专利名称：摄像元件测试方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及CCD、CMOS等的摄像元件测试方法及装置。近年来，伴随着半导体技术的进步，CCD、CMOS等摄像元件的密度得以飞越提高，在近年的数码照相机中也卖出了超过300万像素的产品。与此同时，也就出现了要以多大的效率进行这种摄像元件的测试的问题。
背景技术：
作为测试CCD的系统，公知有下述CCD测试系统，所述CCD测试系统将安装到测试头上的DUT(被测元件)的输出模拟信号以低噪声传送到CCD测试装置主体的采样保持电路中(例如参见日本专利文献特开2000-243803号公报的第三页、第四页以及图1)。另外，DUT的输出信号还有数字方式的。
图15是传统测试方法的说明图。在将被测元件安装到测试台(测试夹具(冶具))上并开始测试、调节时，首先进行(a)电气测试，其次进行(b)调焦，再次进行(c)图像测试。图像测试由于也有通过改变照明或改变初始条件来进行测试的情况，所以存在使用另外一台图像测试装置来进行测试的情况((d))。接着进行(e)闪烁测试，再接着进行(f)透镜的粘接(固定)，最后进行被测元件的装配尺寸检查。
在这样的处理中，被测元件的一个测试一结束，就进行工人按测试台将被测元件搬运到下一个测试装置的步骤。如图所示，各种测试按(a)→(b)→(c)→(d)→(e)→(f)→(g)的顺序进行测试。此处，对各测试进行详细说明。
(a)电气测试所谓电气测试，是用于判定摄像元件的特性(例如某一信道的信号是不是漏到其他信道)的测试。作为电气测试装置3可使用如图所示的LSI测试器。4是显示合格与否判定的合格与否判定显示器。2是被测元件，例如使用CCD、CMOS。所述被测元件2不是一个像素的元件，而是指例如排列了200×300个像素的元件。1是安装所述被测元件2的被测夹具(测试台)。这样，安装到测试台1上的被测元件2按工序移动。电气测试的结果被显示到LSI测试器3的合格与否判定显示器4上。例如，当动作成功(OK)时，点亮绿色的灯，当动作失败(NG)时，点亮红色的灯。
(b)调焦在离被测元件例如60厘米的位置上配置用于调焦的图案(图表)9，并用图案照明单元8照射该图案。在此状态下，通过被测元件2读入用于调焦的图案，并在通过连接确认、图像测试单元7进行了信号处理之后，在调焦监视器10上显示所读入的图像图案。工人一边观看显示在调焦监视器10上的摄像图像，一边操作调焦夹具6，从而调节被测元件的透镜位置，以使显示在调焦监视器10上的图像成为具有焦点的图像。
(c)图像测试1使用完成调焦的被测元件2读入图像测试图案11。作为图像测试图案11，例如可使用白色图表(chart)、黑色图表以及图案图表等。读入的图像用于测试例如在读入了白色图表时在监视器(不进行图示)上是否获得全白的图像，在读入了黑色图表时是否获得全黑的图像，或者是否获得预定图案的图像。
(d)图像测试2当需要通过改变照明或者改变初始条件来进行图像测试时，有时进行第二图像测试。
(e)闪烁测试当在荧光灯下拍摄图像时，有时荧光灯的一闪一闪(闪烁)会给图像带来影响。因此，在摄像元件中进行不受所述闪烁影响的处理，但要检查该处理是否充分。具体地说，从闪烁测试光源13照射光来进行被测元件2的闪烁测试。通过被测元件2受光的图像被输入到连接确认、图像测试单元7，从而判断对于闪烁的影响。
(f)透镜粘接由于在上述调焦中透镜(摄像透镜)的位置已被保持，所以为了固定该透镜的位置，而将透镜粘接到被测元件2上。进行粘接时使用粘接剂。将粘接剂涂抹在透镜的周边，从而室其粘接在被测元件2上。
(g)装配尺寸检查对实施了(a)到(f)处理的被测元件进行其外形尺寸是否在预定基准值内的测试。由于被测元件是装入小型数码照相机或移动电话机内的，所以若其尺寸不正确，则将无法使用。因此，利用尺寸测量机15来测量被测元件的外形尺寸是否在预定基准值内。
实际上，多个被测元件通过图15所示的工序而被测试。而且，在以上的测试中对于动作不合格的进行废弃处置。只有动作正常的被测元件才作为完成了测试、调节的优质品而被使用。
(1)摄像元件的测试在最初进行了电气测试之后，对电气测试正常的被测元件进行图像测试。但是，由于各个测试不在同一地方进行，所以每次都需要对被测元件进行电气连接并进行确认。此时，为了确认连接正确，各测试阶段(图15的(a)～(g))需要进行简易的电气测试。此外，由于多次进行电气连接，所以会产生接线端子(电极)磨损、接触不良所导致的优质品的错误判定以及被测元件的接线端子部分劣化等问题。
(2)在图像测试中，当根据测试内容改变图案时，需要更换印刷了测试图案的纸张，从而降低了测试效率。此外，为了避免这种问题而分别单独准备每个图案时，则如在(1)中所指出的那样，需要在每个阶段判断连接的好坏，因此存在成本上升和测试时间变长的问题。
(3)在传统的图表纸方式中，难以对整个测试图案进行均匀的照明，容易出现照度不均(显色不均)。
(4)关于用于测试的光源，需要定期校正光量、色度等，若有多个光源，则校正操作将变得复杂而费时。
(5)用于图像测试的光源(尤其是荧光灯)如果重复打开/关闭的话，寿命将变得非常短，并具有开始时的稳定性差的特性，从而不能高效地进行测试(若开始时的稳定性差，则测试时间变长)。因此，需要为每个测试项目准备光源。此外，若照明系统变得复杂，则各个遮光将变得不彻底，从而由于漏光而不能进行正确的测试。
(6)就透镜的聚焦来说，由于工人通过目视来判断聚焦状态，因此会由于个人差别或操作经过时间而出现判断值的差异。
(7)此外，在聚焦时，由于无法判断初始的透镜位置位于聚焦位置的哪一侧，所以需要将焦点前后偏移看一看，来确定聚焦位置，因此有聚焦时间变长的问题。
(8)在进行聚焦之后，使用粘接剂进行透镜的粘接、干燥，但由于粘接剂的份量、粘接地方的规定严格，所以操作困难。此外，随后粘接剂的干燥时间变得非常长，从而阻碍了缩短制造时间(Tact)。
(9)由于被测元件的检查项目涉及许多方面，并且工人或者装置上的处理作业很多，所以在中途损坏被测元件的可能性非常高。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种在将被测元件安装在测试台的状态下在一个阶段自动进行各种测试，从而解决上述各种问题的摄像元件测试方法及装置。
(1)本发明的第一方案的特征是在一个阶段进行在测试台上安装被测摄像元件，并对安装的被测摄像元件进行电气测试，然后进行自动调焦，然后进行图像测试，然后进行闪烁测试，然后进行透镜的固定，然后测量被测摄像元件的装配尺寸。
(2)本发明的第二方案是一种用于进行摄像元件的电气测试，图像测试，透镜的聚焦、固定的摄像元件测试装置，其特征在于包括自动调焦机构，自动进行被测元件的调焦；图像测试显示单元，显示用于测试被测元件的图像读取功能的图案；电气测试、图像测试单元，进行被测元件的电气测试、图像测试；闪烁测试装置，用于进行闪烁测试；移动装置，使所述各种构成元素根据需要移动；系统控制单元，用于控制全体的动作。
(3)本发明的第三方案的特征在于，设有遮挡装置，所述遮挡装置在由所述自动调焦机构使用图表纸进行的调焦一结束，就遮挡用于进行自动调焦的图表。
(4)本发明的第四方案的特征在于，在通过所述遮挡装置遮挡图表后，通过所述电气测试、图像测试单元实施被测元件的图像测试。
(5)本发明的第五方案的特征在于，所述图像测试是在图像测试显示单元上依次显示测试图案，并对该图案进行摄像，从而从摄像图像求出被测元件的特性的测试。
(6)此外，本发明的特征在于，在所述图像测试中，按图像测试显示单元的显示像素单位进行控制，从而获得任意显色。
(7)此外，本发明的特征在于，由所述自动调焦机构进行的调焦一结束，就将所述图像测试显示单元配置到焦点位置的前面，从而在模糊状态下显示图像，进行图像测试。
(8)此外，本发明的特征在于，伴随着切换所述图像测试显示单元和图表纸以及闪烁测试用的光源的动作，进行黑暗画面测试。
(9)此外，本发明的特征在于，设有透镜固定装置，所述透镜固定装置在自动调焦、图像调节、闪烁测试等一系列处理一结束，就在该状态下将透镜焊接在被测元件上。
(10)此外，本发明的特征在于，设有在通过所述透镜固定装置固定了透镜的位置后，测量被测元件的尺寸的装置。
发明效果(1)根据本发明的第一方案，可在将被测元件安装在测试台上的状态下，在一个阶段自动进行各种测试，从而能够以低成本进行高生产效率的摄像元件的测试。
(2)根据本发明的第二方案，可在将被测元件安装在测试台上的状态下，在一个阶段自动进行各种测试，从而能够以低成本进行高生产效率的摄像元件的测试。
(3)根据本发明的第三方案，由于通过遮挡装置遮挡对图表纸进行照明的状态，所以能够正确进行图像测试。
(4)根据本发明的第四方案，可自动进行被测元件的图像测试。
(5)根据本发明的第五方案，可在将测试图案显示在图像测试显示单元上的状态下自动求出被测元件的特性。
(6)此外，根据本发明，由于能够按显示像素单位获得任意的显色，所以可进行显示像素单位的图像测试。
(7)此外，根据本发明，通过将所述图像测试显示单元配置到焦点位置的前面，从而在模糊状态下测试图像，可使得不受图像测试显示单元中存在的不良像素的影响。
(8)此外，根据本发明，可伴随着切换图像测试显示单元和图表纸以及用于闪烁测试的光源的动作，适时进行黑暗画面测试。
(9)此外，根据本发明，可使用透镜固定装置进行在聚焦位置上的透镜的固定。
(10)此外，根据本发明，可自动测量被测元件的尺寸是否在允许范围内。
图1是本发明一个实施例的示意构成图；图2是被测元件的构成剖面例子的示意图；图3是电气测试、图像测试的说明图；图4是透镜固定、测定的说明图；图5是图像测试显示单元、闪烁测试光源、调焦图表的切换的示意图；图6是排除了显示单元的亮点、坏点的测试方法的说明图；图7是调焦说明图；图8是在长焦点上进行调焦时的说明图；图9是显示单元的配置例子的示意图；图10是显示单元的配置说明图；图11是自动聚焦机构的构成图；图12是自动聚焦时的清晰度特性的示例图；图13是透镜位置校正说明图；
图14是系统控制单元的结构例的示意图；图15是传统测试方法的说明图。
具体实施例方式
图1是本发明一个实施例的示意构成图。与图15相同的部分标注相同的标号来表示。在图中，1是安装被测元件2的测试台(测试夹具)，21是用于调节被测元件2的透镜位置的旋钮，20是使所述旋纽自动旋转的自动调焦机构。如图所示放置了多个被测元件2。
图2是被测元件的构成剖面例子的示意图。在图中，80是基板，81是形成在所述基板80上的CCD元件，82是形成在所述CCD元件81上的微透镜。所述微透镜82使光触及CCD元件81的元件的整个面，83是设置于所述微透镜82之上的RGB滤波器。所述RGB滤波器包括分别只使R(红色)、G(绿色)以及B(蓝色)通过的三种滤波器。84是设置于所述RGB滤波器83之上的摄像透镜。这些构成元件由罩(没有图示)包围在其外周。
将所述多个被测元件2逐个安装到测试台1上，实施一系列的测试。22是进行电气测试和图像测试的电气测试、图像测试单元。被测元件2的输出被输入到所述电气测试、图像测试单元22。
28是设置于被测元件2的上部的自动调焦用的图表纸。在所述图表纸28上形成有调焦用的图案25。8是图案照明用的图案照明单元。例如可将荧光灯用作所述图案照明单元8。23是设置于图表纸28下部的图像测试显示单元(下面简称为显示单元)。作为所述显示单元23，例如可使用LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示器)等具有平面显示面的显示器。24是由遮挡来自图表纸28的光的遮挡膜等构成的遮光、图案(光源)切换机构，26是驱动所述遮光、图案切换机构24的遮光、图案(光源)切换驱动系统，27是闪烁测试用的光源。
30是控制装置整体动作的系统控制单元，例如可使用计算机。所述系统控制单元30与遮光、图案切换驱动系统26，闪烁测试光源27，电气测试、图像测试单元22以及自动调焦机构20相连。31是使测试台1自动移动来进行尺寸测量的尺寸测量机。32是将透镜焊接到被测元件2上的透镜焊接激光器。所述透镜焊接激光器32也由来自系统控制单元30的信号控制。33是被系统控制单元30驱动的被测元件搬运系统。
虽然图中示出了将第一阶段和第二阶段组合起来的情况，但本发明不限于此，也可以仅使用一个阶段来实现。此时，在上述的各构成元件之外，还需要具有透镜焊接激光器和尺寸测量功能。如下说明上述构成的装置的操作。
首先，在测试台1上安装被测元件2。然后，对安装在测试台1上的被测元件2进行以下的测试。首先，使用电气测试、图像测试单元22进行被测元件2的电气测试。所谓电气测试，是测试被测元件是否正常工作的，例如各接线端子是否导通、相邻的接线端子之间是否短路或者漏电等。
接着，使用遮光、图案切换驱动系统26在使显示单元23移动到端部的状态下进行调焦。调焦是通过使被测元件2读取调焦图案25而进行的。此时，从系统控制单元30驱动自动调焦机构20，从而通过转动旋纽21来进行(详细情况后述)。
调焦结束后，用遮光、图案(光源)切换机构24的遮挡膜覆盖图案纸28的整个面。这样做，由于在以下的图像测试时无需关闭图案照明单元8，所以可谋求图案照明单元8的长寿化。此外，由于没有光泄漏，所以可正确进行图像测试。在图像测试中，从系统控制单元30使预定的图案显示在显示单元23上，然后用被测元件2读入此图案，并将其输入到电气测试、图像测试单元22中。电气测试、图像测试单元22通过对所输入的图像数据进行预定的图像处理来进行图像测试。所谓图像测试，是测试构成各被测元件2的摄像元件是否正确地读入了显示单元23的图像的。
这样，根据本发明，可自动进行被测元件2的图像测试。此外，根据本发明，在使测试图案显示在显示单元23的状态下，可自动求出被测元件的特性。
此外，当进行图案测试时，由于将显示单元23配置在焦点位置前面从而在模糊的状态下进行图像测试，所以，可使得不受显示单元中存在的不良像素的影响。此外，在读入全白图像等时，也能够在模糊的状态下进行读入，从而可进行被测元件2的图像测试。
图像测试结束后，由遮光、图案(光源)切换驱动系统26将闪烁测试光源27挪到被测元件2的正上方使其点亮，并使被测元件2读入，从而将图像没有闪烁的情况输入到电气测试、图像测试单元22中来进行确以。
闪烁测试结束后，这次用被测元件搬运系统33移动测试台1，从而将其挪到阶段2的位置上。然后，利用系统控制单元30驱动透镜焊接激光器32来将透镜焊接、固定到被测元件2上。通过利用激光器进行固定，能够在同一装置内以与一系列的测试作业相同的速度进行接合，而在传统的利用粘接剂的接合中，由于需要接合时间，所以不得不在其他场所进行作业。此外，在其他场所进行接合时，移动时对好的焦点位置可能会因振动而偏离，但由于在同一装置内进行处理，所以能够回避这样的问题。
这样，根据本发明，使用透镜固定装置(透镜焊接激光器32)可进行聚焦状态下的透镜的固定。
利用透镜焊接激光器32完成透镜的固定后，利用尺寸测量机31进行被测元件2的尺寸测量。所测量的尺寸信息被从尺寸测量机31发送到系统控制单元30中。所述系统控制单元30检查所测量的被测元件各部分的尺寸是否进入预定基准值内。这样，根据本发明，可自动判断被测元件的尺寸是否在允许范围内。
除去在以上说明的一系列的测试中被判断为NG的不合格的被测元件2(废弃处置)。这样，根据本发明，可自动测量被测元件2的动作是否正常。然后将所有测试均合格的被测元件2放置到用于放置合格被测元件2的场所。
以上简要说明了本发明的动作，在本实施方式的例子中例举了在阶段1和阶段2这两个阶段进行测试的情况，但如前所述，也可以仅在一个阶段中进行所有测试。
如上所述，根据本发明，可在将被测元件安装在测试台的状态下在一个阶段中进行各种测试，从而能够以低成本进行高生产效率的摄像元件的测试。
图3是电气测试、图像测试说明图。与图1相同的部分标注相同的标号来表示。在此实施方式的例子中，将测试台1置入尺寸测量机31的凹入部。在此状态下使透镜焊接激光器32移动到端部。然后在使透镜焊接激光器32不成为障碍物的状态下，进行电气测试和图像测试。并且，利用遮光、图案切换装置24在用遮挡膜遮挡了调焦图案25的状态下进行电气测试、图像测试。然后，使预定图案显示在显示单元23上，并用被测元件2读入该图案来进行图案测试。
图4是透镜固定、测量说明图。与图1相同的部分标注相同的标号来表示。在图4的状态下，通过照射透镜焊接激光器32来将透镜焊接、固定到被测元件2上。透镜的固定结束后，在该位置利用尺寸测量机31测量被测元件2的尺寸。如从图3和图4的构成可知，可将电气测试、图像测试和被测元件的固定在同一阶段进行。
根据本发明，通过在同一地点进行电气测试、图像测试，透镜聚焦，透镜固定以及透镜尺寸测量，可一次完成被测元件2和测试系统的连接，从而可防止由工人和装置上的处理作业所导致的被测元件2的损坏，尤其是被测元件接线端子部(电极部)的恶化。
关于以往在多个阶段实施的图像测试，可将小型的LCD、PDP等平面显示单元和图表纸及闪烁LED组合设置，用于生成图像测试的摄像图案，并根据测试内容逐次切换这些，从而在一个阶段进行测试。此外，在切换各光源(测试图案)之时，通过对测试中不使用的光源机械地进行遮光而不进行电气方式的打开/关闭，可谋求光源的稳定和长寿。此外，根据本发明，伴随着切换显示单元和图表纸及闪烁测试用的光源的动作可进行黑暗画面测试。这样，可伴随着切换显示单元和图表纸及闪烁测试用的光源的动作而适时进行黑暗画面测试。
图5是显示单元、闪烁测试光源以及调焦图案的切换的示意图。其中(a)示出了显示单元23的校正。40是光量、色度调节传感器。使用所述光量、色度调节传感器40进行显示单元23的校正。(b)是调焦。在调焦中，使形成于图表纸28上的调焦图案25在被测元件2上成像。然后，利用自动调焦机构20使旋纽21在预定方向旋转来对安装于被测元件2上的摄像透镜进行调焦。具体地说，由被测元件2对栅格图案等进行摄像，并自动寻找图像变得最清晰的位置。
(c)示出了图像测试。首先，41是光量、色度调节传感器。使用所述光量、色度调节传感器41进行光量、色度的调节。在图案测试中，用遮光、图案切换机构24对调焦图案25进行遮光，并使用显示单元23进行图像测试。在图像测试中，事先使图案显示在显示单元23上，然后用被测元件对该图案进行摄像，并将其输入到电气测试、图像测试单元22(参看图1)中来进行预定的图案测试。
接下来说明(d)的闪烁/遮光测试。在此例中，利用移动机构(没有图示)将显示单元23移动到角落里，将闪烁测试光源27配置到被测元件2的正上方并照射被测元件2，从而进行闪烁测试。
根据本发明，通过在聚焦之后进行透镜接合之前具有电气测试、图像测试、测量透镜位置的功能，可避免不必要的接合作业。由此，部件的再利用成为可能，从而可谋求成本的降低。此外，在接合后还可以再次测量透镜的高度以及焦点位置，因此也可在同一装置内进行产品的最终测试。
接下来进一步详细说明图像测试。
(1)通过改变显示单元上显示的图案来进行各种测试，从而减少了测试阶段的数目，进而可进行高效的测试。
(2)通过在摄像图表(图案)上使用LCD、PDP等平面显示单元，并通过与被测元件的摄像速度同步地在显示单元上显示动画，可进行动态测试。
(3)显示单元由于制造上的原因而存在坏点。因此，在用于本测试时，使用具有如下分辨率的显示单元，即其显示像素数在纵向和横向上均为被测元件的像素数的两倍以上，由此，即使因显示单元的制造不良而存在某种程度的坏点，也能够避免给图像测试带来影响。
(4)此外，准备预先已判明摄像感光度等的摄像元件(或者照度、色度测量装置)，利用该元件(装置)对显示单元的图案进行摄像，并调节各显示像素的亮度、色度，以获得规定值。由此，可瞬时显示任意颜色、形状的测试图案，并可消除显示不均匀等妨碍测试的因素，因此可进行均匀度非常高的图像测试。
(5)在进行更高精度的测试时，虽然也可以有选择地使用没有坏点(少)的显示单元，但成本将变得非常高。作为避免此问题的方法，可在第(9)项的构成中选择稍大的显示单元，并在测试前事先找到显示单元的缺陷位置坐标。
测试如下进行首先利用被测元件进行一次摄像，然后稍微平行移动显示单元，再使显示单元上显示的图案退回与所述移动量相当的量后进行显示，再次进行摄像。从获得的两幅摄像图像中排除预先已判明的缺陷部分，并通过测试各个图案，或者将两幅图像合成为一幅来进行测试，可回避显示单元的缺陷。
(6)作为另一种方法，通过分别单独准备聚焦和其他图像测试图表，并在图像测试中将测试图表(显示单元)从焦点位置移走，使得不受显示单元固有的亮点、坏点像素缺陷的影响。而且，在图像测试中通过使显示单元比聚焦位置更靠近被测元件一侧，可减小显示单元的大小。
图6是排除了显示单元的亮点、坏点的测试方法的说明图。其中(a)示出了调焦时的状态，(b)示出了图像测试时的状态。在进行(a)中示出的调焦时，将显示单元23移到端部，用被测元件2对图表纸28的调焦图案25进行摄像。此时，将已调节了焦点时的焦距设为焦距1。
(b)示出了图像测试时的状态。由遮光、图案(光源)切换机构24对调焦图案25进行遮光。在被遮光的状态下，用被测元件2对显示单元23上所显示的图案进行摄像。此时，从显示单元23到被测元件2的距离小于焦距1。其结果是，被测元件2拍摄到模糊图像，但由此可使得不受显示单元中存在的不良像素的影响。
(7)作为显示单元，虽然也可以使用CRT显示器，但难以准确地规定显示图案的大小，并且也较难确保显示面的平面。此外如本发明所述，在显示单元移动这样的用途中，CRT显示器的进深成为阻碍，从而不适用。
(8)此外，虽然还想到诸如使用放映机等来从背面或者斜侧面照射形成图案的方法，但由于具有与CRT显示器相同的缺点，因此难以适用。
(9)当图像测试的项目中有黑暗状态下的测试时，若使用LCD、PDP等显示单元，则由于无法完全抑制显示(发光)而需要用其他的装置进行遮光。此外，在进行闪烁动作测试时，由于较难使LCD、PDP等显示单元以所需的闪烁频率闪烁，所以需要在被测元件的光轴上另外配置闪烁用的光源。
对于所述两个要求，在前者的测试中设置用于遮光的快门，以便在测试时进行遮光，在后者的测试中，在该快门上设置闪烁测试用的光源(例如LED光源)，从而通过使其发光来进行测试。由此，可共有一个机构。闪烁光源在需要黑暗状态时关闭(参见图5)。此外，如第(6)项所述，在切换聚焦用的图表和图像测试用的显示单元时，还进行另外一个位置的移动，从而进行三个位置的照明切换、遮光。
接下来详细说明透镜的聚焦。
(1)透镜的聚焦，是利用马达驱动被测元件的某一调焦用的部件(旋纽)来自动进行调节，以代替工人的目视。聚焦由于大多是局部关注，通常是关注摄像画面的中央部等，所以可通过减小用于此的图表来谋求装置的小型化(关于多个位置上的聚焦，参见第(4)项)。
(2)此外，有意识地减小图表，可以摄入图表周围的图像，从而从其大小来判断聚焦位置相对于当前位置位于前侧还是后侧，由此来谋求聚焦动作的高速化。另外，关于此问题，使用与图案的周围相当的图案也可获得相同的效果。
图7是调焦说明图。在图中，25是调焦图表图案。a是图表图案的边缘尺寸。40是摄像透镜，2是通过该摄像透镜40将图表图案成像的被测元件。L1是标准焦距，L2是焦点位于标准焦点位置的后侧时的焦距，L3是焦点位于标准焦点位置的前侧时的焦距。41是显示摄像图像的图像画面。当焦点位于摄像图表位置时的摄像画面如图所示，以距离a显示图表。与此相对，当焦点位置位于后侧时，显示在显示画面41上的图表的宽度小于a。与此相对，当焦点位置位于前侧时，显示在显示画面41上的图表的宽度大于a。
(3)当在长焦点上进行调焦时，若使用显示单元，则需要大画面的单元。图8示出了该状态。由于图中的L1为摄像焦距，所以需要将显示单元配置在与被测元件2相距L1的位置上。因此，需要极大的显示单元。为了消除这样的问题，在被测元件2的正上方设置凹凸透镜45。由此，等价位置变得比L1短，所需显示单元23的位置也相比于所述距离L1大幅变短。该方法由于会出现凹凸透镜的畸变影响或者阴影(shading)的影响，因此需要对此进行校正。
(4)作为在长焦点上进行调焦的方法的第二例子，如图9所示，可使用排列了多个小型显示单元23’的方法。单元的数量最多需要五个，可以是对角位置的两处和中间的三处。进行调焦时，无需对摄像图像整个区域进行评价，只要对中间部分和四个角落的被限定区域进行评价即可，多个显示单元23’之间即使有间隙也没关系。在这样构成的情况下，进行图像质量测试时，采取使中间部分的显示单元23’靠近被测元件2来进行评价的结构。
(5)在前项的构成中，如果配置在周围的显示单元仅用于聚焦的话，就没必要改变图案，因此也可以使用中间部分被除去的图表纸。图10是显示单元的配置说明图。在图中，23是显示单元，28’是中间被除去的图表纸，47是图表透射照明。在该方法的情况下，由于需要使图表纸的照明不漏到中央的显示单元23上，所以图表纸的照明最好是来自背后的透射照明。
接下来详细说明自动聚焦。图11是自动聚焦机构的构成图。在图中，28是聚焦图表，8是对该聚焦图表28进行照明的图表照明。20是作为自动聚焦机构的聚焦驱动马达，其使聚焦杯座(旋纽)21在预定方向旋转，2是被测元件，1是测试台。64是前侧限位传感器，65是后侧限位传感器。这些传感器64、65是为聚焦杯座21的旋转设定限制的。
60是驱动聚焦驱动马达20的马达驱动器，61是取入通过被测元件2摄像的图像信号的图像取入部。30是聚焦控制部，对应于图1的系统控制单元30。在所述聚焦控制部30中，62向马达驱动器60发送控制信号，以控制聚焦驱动马达20的马达控制部，63是输入来自图像取入部61的图像数据，从而测量图像大小的清晰度的图像大小清晰度测量部。如下说明这样构成的机构的动作。
聚焦通过由聚焦调节杯座21转动被测元件2来前后进行。聚焦调节杯座21中间部分被除去，并具有可以一边调节透镜一边摄像的结构。所述聚焦调节杯座21被聚焦驱动马达20所驱动。
在所述情况下，设置用于检测将透镜塞入最后侧的位置和最前端的位置的限位传感器64、65，从而控制透镜不许移动到超出它们的位置上。聚焦图表28相对于被测元件2而配置于规定的焦点位置。然后，通过图像取入部61取入来自被测元件2的图像信号，并使用该图像在图像大小清晰度测量部63进行图像处理，求出聚焦图表的外形尺寸和图像的清晰度。清晰度是将图像的边缘部分的垂度数值化，并且越是边缘被垂直地摄像，就越是作出清晰度高的判断。
图12是自动调焦时的清晰度特性例的示意图。纵轴是清晰度，横轴是透镜位置。如图所示，透镜从后侧限位传感器位置向前侧限位传感器位置移动。例如，如图所示，当使透镜从后侧限位传感器位置移动时，清晰度将如图所示慢慢变大。由于有测量误差，因此清晰度不会平滑变化。而且，到达某一位置后，这次会慢慢变小。将此时的清晰度最大的位置作为焦点位置。
开始测试时，比较当前位置和只送进一步的位置，从而根据其倾向往清晰度高的方向检索峰值。这样，将找到峰值的步幅分得更细来进行检索，查找真正的峰值。
图13是透镜位置校正说明图。纵轴是清晰度，横轴是透镜位置。如果有自焦点位置的偏移，则原来被摄像的图像的大小将会有如图所示那样变化的特性。由于变化量大致与透镜位置成正比，所以可根据大小求出当前透镜位置。从该情况下，由于变化量相对于透镜移动量不是线性变化，所以需要事前求出透镜位置和被摄像的图像的大小。
首先在开始位置进行摄像，求出图表边缘(外周)尺寸f1，并从该尺寸求出相对于焦点位置向哪一侧偏离了多少。然后从求出的值求出到焦点位置的透镜的偏移量，从而如图中箭头所示，将透镜移动并仅移动该值。在移动之后，由于移动的位置有透镜的送进误差或图像尺寸测量误差，所以必定与焦点不一致。因此，与传统方法相同地以小的步幅测量清晰度，查找正确的焦点位置。通过使用这种方法，可使聚焦动作高速化。特别是当开始位置从焦点位置偏离大时，效果尤其大。
图14是系统控制单元30(参见图1)的构成例的示意图。在系统控制单元30中，70是取入来自被测元件2的图像的图像取入电路，71是测试处理系统，72是图案生成系统，73是显示部控制系统。74是显示部移动驱动电路，75是图案生成电路。显示部移动驱动电路74是显示单元移动机构部，使显示单元23撤到撤出位置78。
图像取入电路70输入对显示单元23进行摄像了的图像信号。然后，由测试处理系统71进行预定图像处理。图案显示电路75接收来自图案生成系统72的信号，并输出应显示到显示单元23上的显示图案，以提供给显示单元23。这样，所显示的图案由被测元件2摄像。进行调焦时，驱动显示单元移动机构部77，从而使显示单元23移动到显示单元撤出位置78上。在该状态下读入图表纸28上所存储的用于调焦的图案。
如下例举上述说明的本发明的效果。
(1)通过将电气测试和图像测试在同一地方进行，可使被测元件和测试系统之间的连接一次完成，从而可防止接线端子部的恶化。
(2)同时，由于被测元件和测试系统之间的连接一次完成，所以，以往各测试阶段中必需的连接确认电路(简易电气测试系统)变为一个电路，降低了成本。
(3)通过自动进行图像测试和透镜的聚焦，可稳定图像质量，并缩短作业时间。
(4)而且，通过用激光器进行透镜的固定，且一并进行到尺寸测量，能够不产生透镜的位置偏移等，并且与在另外的工序上利用粘接剂的方式相比，可大幅缩短制造时间，而且还可以消除粘接剂的管理等烦杂的作业。
(5)此外，通过在同一装置内进行电气测试、图像测试、透镜固定前后的尺寸检查，可避免尺寸不合格等不必要的固定作业，也使得部件的再利用成为可能，并且由于直到最终测试为止都在装置内完成，所以可提供生产效率高的制造装置。
(6)通过在图像测试图表上使用LCD、PDP等显示单元，可在一个阶段实施以往在多个检查阶段进行的图像测试、聚焦，从而可高效进行测试。由此可降低制造成本，并可削减设备的设置空间。
(7)通过使用显示单元，可进行动画测试。此外，通过使用色度等均匀度高的优质光源，可进行稳定的测试。
(8)在切换用于图像测试的照明、图表纸的情况下，可通过使切换和对不需要的照明、图表纸的遮光成为一体的机构部而构成，从而可简化装置。此外，由于不进行光源(尤其是图表纸照明用的荧光灯光源)的打开/关闭而是通过遮光来实施各测试，所以可大幅延长光源的寿命。
(9)通过利用稍稍移动显示单元的位置的方法，或者通过将显示单元的位置从焦点位置挪开，可避免由显示单元的缺陷引起的图像测试的错误检测，从而无需准备高品质的显示单元。因此可降低成本。
(10)通过根据测试内容配置显示单元，可在不使用与整个摄像画面相当的大型显示单元的情况下，进行测试。因此，可降低成本。
(11)在进行透镜的聚焦时，通过进行从图像判断出初始的透镜焦点是位于聚焦位置的前面还是位于后面的定位，可缩短聚焦时间。
权利要求
1.一种摄像元件测试方法，其特征在于，在一个阶段进行在测试台上安装被测摄像元件，并对所安装的被测摄像元件进行电气测试，然后进行自动调焦，然后进行图像测试，然后进行闪烁测试，然后进行透镜的固定，然后测量被测摄像元件的装配尺寸。
2.一种摄像元件测试装置，用于进行摄像元件的电气测试，图像测试，透镜的聚焦、固定，其特征在于，包括自动调焦机构，自动进行被测元件的调焦；图像测试显示单元，显示用于测试被测元件的图像读取功能的图案；电气测试、图像测试单元，进行被测元件的电气测试、图像测试；闪烁测试装置，用于进行闪烁测试；移动装置，使所述各种构成元素根据需要移动；系统控制单元，用于控制整体的动作。
3.如权利要求2所述的摄像元件测试装置，其特征在于，设有遮挡装置，所述遮挡装置在由所述自动调焦机构使用图表纸进行的调焦一结束，就遮挡用于进行自动调焦的图表。
4.如权利要求3所述的摄像元件测试装置，其特征在于，在通过所述遮挡装置遮挡图表后，通过所述电气测试、图像测试单元实施被测元件的图像测试。
5.如权利要求4所述的摄像元件测试装置，其特征在于，所述图像测试是在图像测试显示单元上依次显示测试图案，并对该图案进行摄像，从而从摄像图像求出被测元件的特性的测试。
6.如权利要求4所述的摄像元件测试装置，其特征在于，在所述图像测试中，按图像测试显示单元的显示像素单位进行控制，从而获得任意显色。
7.如权利要求4所述的摄像元件测试装置，其特征在于，由所述自动调焦机构进行的调焦一结束，就将所述图像测试显示单元配置到焦点位置的前面，从而在模糊状态下显示图像，进行图像测试。
8.如权利要求3所述的摄像元件测试装置，其特征在于，伴随着切换所述图像测试显示单元和图表纸以及闪烁测试用的光源的动作，进行黑暗画面测试。
9.如权利要求2所述的摄像元件测试装置，其特征在于，设有透镜固定装置，所述透镜固定装置在自动调焦、图像调节、闪烁测试等一系列处理一结束，就在该状态下将透镜焊接在被测元件上。
10.如权利要求2所述的摄像元件测试装置，其特征在于，设有在通过所述透镜固定装置固定了透镜的位置后，测量被测元件的尺寸的装置。
全文摘要
本发明涉及摄像元件测试方法及装置，其目的是在将被测元件安装在测试台的状态下，在一个阶段自动进行各种测试。本发明是用于进行摄像元件的电气测试，图像测试，透镜的聚焦、固定的摄像元件测试装置，其包括自动调焦机构(20)，自动进行被测元件(2)的调焦；图像测试显示单元(23)，显示用于测试被测元件(2)的图像读取功能的图案；电气测试、图像测试单元(22)，进行被测元件(2)的电气测试、图像测试；闪烁测试装置(27)，用于进行闪烁测试；移动装置，使所述各种构成元素根据需要移动；系统控制单元(30)，用于控制整体的动作。
文档编号H04N17/00GK1638081SQ20041010360
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月27日 优先权日2003年12月26日
发明者藤原胜美, 芳贺进, 鹬原武夫, 赤崎裕二 申请人:富士通株式会社