を示す図である。
【図８】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図９】焦点検出用画素を示す図である。
【図１０】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１１】焦点検出用画素を示す図である。
【図１２】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１３】焦点検出用画素を示す図である。
【図１４】制御部の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図１５】Ｓ７０６の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の撮像素子製造装置を示す図である。
【００１７】
図１に示す撮像素子製造装置は、操作部１１１（例えば、タッチパネルなど）と、表示部１１２（例えば、モニタ）と、装置制御部１１３と、制御部１１６（例えば、ＣＰＵなど）と、光源１１７と、Ｙステージ１１９と、画像読み込み部１２０と、ステージコントロール部１２１と、電源ドライバ１２２と、Ｙステージモータ１２３と、Ｘステージ１２４と、電源ドライバ１２５と、Ｘステージモータ１２６とを備える。
【００１８】
制御部１１６は、欠陥画素検出部１３０（欠陥画素検出手段）と、解析部１３１（解析手段）と、指示出力部１３２と、記憶部１３３とを備える。
【００１９】
欠陥画素検出部１３０は、撮像素子１２７において二次元状に配置される複数の撮像画素のうち、撮像素子１２７の製造時に発生する欠陥画素を検出する。この欠陥画素検出部１３０は、例えば、後述するＳ８０４やＳ１００６などの制御部１１６の動作に相当し、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。
【００２０】
解析部１３１は、光学部材２１１の複数の配置パターンのうち、欠陥画素又は位相差検出方式の焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める。この解析部１３１は、例えば、後述するＳ８０２〜Ｓ８０７及びＳ３０８やＳ１００２〜Ｓ１０１３などの制御部１１６の動作に相当し、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。
【００２１】
指示出力部１３２は、光学部材２１１に対する撮像素子１２７の位置を調整するための制御信号をステージコントロール部１２１に出力する。この指示出力部１３２は、例えば、後述するＳ３０９やＳ７０７などの制御部１１６の動作に相当し、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。また、特許請求の範囲における位置調整手段は、例えば、指示出力部１３２、ステージコントロール部１２１、電源ドライバ１２２、Ｙステージモータ１２３、Ｘステージ１２４、電源ドライバ１２５、及びＸステージモータ１２６などを含んで構成されてもよい。
【００２２】
本実施形態の撮像素子製造装置における撮影画像の生成動作について説明する。
【００２３】
まず、撮像素子１２７がＹステージ１１９及びＸステージ１２４上にセットされる。例えば、（ｉ，ｊ）の二次元座標において配列される、複数の撮像画素（図２では、複数の撮像画素のうちの一部の撮像画素として１６×２４の撮像画素を示している）からなる撮像素子１２７がＹステージ１１９及びＸステージ１２４上にセットされる。このとき、例えば、図３に示すように、複数の遮光マスク２１２を備える光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されているものとする。
【００２４】
次に、オペレータなどにより操作部１１１が操作されるなどして制御部１１６から装置制御部１１３に光源制御信号が出力されると、装置制御部１１３は、光源１１７を点灯させる。なお、光源は一様光源とする。
【００２５】
次に、光源１１７からの光が不図示の集光レンズ及び光学部材２１１を介して撮像素子１２７に集光すると、撮像素子１２７は、各撮像画素において輝度を電圧に変換し、それら電圧を連続した各画素値として画像読み込み部１２０に出カする。
【００２６】
次に、画像読み込み部１２０に備えられるＡ／Ｄ変換器は、撮像素子１２７から出力される各画素値を時間軸で分割してアナログからデジタルに変換した後、制御部１１６に出力する。
【００２７】
そして、制御部１１６は、画像読み込み部１２０から出力される各画素値により撮影画像を生成して表示部１１２などに表示する。このとき、制御部１１６は、欠陥画素の周囲に配置される撮像画素から出力される画素値を使用して欠陥画素の画素値を補間する。すなわち、例えば、図２に示す撮像素子１２７において、（３，４）に位置する撮像画素を欠陥画素とし、その欠陥画素を補間するために使用される撮像画素を（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素とし、それら撮像画素のそれぞれの画素値をＧｒ１４、Ｇｒ５４、Ｇｒ３２、Ｇｒ３６とすると、（３，４）に位置する撮像画素の補間画素値Ｇｒ３４は、Ｇｒ３４＝（Ｇｒ１４＋Ｇｒ５４＋Ｇｒ３２＋Ｇｒ３６）／４を計算することにより求められる。このように、欠陥画素の画素値を補間する場合、その欠陥画素を中心に５画素×５画素の領域の撮像画素が必要になる。
【００２８】
次に、本実施形態の撮像素子製造装置において撮像素子１２７を目標位置に移動させる際の制御部１１６の動作について説明する。なお、撮像素子１２７は、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９により、Ｘステージ１２４の移動方向であるＸ方向、又は、Ｙステージ１１９の移動方向であるＹ方向に移動するものとする。また、撮像素子１２７は、Ｘ方向及びＹ方向からなる二次元座標のある点を中心としてθ方向に回転させてもよい。
【００２９】
まず、制御部１１６は、現在の撮像素子１２７の位置（例えば、二次元座標における撮像素子１２７の中央の画素の位置）から目標位置までの距離（例えば、画素数）を算出する。
【００３０】
次に、制御部１１６は、算出した距離を、予め校正しておいた撮像素子１２７の１画素の長さに基づいて、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９上の物理長に換算し、その換算した距離を示す制御信号をステージコントロール部１２１に出力する。
【００３１】
次に、ステージコントロール部１２１は、制御部１１６から出力される制御信号に示される距離に基づいて、Ｘステージ１２４の移動距離ＬｘとＹステージ１１９の移動距離Ｌｙを求める。
【００３２】
そして、ステージコントロール部１２１は、移動距離Ｌｘに相当する駆動信号（例えば、パルス電圧）を電源ドライバ１２５を介してＸステージモータ１２６に出力してＸステージモータ１２６を駆動するとともに、移動距離Ｌｙに相当する駆動信号を電源ドライバ１２２を介してＹステージモータ１２３に出力してＹステージモータ１２３を駆動する。
【００３３】
これにより、撮像素子１２７を目標位置に移動させることができる。
【００３４】
なお、ステージコントロール部１２１から電源ドライバ１２５や電源ドライバ１２２を介してＸステージモータ１２６やＹステージモータ１２３に出力される駆動信号のパルス数のカウントミスが発生し、撮像素子１２７が目標位置に移動しなかった場合、再度、制御部１１６において、現在の撮像素子１２７の位置から目標位置までの距離が算出され、新たな制御信号がステージコントロール部１２１に出力されるものとする。
【００３５】
次に、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の動作について説明する。
【００３６】
図４は、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。なお、光学部材２１１は撮像素子１２７上に配置されており、撮像素子１２７の移動に伴って光学部材２１１の配置パターンが変化し、焦点検出用画素（擬似的欠陥画素）として使用される撮像画素の位置も変化するものとする。
【００３７】
処理が開始されると（Ｓ３０１）、まず、制御部１１６は、撮像素子１２７の複数の撮像画素において、撮像素子１２７の製造時に発生した欠陥画素の有無をチェックした後、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９のそれぞれの位置の初期化を行う（Ｓ３０２）。例えば、制御部１１６は、撮像素子１２７から出力される各画素値のうち、予め設定される規定値以上の画素値を出力している画素を欠陥画素とする。また、例えば、制御部１１６は、ステージコントロール部１２１に制御信号を出力して、Ｘステージ１２４を予め設定されるＸ方向の初期位置に移動させるとともに、Ｙステージ１１９を予め設定されるＹ方向の位置に移動させる。
【００３８】
次に、制御部１１６は、画像読み込み部１２０に撮影指示を出力し、画像読み込み部１２０から出力される各画素値を記憶部１３３に記憶する（Ｓ３０３）。
【００３９】
次に、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶した各画素値を解析して（Ｓ３０４）、その解析結果を記憶部１３３に記憶する（Ｓ３０５）。
【００４０】
次に、制御部１１６は、予め設定される複数の解析用目標位置のうちの次の解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させる（Ｓ３０６）。このとき、例えば、制御部１１６は、１画素ずつ又は所定数の画素ずつ撮像素子１２７を移動させる。
【００４１】
次に、制御部１１６は、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させたか否かを判断する（Ｓ３０７）。
【００４２】
すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させていないと判断した場合（Ｓ３０７がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ３０３に戻る。
【００４３】
一方、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させたと判断した場合（Ｓ３０７がＹｅｓ）、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶されている、解析用目標位置毎の解析結果に基づいて、欠陥画素又は焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少なくなる場合の撮像素子１２７の最適な目標位置を求める（Ｓ３０８）。
【００４４】
次に、制御部１１６は、その最適な目標位置に撮像素子１２７を移動させる（Ｓ３０９）。
【００４５】
次に、制御部１１６は、移動後の撮像素子１２７を仮固定した後、撮像素子１２７と光学部材２１１との間の熱硬化性接着剤を加熱して熱硬化性接着剤を軟化させた後、その熱硬化性接着剤を冷却して熱硬化性接着剤を硬化させることにより、撮像素子１２７と光学部材２１１を接着させる（Ｓ３１０）。
【００４６】
そして、制御部１１６は、画像読み込み部１２０から出力される各画素値に基づいて、撮像素子１２７の電気的な最終チェックを行って終了する（Ｓ３１１）。
【００４７】
次に、図４のＳ３０４の動作について説明する。
【００４８】
図５は、Ｓ３０４の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００４９】
まず、制御部１１６は、図４のＳ３０３において記憶部１３３に記憶した各画素値を２つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２（ｔｈ１＜ｔｈ２）を用いて２値化する（Ｓ８０２）。例えば、制御部１１６は、画素値をＰとするとき、ｔｈ１＜Ｐ＜ｔｈ２の範囲の画素を出力する撮像画素は正常な撮像画素として０（ゼロ）、それ以外の撮像画素は欠陥画素として１とする。
【００５０】
次に、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させた場合において、欠陥画素や焦点検出用画素とにより出力を補間することができない撮像画素を有する欠陥画素ブロックの数を示す補間可能評価値を初期化する（Ｓ８０３）。
【００５１】
次に、制御部１１６は、Ｓ８０２において２値化した各画素値を用いて、欠陥画素ブロックを検出する（Ｓ８０４）。例えば、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮像素子１２７の全画素において、１つの欠陥画素を検出すると、その欠陥画素を欠陥画素ブロックの一部とし、さらに、その欠陥画素に隣り合う撮像画素が欠陥画素である場合、その欠陥画素も欠陥画素ブロックの一部とし、この処理を隣り合う撮像画素が欠陥画素でなくなるまで繰り返す。
【００５２】
次に、制御部１１６は、検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な撮像画素があるか否かを判断する（Ｓ８０５）。例えば、制御部１１６は、欠陥画素ブロック内のある撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素であった場合、その撮像画素を補間不可能な欠陥画素であると判断する。また、制御部１１６は、その撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素でない場合、その欠陥画素を補間可能な欠陥画素であると判断する。
【００５３】
検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な欠陥画素があると判断した場合（Ｓ８０５がＹｅｓ）、制御部１１６は、補間可能評価値をカウントアップして（Ｓ８０６）、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮影画像の全画素において、欠陥画素ブロックをすべて検出したか否かを判断する（Ｓ８０７）。
【００５４】
欠陥画素ブロックをすべて検出していないと判断した場合（Ｓ８０７がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ８０４に戻り、次の欠陥画素ブロックを検出する。
【００５５】
一方、欠陥画素ブロックをすべて検出したと判断した場合（Ｓ８０７がＹｅｓ）制御部１１６は、図４のＳ３０５に進み、解析結果としての補間可能評価値を記憶部１３３に記憶する。
【００５６】
そして、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶される、解析用目標位置毎に記憶される補間可能評価値（上記解析用目標位置毎の解析結果）のうち最も小さい補間可能評価値に対応する解析用目標位置を、図４のＳ３０８における最適な目標位置とする。
【００５７】
例えば、図６に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）に位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が（２，２）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図７に示すように、（２，２）〜（２，７）、（３，２）〜（３，７）、（４，２）〜（４，７）、（５，２）〜（５，７）、（２，１４）〜（２，１９）、（３，１４）〜（３，１９）、（４，１４）〜（４，１９）、（５，１４）〜（５，１９）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素（擬似的欠陥画素）１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となり、これらの撮像画素は、すべて欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９であるため、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間することができない。
【００５８】
一方、例えば、図８に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）に位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が（２，４）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図９に示すように、（２，４）〜（２，９）、（３，４）〜（３，９）、（４，４）〜（４，９）、（５，４）〜（５，９）、（２，１６）〜（２，２１）、（３，１６）〜（３，２１）、（４，１６）〜（４，２１）、（５，１６）〜（５，２１）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となり、（３，２）に位置する撮像画素が欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９ではないため、その（３，２）に位置する撮像画素を使用して（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間することができる。
【００５９】
また、例えば、図１０に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）、（７，４）にそれぞれ位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が（２，２）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図１１に示すように、（２，２）〜（２，７）、（３，２）〜（３，７）、（４，２）〜（４，７）、（５，２）〜（５，７）、（２，１４）〜（２，１９）、（３，１４）〜（３，１９）、（４，１４）〜（４，１９）、（５，１４）〜（５，１９）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。また、（５，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（３，４）、（７，４）、（５，２）、（５，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。これらの補間に使用される各撮像画素は、すべて欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９であるため、（３，４）、（５，４）にそれぞれ位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間することができない。
【００６０】
一方、例えば、図１２に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）、（７，４）にそれぞれ位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が撮像素子１２７の（２，４）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図１３に示すように、（２，４）〜（２，９）、（３，４）〜（３，９）、（４，４）〜（４，９）、（５，４）〜（５，９）、（２，１６）〜（２，２１）、（３，１６）〜（３，２１）、（４，１６）〜（４，２１）、（５，１６）〜（５，２１）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。また、（５，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（３，４）、（７，４）、（５，２）、（５，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。（３，２）、（５，２）にそれぞれ位置する撮像画素が欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９ではないため、（３，４）、（５，４）にそれぞれ位置する擬似的欠陥画素の出力を補間することができる。
【００６１】
このように、本実施形態の撮像素子製造装置では、複数の解析用目標位置毎に記憶された補間可能評価値のうち最も小さい補間可能評価値に対応する解析用目標位置を、撮像素子１２７の最適な目標位置としている。すなわち、光学部材２１１の複数の配置パターンのうち、欠陥画素や焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少なくなるような配置パターンにより、撮像素子１２７を移動させる構成である。これにより、撮像素子１２７の複数の撮像画素の一部を焦点検出用画素として使用する場合においても、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることができるため、撮影画像の画質が低下してしまうことを抑制することができる。また、撮像素子１２７の歩留まりが向上するため、コストの抑制も期待することができる。
【００６２】
次に、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の他の動作を説明する。
【００６３】
図１４は、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の他の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。なお、光学部材２１１は、撮像素子１２７の最適な目標位置が求まるまで（Ｓ７０６）、撮像素子１２７上に配置しないものとする。
【００６４】
処理が開始されると（Ｓ７０１）、まず、制御部１１６は、撮像素子１２７の複数の撮像画素において、撮像素子１２７の製造時に発生した欠陥画素の有無をチェックした後、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９のそれぞれの位置の初期化を行う（Ｓ７０２）。例えば、制御部１１６は、撮像素子１２７から出力される各画素値のうち、予め設定される規定値以上の画素値を出力している画素を欠陥画素とする。また、例えば、制御部１１６は、ステージコントロール部１２１に制御信号を出力して、Ｘステージ１２４を予め設定されるＸ方向の初期位置に移動させるとともに、Ｙステージ１１９を予め設定されるＹ方向の位置に移動させる。
【００６５】
次に、制御部１１６は、画像読み込み部１２０に撮影指示を出力し、画像読み込み部１２０から出力される各画素値を記憶部１３３に記憶する（Ｓ７０３）。
【００６６】
次に、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶した各画素値により、欠陥画素ブロックを検出して、その欠陥画素ブロックの位置を記憶部１３３に記憶する（Ｓ７０４）。例えば、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮像素子１２７の全画素値を２値化（例えば、正常な撮像画素を０（ゼロ）、欠陥画素を１）し、その２値化した全画素値に基づいて、全画素においてある１つの欠陥画素を検出すると、その欠陥画素を欠陥画素ブロックの一部とし、さらに、その欠陥画素に隣り合う撮像画素が欠陥画素である場合、その欠陥画素も欠陥画素ブロックの一部とし、この処理を隣り合う撮像画素が欠陥画素でなくなるまで繰り返す。
【００６７】
次に、制御部１１６は、光学部材２１１の複数種類の配置パターンを取得する（Ｓ７０５）。なお、光学部材２１１の複数種類の配置パターンは、予め記憶部１３３に記憶されていてもよいし、オペレータによる操作部１１１の操作により入力されてもよい。
【００６８】
次に、制御部１１６は、その光学部材２１１の複数種類の配置パターンと、記憶部１３３に記憶されている欠陥画素ブロックの位置とに基づいて、撮像素子１２７の最適な目標位置を求める（Ｓ７０６）。
【００６９】
次に、制御部１１６は、その最適な目標位置に撮像素子１２７を移動させる（Ｓ７０７）。このとき、例えば、制御部１１６は、１画素ずつ又は所定数の画素ずつ撮像素子１２７を移動させる。
【００７０】
次に、制御部１１６は、移動後の撮像素子１２７を仮固定した後、撮像素子１２７と光学部材２１１との間の熱硬化性接着剤を加熱して熱硬化性接着剤を軟化させた後、その熱硬化性接着剤を冷却して熱硬化性接着剤を硬化させることにより、撮像素子１２７と光学部材２１１を接着させる（Ｓ７０８）。
【００７１】
そして、制御部１１６は、画像読み込み部１２０から出力される各画素値に基づいて、撮像素子１２７の電気的な最終チェックを行って終了する（Ｓ７０９）。
【００７２】
次に、図１４のＳ７０６の動作について説明する。
【００７３】
図１５は、図１４のＳ７０６の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００７４】
まず、制御部１１６は、図５のＳ７０３で記憶部１３３に記憶した各画素値を２つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２（ｔｈ１＜ｔｈ２）を用いて２値化する（Ｓ１００２）。例えば、制御部１１６は、画素値をＰとするとき、ｔｈ１＜Ｐ＜ｔｈ２の範囲の画素を出力する画素は正常な画素として０（ゼロ）、それ以外の画素は欠陥画素として１とする。
【００７５】
次に、制御部１１６は、２値化した各画素値からなる撮影画像の位置と光学部材２１１の位置をそれぞれ予め決められている初期位置に設定する（Ｓ１００３）。
【００７６】
次に、制御部１１６は、撮像画像と光学部材２１１との互いの位置関係に基づいて、再度撮像画像を２値化する（Ｓ１００４）。例えば、制御部１１６は、初期位置に設定された撮影画像を構成する各画素値において、初期位置に設定された光学部材２１１と重ならない画素値を正常な画素として０（ゼロ）、初期位置に設定された光学部材２１１と重なる画素値を欠陥画素として１とする。
【００７７】
次に、制御部１１６は、補間可能評価値を初期化する（Ｓ１００５）。
【００７８】
次に、制御部１１６は、Ｓ１００４で２値化した各画素値を用いて、欠陥画素ブロックを検出する（Ｓ１００６）。例えば、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮像素子１２７の全画素において、１つの欠陥画素を検出すると、その欠陥画素を欠陥画素ブロックの一部とし、さらに、その欠陥画素に隣り合う撮像画素が欠陥画素である場合、その欠陥画素も欠陥画素ブロックの一部とし、この処理を隣り合う撮像画素が欠陥画素でなくなるまで繰り返す。
【００７９】
次に、制御部１１６は、検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な撮像画素があるか否かを判断する（Ｓ１００７）。例えば、制御部１１６は、欠陥画素ブロック内のある撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素であった場合、その撮像画素を補間不可能な欠陥画素であると判断する。また、制御部１１６は、その撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素でない場合、その欠陥画素を補間可能な欠陥画素であると判断する。
【００８０】
検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な欠陥画素があると判断した場合（Ｓ１００７がＹｅｓ）、制御部１１６は、補間可能評価値をカウントアップして（Ｓ１００８）、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮影画像の全画素において、欠陥画素ブロックをすべて検出したか否かを判断する（Ｓ１００９）。
【００８１】
欠陥画素ブロックをすべて検出していないと判断した場合（Ｓ１００９がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ１００６に戻り、次の欠陥画素ブロックを検出する。
【００８２】
一方、欠陥画素ブロックをすべて検出したと判断した場合（Ｓ１００９がＹｅｓ）制御部１１６は、補間可能評価値を記憶部１３３に記憶する（Ｓ１０１０）。
【００８３】
次に、制御部１１６は、予め設定される複数の解析用目標位置のうちの次の解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させた場合の２値化された撮影画像を求める（Ｓ１０１１）。
【００８４】
次に、制御部１１６は、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させて２値化された撮影画像を求めたか否かを判断する（Ｓ１０１２）。
【００８５】
すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させて２値化された撮影画像を求めていないと判断した場合（Ｓ１０１２がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ１００４に戻る。
【００８６】
一方、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させて２値化された撮影画像を求めたと判断した場合（Ｓ１０１２がＹｅｓ）、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶されている、解析用目標位置毎の解析結果に基づいて、最適な目標位置を求める（Ｓ１０１３）。例えば、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶される、解析用目標位置毎に記憶される補間可能評価値（上記解析用目標位置毎の解析結果）のうち最も小さい補間可能評価値に対応する解析用目標位置を最適な目標位置とする。
【００８７】
そして、制御部１１６は、図１４のＳ７０７に進む。
【００８８】
このように、焦点検出用画素上に光学部材２１１が配置されていると仮定（シミュレーション）した状態において、欠陥画素又は焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素ブロックの数を求め、その数が最も少ないときの光学部材２１１の配置パターンとなるように、撮像素子１２７を移動させるようにしてもよい。
【００８９】
このように構成しても、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることができるため、撮影画像の画質が低下してしまうことを抑制することができる。
【００９０】
なお、上記実施形態では、欠陥画素ブロックに補間不可能な撮像素子が含まれている場合に、補間可能評価値をカウントアップする構成であるが、全撮像画素における補間不可能な撮像素子の数を補間可能評価値としてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１１１ 操作部
１１２ 表示部
１１３ 装置制御部
１１６ 制御部
１１７ 光源
１１９ Ｙステージ
１２０ 画像読み込み部
１２１ ステージコントロール部
１２２ 電源ドライバ
１２３ Ｙステージモータ
１２４ Ｘステージ
１２５ 電源ドライバ
１２６ Ｘステージモータ
１２７ 撮像素子
１２８ 欠陥画素
１２９ 焦点検出用画素
１３０ 欠陥画素検出部
１３１ 解析部
１３２ 指示出力部
１３３ 記憶部
２１１ 光学部材
２１２ 遮光マスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する撮像素子製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元状に配列された複数の撮像画素の一部を位相差検出方式の焦点検出用画素として使用し、撮像と焦点検出とを１つの撮像素子で行う撮像装置が提案されている。この撮像装置では、位相差検出方式の遮光マスクとして光学部材が焦点検出用画素上に配置されるため、その焦点検出用画素を擬似的に欠陥画素として取り扱う必要がある。
【０００３】
そのため、焦点検出用画素の出力をその焦点検出用画素の周囲の撮像画素の出力により補間する撮像装置が提案されている。
【０００４】
例えば、焦点検出用画素をＧ色のフィルタに相当する画素で形成し、撮影画像を形成する場合には、焦点検出用画素の出力をその周辺の撮像画素の出力を用いて補間する撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、例えば、焦点検出用画素の周辺に配置された撮像画素の出力を連続性がある方向に応じて処理し、焦点検出用画素の出力を求める撮像装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
これらの撮像装置によれば、撮像画素の一部を焦点検出用画素として使用しても、良好な画素補間が可能になり、劣化の少ない画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５６８２３号公報
【特許文献２】特開２００９−０９４８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のいずれの撮像装置も、例えば、撮像素子製造時に発生した欠陥画素と、焦点検出用画素とが互いに接して見かけ上、大きな欠陥画素ブロックが生じてしまう場合、その欠陥画素ブロック内のある撮像画素の出力の補間のために使用される撮像画素に欠陥画素が含まれてしまう確率が高くなるため、出力を補間することができなくなる欠陥画素が増えてしまうおそれがある。また、撮像画素の出力の補間のために使用される撮像画素に欠陥画素が含まれてしまう確率が高くなると、撮影画像の画質が低下してしまうという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する場合において、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることが可能な撮像素子製造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】
【００１０】
本発明の撮像素子製造装置は、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する撮像素子製造装置であって、欠陥画素検出手段と、解析手段と、位置調整手段とを備える。
【００１１】
前記欠陥画素検出手段は、前記複数の撮像画素のうち、欠陥画素を検出する。
【００１２】
前記解析手段は、前記光学部材の複数の配置パターンのうち、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める。
【００１３】
前記位置調整手段は、前記解析手段により求められた配置パターンで前記光学部材が配置されるように、前記光学部材に対する前記撮像素子の位置を調整する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する場合において、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の撮像素子製造装置を示す図である。
【図２】撮像素子の一例を示す図である。
【図３】光学部材の一例を示す図である。
【図４】制御部の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図５】Ｓ３０４の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図６】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図７】焦点検出用画素を示す図である。
【図８】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図９】焦点検出用画素を示す図である。
【図１０】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１１】焦点検出用画素を示す図である。
【図１２】欠陥画素及び光学部材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１３】焦点検出用画素を示す図である。
【図１４】制御部の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図１５】Ｓ７０６の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の撮像素子製造装置を示す図である。
【００１７】
図１に示す撮像素子製造装置は、操作部１１１（例えば、タッチパネルなど）と、表示部１１２（例えば、モニタ）と、装置制御部１１３と、制御部１１６（例えば、ＣＰＵなど）と、光源１１７と、Ｙステージ１１９と、画像読み込み部１２０と、ステージコントロール部１２１と、電源ドライバ１２２と、Ｙステージモータ１２３と、Ｘステージ１２４と、電源ドライバ１２５と、Ｘステージモータ１２６とを備える。
【００１８】
制御部１１６は、欠陥画素検出部１３０（欠陥画素検出手段）と、解析部１３１（解析手段）と、指示出力部１３２と、記憶部１３３とを備える。
【００１９】
欠陥画素検出部１３０は、撮像素子１２７において二次元状に配置される複数の撮像画素のうち、撮像素子１２７の製造時に発生する欠陥画素を検出する。この欠陥画素検出部１３０は、例えば、後述するＳ８０４やＳ１００６などの制御部１１６の動作に相当し、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。
【００２０】
解析部１３１は、光学部材２１１の複数の配置パターンのうち、欠陥画素又は位相差検出方式の焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める。この解析部１３１は、例えば、後述するＳ８０２〜Ｓ８０７及びＳ３０８やＳ１００２〜Ｓ１０１３などの制御部１１６の動作に相当し、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。
【００２１】
指示出力部１３２は、光学部材２１１に対する撮像素子１２７の位置を調整するための制御信号をステージコントロール部１２１に出力する。この指示出力部１３２は、例えば、後述するＳ３０９やＳ７０７などの制御部１１６の動作に相当し、ハードウェアにより構成されてもよいし、ソフトウェアにより構成されてもよい。また、特許請求の範囲における位置調整手段は、例えば、指示出力部１３２、ステージコントロール部１２１、電源ドライバ１２２、Ｙステージモータ１２３、Ｘステージ１２４、電源ドライバ１２５、及びＸステージモータ１２６などを含んで構成されてもよい。
【００２２】
本実施形態の撮像素子製造装置における撮影画像の生成動作について説明する。
【００２３】
まず、撮像素子１２７がＹステージ１１９及びＸステージ１２４上にセットされる。例えば、（ｉ，ｊ）の二次元座標において配列される、複数の撮像画素（図２では、複数の撮像画素のうちの一部の撮像画素として１６×２４の撮像画素を示している）からなる撮像素子１２７がＹステージ１１９及びＸステージ１２４上にセットされる。このとき、例えば、図３に示すように、複数の遮光マスク２１２を備える光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されているものとする。
【００２４】
次に、オペレータなどにより操作部１１１が操作されるなどして制御部１１６から装置制御部１１３に光源制御信号が出力されると、装置制御部１１３は、光源１１７を点灯させる。なお、光源は一様光源とする。
【００２５】
次に、光源１１７からの光が不図示の集光レンズ及び光学部材２１１を介して撮像素子１２７に集光すると、撮像素子１２７は、各撮像画素において輝度を電圧に変換し、それら電圧を連続した各画素値として画像読み込み部１２０に出カする。
【００２６】
次に、画像読み込み部１２０に備えられるＡ／Ｄ変換器は、撮像素子１２７から出力される各画素値を時間軸で分割してアナログからデジタルに変換した後、制御部１１６に出力する。
【００２７】
そして、制御部１１６は、画像読み込み部１２０から出力される各画素値により撮影画像を生成して表示部１１２などに表示する。このとき、制御部１１６は、欠陥画素の周囲に配置される撮像画素から出力される画素値を使用して欠陥画素の画素値を補間する。すなわち、例えば、図２に示す撮像素子１２７において、（３，４）に位置する撮像画素を欠陥画素とし、その欠陥画素を補間するために使用される撮像画素を（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素とし、それら撮像画素のそれぞれの画素値をＧｒ１４、Ｇｒ５４、Ｇｒ３２、Ｇｒ３６とすると、（３，４）に位置する撮像画素の補間画素値Ｇｒ３４は、Ｇｒ３４＝（Ｇｒ１４＋Ｇｒ５４＋Ｇｒ３２＋Ｇｒ３６）／４を計算することにより求められる。このように、欠陥画素の画素値を補間する場合、その欠陥画素を中心に５画素×５画素の領域の撮像画素が必要になる。
【００２８】
次に、本実施形態の撮像素子製造装置において撮像素子１２７を目標位置に移動させる際の制御部１１６の動作について説明する。なお、撮像素子１２７は、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９により、Ｘステージ１２４の移動方向であるＸ方向、又は、Ｙステージ１１９の移動方向であるＹ方向に移動するものとする。また、撮像素子１２７は、Ｘ方向及びＹ方向からなる二次元座標のある点を中心としてθ方向に回転させてもよい。
【００２９】
まず、制御部１１６は、現在の撮像素子１２７の位置（例えば、二次元座標における撮像素子１２７の中央の画素の位置）から目標位置までの距離（例えば、画素数）を算出する。
【００３０】
次に、制御部１１６は、算出した距離を、予め校正しておいた撮像素子１２７の１画素の長さに基づいて、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９上の物理長に換算し、その換算した距離を示す制御信号をステージコントロール部１２１に出力する。
【００３１】
次に、ステージコントロール部１２１は、制御部１１６から出力される制御信号に示される距離に基づいて、Ｘステージ１２４の移動距離ＬｘとＹステージ１１９の移動距離Ｌｙを求める。
【００３２】
そして、ステージコントロール部１２１は、移動距離Ｌｘに相当する駆動信号（例えば、パルス電圧）を電源ドライバ１２５を介してＸステージモータ１２６に出力してＸステージモータ１２６を駆動するとともに、移動距離Ｌｙに相当する駆動信号を電源ドライバ１２２を介してＹステージモータ１２３に出力してＹステージモータ１２３を駆動する。
【００３３】
これにより、撮像素子１２７を目標位置に移動させることができる。
【００３４】
なお、ステージコントロール部１２１から電源ドライバ１２５や電源ドライバ１２２を介してＸステージモータ１２６やＹステージモータ１２３に出力される駆動信号のパルス数のカウントミスが発生し、撮像素子１２７が目標位置に移動しなかった場合、再度、制御部１１６において、現在の撮像素子１２７の位置から目標位置までの距離が算出され、新たな制御信号がステージコントロール部１２１に出力されるものとする。
【００３５】
次に、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の動作について説明する。
【００３６】
図４は、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。なお、光学部材２１１は撮像素子１２７上に配置されており、撮像素子１２７の移動に伴って光学部材２１１の配置パターンが変化し、焦点検出用画素（擬似的欠陥画素）として使用される撮像画素の位置も変化するものとする。
【００３７】
処理が開始されると（Ｓ３０１）、まず、制御部１１６は、撮像素子１２７の複数の撮像画素において、撮像素子１２７の製造時に発生した欠陥画素の有無をチェックした後、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９のそれぞれの位置の初期化を行う（Ｓ３０２）。例えば、制御部１１６は、撮像素子１２７から出力される各画素値のうち、予め設定される規定値以上の画素値を出力している画素を欠陥画素とする。また、例えば、制御部１１６は、ステージコントロール部１２１に制御信号を出力して、Ｘステージ１２４を予め設定されるＸ方向の初期位置に移動させるとともに、Ｙステージ１１９を予め設定されるＹ方向の位置に移動させる。
【００３８】
次に、制御部１１６は、画像読み込み部１２０に撮影指示を出力し、画像読み込み部１２０から出力される各画素値を記憶部１３３に記憶する（Ｓ３０３）。
【００３９】
次に、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶した各画素値を解析して（Ｓ３０４）、その解析結果を記憶部１３３に記憶する（Ｓ３０５）。
【００４０】
次に、制御部１１６は、予め設定される複数の解析用目標位置のうちの次の解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させる（Ｓ３０６）。このとき、例えば、制御部１１６は、１画素ずつ又は所定数の画素ずつ撮像素子１２７を移動させる。
【００４１】
次に、制御部１１６は、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させたか否かを判断する（Ｓ３０７）。
【００４２】
すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させていないと判断した場合（Ｓ３０７がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ３０３に戻る。
【００４３】
一方、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させたと判断した場合（Ｓ３０７がＹｅｓ）、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶されている、解析用目標位置毎の解析結果に基づいて、欠陥画素又は焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少なくなる場合の撮像素子１２７の最適な目標位置を求める（Ｓ３０８）。
【００４４】
次に、制御部１１６は、その最適な目標位置に撮像素子１２７を移動させる（Ｓ３０９）。
【００４５】
次に、制御部１１６は、移動後の撮像素子１２７を仮固定した後、撮像素子１２７と光学部材２１１との間の熱硬化性接着剤を加熱して熱硬化性接着剤を軟化させた後、その熱硬化性接着剤を冷却して熱硬化性接着剤を硬化させることにより、撮像素子１２７と光学部材２１１を接着させる（Ｓ３１０）。
【００４６】
そして、制御部１１６は、画像読み込み部１２０から出力される各画素値に基づいて、撮像素子１２７の電気的な最終チェックを行って終了する（Ｓ３１１）。
【００４７】
次に、図４のＳ３０４の動作について説明する。
【００４８】
図５は、Ｓ３０４の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００４９】
まず、制御部１１６は、図４のＳ３０３において記憶部１３３に記憶した各画素値を２つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２（ｔｈ１＜ｔｈ２）を用いて２値化する（Ｓ８０２）。例えば、制御部１１６は、画素値をＰとするとき、ｔｈ１＜Ｐ＜ｔｈ２の範囲の画素を出力する撮像画素は正常な撮像画素として０（ゼロ）、それ以外の撮像画素は欠陥画素として１とする。
【００５０】
次に、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させた場合において、欠陥画素や焦点検出用画素とにより出力を補間することができない撮像画素を有する欠陥画素ブロックの数を示す補間可能評価値を初期化する（Ｓ８０３）。
【００５１】
次に、制御部１１６は、Ｓ８０２において２値化した各画素値を用いて、欠陥画素ブロックを検出する（Ｓ８０４）。例えば、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮像素子１２７の全画素において、１つの欠陥画素を検出すると、その欠陥画素を欠陥画素ブロックの一部とし、さらに、その欠陥画素に隣り合う撮像画素が欠陥画素である場合、その欠陥画素も欠陥画素ブロックの一部とし、この処理を隣り合う撮像画素が欠陥画素でなくなるまで繰り返す。
【００５２】
次に、制御部１１６は、検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な撮像画素があるか否かを判断する（Ｓ８０５）。例えば、制御部１１６は、欠陥画素ブロック内のある撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素であった場合、その撮像画素を補間不可能な欠陥画素であると判断する。また、制御部１１６は、その撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素でない場合、その欠陥画素を補間可能な欠陥画素であると判断する。
【００５３】
検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な欠陥画素があると判断した場合（Ｓ８０５がＹｅｓ）、制御部１１６は、補間可能評価値をカウントアップして（Ｓ８０６）、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮影画像の全画素において、欠陥画素ブロックをすべて検出したか否かを判断する（Ｓ８０７）。
【００５４】
欠陥画素ブロックをすべて検出していないと判断した場合（Ｓ８０７がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ８０４に戻り、次の欠陥画素ブロックを検出する。
【００５５】
一方、欠陥画素ブロックをすべて検出したと判断した場合（Ｓ８０７がＹｅｓ）制御部１１６は、図４のＳ３０５に進み、解析結果としての補間可能評価値を記憶部１３３に記憶する。
【００５６】
そして、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶される、解析用目標位置毎に記憶される補間可能評価値（上記解析用目標位置毎の解析結果）のうち最も小さい補間可能評価値に対応する解析用目標位置を、図４のＳ３０８における最適な目標位置とする。
【００５７】
例えば、図６に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）に位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が（２，２）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図７に示すように、（２，２）〜（２，７）、（３，２）〜（３，７）、（４，２）〜（４，７）、（５，２）〜（５，７）、（２，１４）〜（２，１９）、（３，１４）〜（３，１９）、（４，１４）〜（４，１９）、（５，１４）〜（５，１９）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素（擬似的欠陥画素）１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となり、これらの撮像画素は、すべて欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９であるため、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間することができない。
【００５８】
一方、例えば、図８に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）に位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が（２，４）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図９に示すように、（２，４）〜（２，９）、（３，４）〜（３，９）、（４，４）〜（４，９）、（５，４）〜（５，９）、（２，１６）〜（２，２１）、（３，１６）〜（３，２１）、（４，１６）〜（４，２１）、（５，１６）〜（５，２１）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となり、（３，２）に位置する撮像画素が欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９ではないため、その（３，２）に位置する撮像画素を使用して（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間することができる。
【００５９】
また、例えば、図１０に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）、（７，４）にそれぞれ位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が（２，２）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図１１に示すように、（２，２）〜（２，７）、（３，２）〜（３，７）、（４，２）〜（４，７）、（５，２）〜（５，７）、（２，１４）〜（２，１９）、（３，１４）〜（３，１９）、（４，１４）〜（４，１９）、（５，１４）〜（５，１９）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。また、（５，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（３，４）、（７，４）、（５，２）、（５，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。これらの補間に使用される各撮像画素は、すべて欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９であるため、（３，４）、（５，４）にそれぞれ位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間することができない。
【００６０】
一方、例えば、図１２に示すように、撮像素子１２７の全撮像画素において（１，４）、（７，４）にそれぞれ位置する撮像画素が欠陥画素１２８であり、かつ、光学部材２１１の左上端部が撮像素子１２７の（２，４）に位置する撮像画素と重なるような配置パターンで光学部材２１１が撮像素子１２７上に配置されている場合、図１３に示すように、（２，４）〜（２，９）、（３，４）〜（３，９）、（４，４）〜（４，９）、（５，４）〜（５，９）、（２，１６）〜（２，２１）、（３，１６）〜（３，２１）、（４，１６）〜（４，２１）、（５，１６）〜（５，２１）にそれぞれ位置する撮像画素が焦点検出用画素１２９となる。このとき、（３，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（１，４）、（５，４）、（３，２）、（３，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。また、（５，４）に位置する焦点検出用画素１２９の出力を補間する際に使用される撮像画素は、（３，４）、（７，４）、（５，２）、（５，６）にそれぞれ位置する撮像画素となる。（３，２）、（５，２）にそれぞれ位置する撮像画素が欠陥画素１２８や焦点検出用画素１２９ではないため、（３，４）、（５，４）にそれぞれ位置する擬似的欠陥画素の出力を補間することができる。
【００６１】
このように、本実施形態の撮像素子製造装置では、複数の解析用目標位置毎に記憶された補間可能評価値のうち最も小さい補間可能評価値に対応する解析用目標位置を、撮像素子１２７の最適な目標位置としている。すなわち、光学部材２１１の複数の配置パターンのうち、欠陥画素や焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素の数が最も少なくなるような配置パターンにより、撮像素子１２７を移動させる構成である。これにより、撮像素子１２７の複数の撮像画素の一部を焦点検出用画素として使用する場合においても、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることができるため、撮影画像の画質が低下してしまうことを抑制することができる。また、撮像素子１２７の歩留まりが向上するため、コストの抑制も期待することができる。
【００６２】
次に、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の他の動作を説明する。
【００６３】
図１４は、撮像素子１２７に光学部材２１１を配置する際の制御部１１６の他の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。なお、光学部材２１１は、撮像素子１２７の最適な目標位置が求まるまで（Ｓ７０６）、撮像素子１２７上に配置しないものとする。
【００６４】
処理が開始されると（Ｓ７０１）、まず、制御部１１６は、撮像素子１２７の複数の撮像画素において、撮像素子１２７の製造時に発生した欠陥画素の有無をチェックした後、Ｘステージ１２４及びＹステージ１１９のそれぞれの位置の初期化を行う（Ｓ７０２）。例えば、制御部１１６は、撮像素子１２７から出力される各画素値のうち、予め設定される規定値以上の画素値を出力している画素を欠陥画素とする。また、例えば、制御部１１６は、ステージコントロール部１２１に制御信号を出力して、Ｘステージ１２４を予め設定されるＸ方向の初期位置に移動させるとともに、Ｙステージ１１９を予め設定されるＹ方向の位置に移動させる。
【００６５】
次に、制御部１１６は、画像読み込み部１２０に撮影指示を出力し、画像読み込み部１２０から出力される各画素値を記憶部１３３に記憶する（Ｓ７０３）。
【００６６】
次に、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶した各画素値により、欠陥画素ブロックを検出して、その欠陥画素ブロックの位置を記憶部１３３に記憶する（Ｓ７０４）。例えば、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮像素子１２７の全画素値を２値化（例えば、正常な撮像画素を０（ゼロ）、欠陥画素を１）し、その２値化した全画素値に基づいて、全画素においてある１つの欠陥画素を検出すると、その欠陥画素を欠陥画素ブロックの一部とし、さらに、その欠陥画素に隣り合う撮像画素が欠陥画素である場合、その欠陥画素も欠陥画素ブロックの一部とし、この処理を隣り合う撮像画素が欠陥画素でなくなるまで繰り返す。
【００６７】
次に、制御部１１６は、光学部材２１１の複数種類の配置パターンを取得する（Ｓ７０５）。なお、光学部材２１１の複数種類の配置パターンは、予め記憶部１３３に記憶されていてもよいし、オペレータによる操作部１１１の操作により入力されてもよい。
【００６８】
次に、制御部１１６は、その光学部材２１１の複数種類の配置パターンと、記憶部１３３に記憶されている欠陥画素ブロックの位置とに基づいて、撮像素子１２７の最適な目標位置を求める（Ｓ７０６）。
【００６９】
次に、制御部１１６は、その最適な目標位置に撮像素子１２７を移動させる（Ｓ７０７）。このとき、例えば、制御部１１６は、１画素ずつ又は所定数の画素ずつ撮像素子１２７を移動させる。
【００７０】
次に、制御部１１６は、移動後の撮像素子１２７を仮固定した後、撮像素子１２７と光学部材２１１との間の熱硬化性接着剤を加熱して熱硬化性接着剤を軟化させた後、その熱硬化性接着剤を冷却して熱硬化性接着剤を硬化させることにより、撮像素子１２７と光学部材２１１を接着させる（Ｓ７０８）。
【００７１】
そして、制御部１１６は、画像読み込み部１２０から出力される各画素値に基づいて、撮像素子１２７の電気的な最終チェックを行って終了する（Ｓ７０９）。
【００７２】
次に、図１４のＳ７０６の動作について説明する。
【００７３】
図１５は、図１４のＳ７０６の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００７４】
まず、制御部１１６は、図５のＳ７０３で記憶部１３３に記憶した各画素値を２つの閾値ｔｈ１，ｔｈ２（ｔｈ１＜ｔｈ２）を用いて２値化する（Ｓ１００２）。例えば、制御部１１６は、画素値をＰとするとき、ｔｈ１＜Ｐ＜ｔｈ２の範囲の画素を出力する画素は正常な画素として０（ゼロ）、それ以外の画素は欠陥画素として１とする。
【００７５】
次に、制御部１１６は、２値化した各画素値からなる撮影画像の位置と光学部材２１１の位置をそれぞれ予め決められている初期位置に設定する（Ｓ１００３）。
【００７６】
次に、制御部１１６は、撮像画像と光学部材２１１との互いの位置関係に基づいて、再度撮像画像を２値化する（Ｓ１００４）。例えば、制御部１１６は、初期位置に設定された撮影画像を構成する各画素値において、初期位置に設定された光学部材２１１と重ならない画素値を正常な画素として０（ゼロ）、初期位置に設定された光学部材２１１と重なる画素値を欠陥画素として１とする。
【００７７】
次に、制御部１１６は、補間可能評価値を初期化する（Ｓ１００５）。
【００７８】
次に、制御部１１６は、Ｓ１００４で２値化した各画素値を用いて、欠陥画素ブロックを検出する（Ｓ１００６）。例えば、制御部１１６は、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮像素子１２７の全画素において、１つの欠陥画素を検出すると、その欠陥画素を欠陥画素ブロックの一部とし、さらに、その欠陥画素に隣り合う撮像画素が欠陥画素である場合、その欠陥画素も欠陥画素ブロックの一部とし、この処理を隣り合う撮像画素が欠陥画素でなくなるまで繰り返す。
【００７９】
次に、制御部１１６は、検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な撮像画素があるか否かを判断する（Ｓ１００７）。例えば、制御部１１６は、欠陥画素ブロック内のある撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素であった場合、その撮像画素を補間不可能な欠陥画素であると判断する。また、制御部１１６は、その撮像画素を補間するために必要な周囲の複数の撮像画素がすべて欠陥画素や焦点検出用画素でない場合、その欠陥画素を補間可能な欠陥画素であると判断する。
【００８０】
検出した欠陥画素ブロック内に補間不可能な欠陥画素があると判断した場合（Ｓ１００７がＹｅｓ）、制御部１１６は、補間可能評価値をカウントアップして（Ｓ１００８）、ある解析用目標位置に撮像素子１２７が移動された場合の撮影画像の全画素において、欠陥画素ブロックをすべて検出したか否かを判断する（Ｓ１００９）。
【００８１】
欠陥画素ブロックをすべて検出していないと判断した場合（Ｓ１００９がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ１００６に戻り、次の欠陥画素ブロックを検出する。
【００８２】
一方、欠陥画素ブロックをすべて検出したと判断した場合（Ｓ１００９がＹｅｓ）制御部１１６は、補間可能評価値を記憶部１３３に記憶する（Ｓ１０１０）。
【００８３】
次に、制御部１１６は、予め設定される複数の解析用目標位置のうちの次の解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させた場合の２値化された撮影画像を求める（Ｓ１０１１）。
【００８４】
次に、制御部１１６は、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させて２値化された撮影画像を求めたか否かを判断する（Ｓ１０１２）。
【００８５】
すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させて２値化された撮影画像を求めていないと判断した場合（Ｓ１０１２がＮｏ）、制御部１１６は、Ｓ１００４に戻る。
【００８６】
一方、すべての解析用目標位置に撮像素子１２７を移動させて２値化された撮影画像を求めたと判断した場合（Ｓ１０１２がＹｅｓ）、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶されている、解析用目標位置毎の解析結果に基づいて、最適な目標位置を求める（Ｓ１０１３）。例えば、制御部１１６は、記憶部１３３に記憶される、解析用目標位置毎に記憶される補間可能評価値（上記解析用目標位置毎の解析結果）のうち最も小さい補間可能評価値に対応する解析用目標位置を最適な目標位置とする。
【００８７】
そして、制御部１１６は、図１４のＳ７０７に進む。
【００８８】
このように、焦点検出用画素上に光学部材２１１が配置されていると仮定（シミュレーション）した状態において、欠陥画素又は焦点検出用画素によって出力を補間することができない撮像画素ブロックの数を求め、その数が最も少ないときの光学部材２１１の配置パターンとなるように、撮像素子１２７を移動させるようにしてもよい。
【００８９】
このように構成しても、出力を補間することができなくなる撮像画素の増加を抑えることができるため、撮影画像の画質が低下してしまうことを抑制することができる。
【００９０】
なお、上記実施形態では、欠陥画素ブロックに補間不可能な撮像素子が含まれている場合に、補間可能評価値をカウントアップする構成であるが、全撮像画素における補間不可能な撮像素子の数を補間可能評価値としてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１１１ 操作部
１１２ 表示部
１１３ 装置制御部
１１６ 制御部
１１７ 光源
１１９ Ｙステージ
１２０ 画像読み込み部
１２１ ステージコントロール部
１２２ 電源ドライバ
１２３ Ｙステージモータ
１２４ Ｘステージ
１２５ 電源ドライバ
１２６ Ｘステージモータ
１２７ 撮像素子
１２８ 欠陥画素
１２９ 焦点検出用画素
１３０ 欠陥画素検出部
１３１ 解析部
１３２ 指示出力部
１３３ 記憶部
２１１ 光学部材
２１２ 遮光マスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する撮像素子製造装置であって、
前記複数の撮像画素のうち、欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、
前記光学部材の複数の配置パターンのうち、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める解析手段と、
前記解析手段により求められた配置パターンで前記光学部材が配置されるように、前記光学部材に対する前記撮像素子の位置を調整する位置調整手段と、
を備える撮像素子製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子製造装置であって、
前記解析手段は、前記焦点検出用画素上に前記光学部材が配置されている状態において、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数を求める
ことを特徴とする撮像素子製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像素子製造装置であって、
前記解析手段は、前記焦点検出用画素上に前記光学部材が配置されていると仮定した状態において、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数を求める
ことを特徴とする撮像素子製造装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像素子製造装置であって、
前記解析手段は、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める際、前記撮像素子を１画素ずつ移動させる
ことを特徴とする撮像素子製造装置。
【請求項１】
撮像素子において二次元状に配置された複数の撮像画素の一部の焦点検出用画素上に光学部材を配置する撮像素子製造装置であって、
前記複数の撮像画素のうち、欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段と、
前記光学部材の複数の配置パターンのうち、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める解析手段と、
前記解析手段により求められた配置パターンで前記光学部材が配置されるように、前記光学部材に対する前記撮像素子の位置を調整する位置調整手段と、
を備える撮像素子製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子製造装置であって、
前記解析手段は、前記焦点検出用画素上に前記光学部材が配置されている状態において、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数を求める
ことを特徴とする撮像素子製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像素子製造装置であって、
前記解析手段は、前記焦点検出用画素上に前記光学部材が配置されていると仮定した状態において、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数を求める
ことを特徴とする撮像素子製造装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像素子製造装置であって、
前記解析手段は、前記欠陥画素又は前記焦点検出用画素によって出力を補間することができない前記撮像画素の数が最も少ない配置パターンを求める際、前記撮像素子を１画素ずつ移動させる
ことを特徴とする撮像素子製造装置。
【図４】
【図５】
【図１４】
【図１５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図５】
【図１４】
【図１５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４７３３８（Ｐ２０１２−１４７３３８Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２９２（Ｐ２０１１−５２９２）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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