JP2000146527A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プッシュブルーム走査によって２次元の画像
を得るプッシュブルーム走査型撮像装置において、信号
光の照度が大きい場合、電荷が第１のＣＣＤ、または第
２のＣＣＤの電荷転送セル上で飽和して、信号レベルの
信号光の照度に対する線形性が得られないという課題が
あった。 【解決手段】 ＯＦＤ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｄｒａｉ
ｎ）とＯＦＧ（ＯｖｅｒＦｌｏｗ Ｇａｔｅ）スイッチ
をＣＣＤ撮像素子上に設け、ＯＦＧスイッチの開閉時間
をＯＦＤスイッチドライバで制御することにより、露光
時間を実質的に小さくさせ、信号レベルの飽和を抑制す
る手段を設けたものである。
を得るプッシュブルーム走査型撮像装置において、信号
光の照度が大きい場合、電荷が第１のＣＣＤ、または第
２のＣＣＤの電荷転送セル上で飽和して、信号レベルの
信号光の照度に対する線形性が得られないという課題が
あった。 【解決手段】 ＯＦＤ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｄｒａｉ
ｎ）とＯＦＧ（ＯｖｅｒＦｌｏｗ Ｇａｔｅ）スイッチ
をＣＣＤ撮像素子上に設け、ＯＦＧスイッチの開閉時間
をＯＦＤスイッチドライバで制御することにより、露光
時間を実質的に小さくさせ、信号レベルの飽和を抑制す
る手段を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は地表上空を一定の
速度で航行しながら地表を走査することにより二次元画
像を得ることができるプッシュブルーム走査型撮像装置
に関するもので、特に、人工衛星に搭載して地表を撮像
する際の画像信号のレベルの飽和の抑制に関するもので
ある。
速度で航行しながら地表を走査することにより二次元画
像を得ることができるプッシュブルーム走査型撮像装置
に関するもので、特に、人工衛星に搭載して地表を撮像
する際の画像信号のレベルの飽和の抑制に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図４は人工衛星に搭載されたプッシュブ
ルーム走査型撮像装置が二次元画像を取得する原理を示
す概念図である。図において１７は、プッシュブルーム
走査型撮像装置を搭載した人工衛星、Ａは衛星の運動方
向、１８は上記プッシュブルーム走査型撮像装置の観測
視野、１９は地表、２０は上記プッシュブルーム走査型
撮像装置が１回の走査で得られる地表上の一次元画像、
２１は衛星の進行に伴い得られる地表上の二次元画像で
ある。プッシュブルーム走査型撮像装置が１回の走査で
取得する画像は図４に示す様に一次元であるが、衛星の
運動を利用することにより、二次元画像を得ることがで
きる。
ルーム走査型撮像装置が二次元画像を取得する原理を示
す概念図である。図において１７は、プッシュブルーム
走査型撮像装置を搭載した人工衛星、Ａは衛星の運動方
向、１８は上記プッシュブルーム走査型撮像装置の観測
視野、１９は地表、２０は上記プッシュブルーム走査型
撮像装置が１回の走査で得られる地表上の一次元画像、
２１は衛星の進行に伴い得られる地表上の二次元画像で
ある。プッシュブルーム走査型撮像装置が１回の走査で
取得する画像は図４に示す様に一次元であるが、衛星の
運動を利用することにより、二次元画像を得ることがで
きる。
【０００３】次に図５は従来のプッシュブルーム走査型
撮像装置の一実施例を示す構成図である。図中、１は二
次元に配列されて複数の行、列を成し、被観測体からの
信号光を検出して電気信号に変換する光電変換素子、２
は上記光電変換素子１の各列に対応し、装置の進行方向
に対し平行に設けられ、各列の光電変換素子１からの出
力信号の電荷を列方向に転送する第１のＣＣＤ（Ｃｈａ
ｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、３は上記第
１のＣＣＤ２の最終段に位置し、装置の進行方向に対し
直交する方向に設けられた第２のＣＣＤ、４は光電変換
素子１と、第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３を備える
ＣＣＤ撮像素子、５は信号光を上記ＣＣＤ撮像素子４へ
導入する光学系、６は第１のＣＣＤ２を駆動する第１の
ＣＣＤドライバ、７は第２のＣＣＤ３を駆動する第２の
ＣＣＤドライバ、８は画像処理装置、Ｂは本装置の進行
方向を示す矢印である。
撮像装置の一実施例を示す構成図である。図中、１は二
次元に配列されて複数の行、列を成し、被観測体からの
信号光を検出して電気信号に変換する光電変換素子、２
は上記光電変換素子１の各列に対応し、装置の進行方向
に対し平行に設けられ、各列の光電変換素子１からの出
力信号の電荷を列方向に転送する第１のＣＣＤ（Ｃｈａ
ｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、３は上記第
１のＣＣＤ２の最終段に位置し、装置の進行方向に対し
直交する方向に設けられた第２のＣＣＤ、４は光電変換
素子１と、第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３を備える
ＣＣＤ撮像素子、５は信号光を上記ＣＣＤ撮像素子４へ
導入する光学系、６は第１のＣＣＤ２を駆動する第１の
ＣＣＤドライバ、７は第２のＣＣＤ３を駆動する第２の
ＣＣＤドライバ、８は画像処理装置、Ｂは本装置の進行
方向を示す矢印である。
【０００４】次に動作について説明する。上記のような
構成において、信号光は光学系５によってＣＣＤ撮像素
子４上に結像される。このとき図５中に矢印Ｂで示す方
向に装置が運動すると、目標の像は矢印Ｂの方向に対し
逆の方向にＣＣＤ撮像素子４上を移動する。矢印Ｂに示
す運動方向は、図４に示した衛星の運動方向Ａと一致し
ている。今、目標の像がある光電変換素子１上に差し掛
かる状態を考える。光電変換素子１の発生電荷は上記目
標像が光電変換素子１の１ピッチ移動する間積分され、
隣接する第１のＣＣＤ２の第２行目の電荷転送セルに読
み出される。次に目標の像が第２行目の光電変換素子１
に差し掛かると、この光電変換素子１の発生電荷は同様
に目標像が光電変換素子１の１ピッチ移動する間積分さ
れ、隣接する第１のＣＣＤ２の第２行目の電荷転送セル
に読み出される。このとき先に第１行目の電荷転送セル
に読み出された電荷を第２行目の電荷転送セルに転送し
ておくことにより、第１行目、および第２行目の光電変
換素子１の発生電荷が第２行目の電荷転送セル上で加算
される。上記の動作を連続して行うことにより目標像が
ＣＣＤ撮像素子４上を移動する間に行数分の光電変換素
子１の発生電荷が第１のＣＣＤ２上で加算される。加算
された電荷は第２のＣＣＤ２に入力され、読み出される
ことにより１次元の画像信号が得られる。さらに装置自
体の運動による進行方向の走査により２次元の画像信号
が得られる。
構成において、信号光は光学系５によってＣＣＤ撮像素
子４上に結像される。このとき図５中に矢印Ｂで示す方
向に装置が運動すると、目標の像は矢印Ｂの方向に対し
逆の方向にＣＣＤ撮像素子４上を移動する。矢印Ｂに示
す運動方向は、図４に示した衛星の運動方向Ａと一致し
ている。今、目標の像がある光電変換素子１上に差し掛
かる状態を考える。光電変換素子１の発生電荷は上記目
標像が光電変換素子１の１ピッチ移動する間積分され、
隣接する第１のＣＣＤ２の第２行目の電荷転送セルに読
み出される。次に目標の像が第２行目の光電変換素子１
に差し掛かると、この光電変換素子１の発生電荷は同様
に目標像が光電変換素子１の１ピッチ移動する間積分さ
れ、隣接する第１のＣＣＤ２の第２行目の電荷転送セル
に読み出される。このとき先に第１行目の電荷転送セル
に読み出された電荷を第２行目の電荷転送セルに転送し
ておくことにより、第１行目、および第２行目の光電変
換素子１の発生電荷が第２行目の電荷転送セル上で加算
される。上記の動作を連続して行うことにより目標像が
ＣＣＤ撮像素子４上を移動する間に行数分の光電変換素
子１の発生電荷が第１のＣＣＤ２上で加算される。加算
された電荷は第２のＣＣＤ２に入力され、読み出される
ことにより１次元の画像信号が得られる。さらに装置自
体の運動による進行方向の走査により２次元の画像信号
が得られる。
【０００５】上記の動作はＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌｙ
＆ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる。なお、画
像信号出力の信号レベルＳは“数１”で表される。“数
１”中、Ｈは信号光の照度、Ｒは光電変換素子１の感
度、Ｔｉは露光時間、Ｍは光電変換素子１の行数、Ｋは
定数である。
＆ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる。なお、画
像信号出力の信号レベルＳは“数１”で表される。“数
１”中、Ｈは信号光の照度、Ｒは光電変換素子１の感
度、Ｔｉは露光時間、Ｍは光電変換素子１の行数、Ｋは
定数である。
【０００６】
【数１】
【０００７】“数１”より信号レベルＳは、信号光の照
度Ｈ、光電変換素子１の感度Ｒ、露光時間Ｔｉ、光電変
換素子１の行数Ｍの積に比例する。
度Ｈ、光電変換素子１の感度Ｒ、露光時間Ｔｉ、光電変
換素子１の行数Ｍの積に比例する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は以上のよ
うに構成されており、ＴＤＩ動作を用いることにより、
光電変換素子１で発生した電荷を行数分Ｍだけ積算する
ことができるので、“数１”に示すように、信号光の照
度が小さい場合でも、大きな信号レベルを得ることがで
きる。しかし、信号光の照度が大きい場合は、電荷が、
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の電荷転送セル
上で飽和して、信号レベルの信号光の照度に対する線形
性が得られないという難点があった。
うに構成されており、ＴＤＩ動作を用いることにより、
光電変換素子１で発生した電荷を行数分Ｍだけ積算する
ことができるので、“数１”に示すように、信号光の照
度が小さい場合でも、大きな信号レベルを得ることがで
きる。しかし、信号光の照度が大きい場合は、電荷が、
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の電荷転送セル
上で飽和して、信号レベルの信号光の照度に対する線形
性が得られないという難点があった。
【０００９】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、信号レベルの飽和を抑制する
ことができる撮像装置を提供することを目的とするもの
である。
めになされたものであり、信号レベルの飽和を抑制する
ことができる撮像装置を提供することを目的とするもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明の撮像装置
は、ＯＦＤ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｄｒａｉｎ）とＯＦ
Ｇ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｇａｔｅ）スイッチをＣＣＤ
撮像素子上に設け、ＯＦＧスイッチの開閉時間をＯＦＤ
スイッチドライバで制御することにより、“数１”に示
す露光時間Ｔｉを実質的に小さくさせ、信号レベルの飽
和を抑制する手段を設けたものである。
は、ＯＦＤ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｄｒａｉｎ）とＯＦ
Ｇ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｇａｔｅ）スイッチをＣＣＤ
撮像素子上に設け、ＯＦＧスイッチの開閉時間をＯＦＤ
スイッチドライバで制御することにより、“数１”に示
す露光時間Ｔｉを実質的に小さくさせ、信号レベルの飽
和を抑制する手段を設けたものである。
【００１１】第２の発明では、ＯＦＤとＯＦＧスイッチ
と行方向並びにＯＦＧスイッチ毎に対応させた配線をＣ
ＣＤ撮像素子上に設け、さらにＯＦＧスイッチの開閉
を、行方向並びのスイッチ単位で行うことができるよう
にＯＦＧスイッチ選択回路を設けることにより、“数
１”に示す光電変換素子１の行数Ｍを実質的に減らし
て、信号レベルの飽和を抑制する手段を設けたものであ
る。
と行方向並びにＯＦＧスイッチ毎に対応させた配線をＣ
ＣＤ撮像素子上に設け、さらにＯＦＧスイッチの開閉
を、行方向並びのスイッチ単位で行うことができるよう
にＯＦＧスイッチ選択回路を設けることにより、“数
１”に示す光電変換素子１の行数Ｍを実質的に減らし
て、信号レベルの飽和を抑制する手段を設けたものであ
る。
【００１２】第３の発明では、光電変換素子の各列に対
応し、装置の進行方向に対し平行に設けられ、各列の光
電変換素子からの出力信号の電荷を列方向に転送する第
１のＣＣＤのセル毎に対応させた配線をＣＣＤ撮像素子
上に設け、さらに第１のＣＣＤの転送動作の制御を、行
方向並びのセル単位で行うことができるようにＣＣＤ選
択回路を設けることにより、“数１”に示す光電変換素
子１の行数Ｍを実質的に減らして、信号レベルの飽和を
抑制する手段を設けたものである。
応し、装置の進行方向に対し平行に設けられ、各列の光
電変換素子からの出力信号の電荷を列方向に転送する第
１のＣＣＤのセル毎に対応させた配線をＣＣＤ撮像素子
上に設け、さらに第１のＣＣＤの転送動作の制御を、行
方向並びのセル単位で行うことができるようにＣＣＤ選
択回路を設けることにより、“数１”に示す光電変換素
子１の行数Ｍを実質的に減らして、信号レベルの飽和を
抑制する手段を設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
形態の一例を示す図であり、１〜３、および５〜８は従
来の実施の形態の一例と同じものである。９は光電変換
素子１の各列に対応し、装置の進行方向に対し平行する
位置に、光電変換素子１からの出力信号の電荷を第１の
ＣＣＤ２へは転送せず外部へ排出するために設けられた
ＯＦＤ、１０は光電変換素子１と上記ＯＦＤ９の間に設
けられ、光電変換素子１からの出力信号の電荷をＯＦＤ
９へ転送するＯＦＧスイッチ、１１は光電変換素子１
と、第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３と、上記ＯＦＤ
９と、上記ＯＦＧスイッチ１０を備えるＣＣＤ撮像素
子、１２はＯＦＧスイッチ１０を駆動するＯＦＧスイッ
チドライバである。
形態の一例を示す図であり、１〜３、および５〜８は従
来の実施の形態の一例と同じものである。９は光電変換
素子１の各列に対応し、装置の進行方向に対し平行する
位置に、光電変換素子１からの出力信号の電荷を第１の
ＣＣＤ２へは転送せず外部へ排出するために設けられた
ＯＦＤ、１０は光電変換素子１と上記ＯＦＤ９の間に設
けられ、光電変換素子１からの出力信号の電荷をＯＦＤ
９へ転送するＯＦＧスイッチ、１１は光電変換素子１
と、第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３と、上記ＯＦＤ
９と、上記ＯＦＧスイッチ１０を備えるＣＣＤ撮像素
子、１２はＯＦＧスイッチ１０を駆動するＯＦＧスイッ
チドライバである。
【００１４】次に動作について説明する。上記のような
構成において、信号光は光学系５によってＣＣＤ撮像素
子１１上に結像される。このとき図１中に矢印Ｂで示す
方向に装置が運動すると、目標の像は矢印Ｂの方向に対
し逆の方向にＣＣＤ撮像素子１１上を移動する。今、目
標の像が第１行目の光電変換素子１上に差し掛かる状態
を考える。光電変換素子１の発生電荷は、上記目標像が
光電変換素子１の１ピッチ移動する間露光される。露光
時間をＴｉとする。その露光時間Ｔｉ内において、ＯＦ
Ｇスイッチ１０が時間Ｔｏ（Ｔｏ≦Ｔｉ）の間だけ開く
ようにＯＦＧスイッチドライバ１２で設定すると、光電
変換素子１で発生した電荷は時間Ｔｏの間、ＯＦＤ９へ
排出される。ＯＦＧスイッチ１０を閉じた後の残りの時
間Ｔｉ−Ｔｏで積分された電荷は、隣接する第１のＣＣ
Ｄ２の第１行目の電荷転送セルに読み出される。次に目
標の像が第２行目の光電変換素子１に差し掛かると、こ
の光電変換素子１の発生電荷は第１行目と同様に目標像
が時間Ｔｉ−Ｔｏ間積分され、隣接する第１のＣＣＤ２
の第二行目の電荷転送セルに読み出される。このとき先
に第１行目の電荷転送セルに読み出された電荷を第２行
目の電荷転送セルに転送しておくことにより、第１行
目、および第２行目の光電変換素子１の発生電荷が第２
行目の電荷転送セル上で加算される。上記の動作を連続
して行うことにより目標像がＣＣＤ撮像素子１１上を移
動する間に行数分の光電変換素子１の発生電荷が第１の
ＣＣＤ２上で加算される。
構成において、信号光は光学系５によってＣＣＤ撮像素
子１１上に結像される。このとき図１中に矢印Ｂで示す
方向に装置が運動すると、目標の像は矢印Ｂの方向に対
し逆の方向にＣＣＤ撮像素子１１上を移動する。今、目
標の像が第１行目の光電変換素子１上に差し掛かる状態
を考える。光電変換素子１の発生電荷は、上記目標像が
光電変換素子１の１ピッチ移動する間露光される。露光
時間をＴｉとする。その露光時間Ｔｉ内において、ＯＦ
Ｇスイッチ１０が時間Ｔｏ（Ｔｏ≦Ｔｉ）の間だけ開く
ようにＯＦＧスイッチドライバ１２で設定すると、光電
変換素子１で発生した電荷は時間Ｔｏの間、ＯＦＤ９へ
排出される。ＯＦＧスイッチ１０を閉じた後の残りの時
間Ｔｉ−Ｔｏで積分された電荷は、隣接する第１のＣＣ
Ｄ２の第１行目の電荷転送セルに読み出される。次に目
標の像が第２行目の光電変換素子１に差し掛かると、こ
の光電変換素子１の発生電荷は第１行目と同様に目標像
が時間Ｔｉ−Ｔｏ間積分され、隣接する第１のＣＣＤ２
の第二行目の電荷転送セルに読み出される。このとき先
に第１行目の電荷転送セルに読み出された電荷を第２行
目の電荷転送セルに転送しておくことにより、第１行
目、および第２行目の光電変換素子１の発生電荷が第２
行目の電荷転送セル上で加算される。上記の動作を連続
して行うことにより目標像がＣＣＤ撮像素子１１上を移
動する間に行数分の光電変換素子１の発生電荷が第１の
ＣＣＤ２上で加算される。
【００１５】加算された後、各列の出力はそれぞれ第２
のＣＣＤ３の転送セルに入力され、読み出される。以上
の動作がＣＣＤ撮像素子１１で行われる。後の動作は従
来の装置と同じである。
のＣＣＤ３の転送セルに入力され、読み出される。以上
の動作がＣＣＤ撮像素子１１で行われる。後の動作は従
来の装置と同じである。
【００１６】次に、この実施の形態の一例による装置で
得られる信号レベルについて説明する。光電変換素子１
が従来の装置のものと同等で信号光の照度も同じあると
すると、本装置から出力される信号レベルは“数２”で
表される。
得られる信号レベルについて説明する。光電変換素子１
が従来の装置のものと同等で信号光の照度も同じあると
すると、本装置から出力される信号レベルは“数２”で
表される。
【００１７】
【数２】
【００１８】“数１”と“数２”を比較すると、この実
施の形態の一例で得られる装置の信号レベルは、従来の
装置に対し（Ｔｉ−Ｔｏ）／Ｔｉ倍低減することがわか
る。
施の形態の一例で得られる装置の信号レベルは、従来の
装置に対し（Ｔｉ−Ｔｏ）／Ｔｉ倍低減することがわか
る。
【００１９】また、この実施の形態の一例で示す装置の
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の飽和レベルと
従来の装置の第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の
飽和レベルとが同等であるとすると、この実施の形態の
一例で得られる装置の線形性を保つことのできる信号光
の照度の範囲は、従来の装置に対しＴｉ／（Ｔｉ−Ｔ
ｏ）倍向上することがわかる。
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の飽和レベルと
従来の装置の第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の
飽和レベルとが同等であるとすると、この実施の形態の
一例で得られる装置の線形性を保つことのできる信号光
の照度の範囲は、従来の装置に対しＴｉ／（Ｔｉ−Ｔ
ｏ）倍向上することがわかる。
【００２０】実施の形態２．図２はこの発明の形態を一
例を示す図であり、１〜３、５〜１０、および１２は実
施の形態１の一例と同じものである。１３は光電変換素
子１と、第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３と、ＯＦＤ
９と、行方向のスイッチに個々に配線されたＯＦＧスイ
ッチ１０を備えるＣＣＤ撮像素子、１４はＯＦＧスイッ
チの開閉を、行方向並びで個々に行うことができるＯＦ
Ｇスイッチ選択回路である。
例を示す図であり、１〜３、５〜１０、および１２は実
施の形態１の一例と同じものである。１３は光電変換素
子１と、第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３と、ＯＦＤ
９と、行方向のスイッチに個々に配線されたＯＦＧスイ
ッチ１０を備えるＣＣＤ撮像素子、１４はＯＦＧスイッ
チの開閉を、行方向並びで個々に行うことができるＯＦ
Ｇスイッチ選択回路である。
【００２１】次に動作について説明する。上記のような
構成において、仮に光電変換素子１の行方向の配列数を
Ｍとし、また、第１行目から第Ｎ（Ｎ≦Ｍ）行目のＯＦ
ＧスイッチをＯＦＧスイッチ選択回路１４により常に開
いた状態に、一方、第Ｎ＋１行目から第Ｍ行目のＯＦＧ
スイッチを常に閉じた状態に設定しておくものとする。
目標像が実施の形態１の一例と同様な動きをするものと
すると、第１行目から第Ｎ行目の光電変換素子１で発生
した電荷は全てＯＦＤ９へ排出され、隣接する第１のＣ
ＣＤ２の電荷転送セルへは読み出されない。一方、第Ｎ
＋１行目から第Ｍ行目の光電変換素子１で露光時間Ｔｉ
内で発生した全ての電荷は隣接する第一のＣＣＤ２の電
荷転送セルへ読み出される。
構成において、仮に光電変換素子１の行方向の配列数を
Ｍとし、また、第１行目から第Ｎ（Ｎ≦Ｍ）行目のＯＦ
ＧスイッチをＯＦＧスイッチ選択回路１４により常に開
いた状態に、一方、第Ｎ＋１行目から第Ｍ行目のＯＦＧ
スイッチを常に閉じた状態に設定しておくものとする。
目標像が実施の形態１の一例と同様な動きをするものと
すると、第１行目から第Ｎ行目の光電変換素子１で発生
した電荷は全てＯＦＤ９へ排出され、隣接する第１のＣ
ＣＤ２の電荷転送セルへは読み出されない。一方、第Ｎ
＋１行目から第Ｍ行目の光電変換素子１で露光時間Ｔｉ
内で発生した全ての電荷は隣接する第一のＣＣＤ２の電
荷転送セルへ読み出される。
【００２２】この様な動作を経て、最終的に第Ｎ＋１行
目から第Ｍ行目の第１のＣＣＤ２の電荷転送セル上で加
算された信号が装置から出力される。
目から第Ｍ行目の第１のＣＣＤ２の電荷転送セル上で加
算された信号が装置から出力される。
【００２３】次に、この実施の形態の一例による装置で
得られる信号レベルについて説明する。光電変換素子１
が従来の装置のものと同等で信号光の照度も同じあると
すると、本装置から出力される信号レベルは“数３”で
表される。
得られる信号レベルについて説明する。光電変換素子１
が従来の装置のものと同等で信号光の照度も同じあると
すると、本装置から出力される信号レベルは“数３”で
表される。
【００２４】
【数３】
【００２５】“数１”と“数３”を比較すると、この実
施の形態の一例で得られる装置の信号レベルは、従来の
装置に対し（Ｍ−Ｎ）／Ｍ倍低減することがわかる。
施の形態の一例で得られる装置の信号レベルは、従来の
装置に対し（Ｍ−Ｎ）／Ｍ倍低減することがわかる。
【００２６】また、この実施の形態の一例で示す装置の
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の飽和レベルと
従来の装置の第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の
飽和レベルとが同等であるとすると、この実施の形態の
一例で得られる装置の線形性を保つことのできる信号光
の照度の範囲は、従来の装置に対しＭ／（Ｍ−Ｎ）倍向
上することがわかる。
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の飽和レベルと
従来の装置の第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の
飽和レベルとが同等であるとすると、この実施の形態の
一例で得られる装置の線形性を保つことのできる信号光
の照度の範囲は、従来の装置に対しＭ／（Ｍ−Ｎ）倍向
上することがわかる。
【００２７】実施の形態３．図３はこの発明の形態の一
例を示す図であり、１〜３、および５〜８は実施の形態
１の一例と同じものである。１５は光電変換素子１と、
第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３とを備えるＣＣＤ撮
像素子、１６は第１のＣＣＤ２の転送動作の制御を、行
方向並びのセル単位で行うことができるＣＣＤ選択スイ
ッチである。
例を示す図であり、１〜３、および５〜８は実施の形態
１の一例と同じものである。１５は光電変換素子１と、
第１のＣＣＤ２と、第２のＣＣＤ３とを備えるＣＣＤ撮
像素子、１６は第１のＣＣＤ２の転送動作の制御を、行
方向並びのセル単位で行うことができるＣＣＤ選択スイ
ッチである。
【００２８】次に動作について説明する。上記のような
構成において、仮に光電変換素子１の行方向の配列数を
Ｍとし、また、ＣＣＤ選択スイッチ１６により、第１行
目から第Ｎ（Ｎ≦Ｍ）行目の第１のＣＣＤ２をＯＦＦ状
態に、一方、第Ｎ＋１行目から第Ｍ行目の第１のＣＣＤ
２をＯＮに設定しておくものとする。目標像が実施の形
態１の一例と同様な動きをするものとすると、第１行目
から第Ｎ行目の光電変換素子１で発生した電荷は、隣接
する第１のＣＣＤ２の電荷転送セルへ読み出されるが、
次の行の電荷転送セルへは転送されない。一方、第Ｎ＋
１行目から第Ｍ行目の光電変換素子１で発生した電荷
は、隣接する第１のＣＣＤ２の電荷転送セルへ読み出さ
れ、電荷転送セル上で加算される。
構成において、仮に光電変換素子１の行方向の配列数を
Ｍとし、また、ＣＣＤ選択スイッチ１６により、第１行
目から第Ｎ（Ｎ≦Ｍ）行目の第１のＣＣＤ２をＯＦＦ状
態に、一方、第Ｎ＋１行目から第Ｍ行目の第１のＣＣＤ
２をＯＮに設定しておくものとする。目標像が実施の形
態１の一例と同様な動きをするものとすると、第１行目
から第Ｎ行目の光電変換素子１で発生した電荷は、隣接
する第１のＣＣＤ２の電荷転送セルへ読み出されるが、
次の行の電荷転送セルへは転送されない。一方、第Ｎ＋
１行目から第Ｍ行目の光電変換素子１で発生した電荷
は、隣接する第１のＣＣＤ２の電荷転送セルへ読み出さ
れ、電荷転送セル上で加算される。
【００２９】この様な動作を経て、最終的に第Ｎ＋１行
目から第Ｍ行目の第一のＣＣＤ２の電荷転送セル上で加
算された信号が装置から出力される。
目から第Ｍ行目の第一のＣＣＤ２の電荷転送セル上で加
算された信号が装置から出力される。
【００３０】次に、この実施の形態の一例による装置で
得られる信号レベルについて説明する。光電変換素子１
が従来の装置のものと同等で信号光の照度も同じあると
すると、本装置から出力される信号レベルは実施の形態
２と同様に“数３”で表される。すなわちこの実施の形
態の一例で得られる装置の信号レベルは、従来の装置に
対し（Ｍ−Ｎ）／Ｍ倍低減することがわかる。
得られる信号レベルについて説明する。光電変換素子１
が従来の装置のものと同等で信号光の照度も同じあると
すると、本装置から出力される信号レベルは実施の形態
２と同様に“数３”で表される。すなわちこの実施の形
態の一例で得られる装置の信号レベルは、従来の装置に
対し（Ｍ−Ｎ）／Ｍ倍低減することがわかる。
【００３１】また、この実施の形態の一例で示す装置の
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の飽和レベルと
従来の装置の第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の
飽和レベルと同等であるとすると、この実施の形態の一
例で得られる装置の線形性を保つことのできる信号光の
照度範囲は、従来の装置に対しＭ／（Ｍ−Ｎ）倍向上す
ることがわかる。
第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の飽和レベルと
従来の装置の第１のＣＣＤ２、または第２のＣＣＤ３の
飽和レベルと同等であるとすると、この実施の形態の一
例で得られる装置の線形性を保つことのできる信号光の
照度範囲は、従来の装置に対しＭ／（Ｍ−Ｎ）倍向上す
ることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、Ｏ
ＦＤとＯＦＧスイッチをＣＣＤ撮像素子上に設け、ＯＦ
Ｇスイッチの開閉時間をＯＦＤスイッチドライバで制御
することにより、信号レベルの飽和を抑制することがで
きるので、信号光の照度が大きい場合でも十分な線形性
が得られる効果がある。
ＦＤとＯＦＧスイッチをＣＣＤ撮像素子上に設け、ＯＦ
Ｇスイッチの開閉時間をＯＦＤスイッチドライバで制御
することにより、信号レベルの飽和を抑制することがで
きるので、信号光の照度が大きい場合でも十分な線形性
が得られる効果がある。
【００３３】また、第２の発明によれば、ＯＦＤとＯＦ
Ｇスイッチと行方向並びにＯＦＧスイッチ毎に対応させ
た配線をＣＣＤ撮像素子上に設け、さらにＯＦＧスイッ
チの開閉を、行方向並びのスイッチ単位で行うことがで
きるようにＯＦＧスイッチ選択回路を設けることによ
り、信号レベルの飽和を抑制することができるので、信
号光の照度が大きい場合でも十分な線形性が得られる効
果がある。
Ｇスイッチと行方向並びにＯＦＧスイッチ毎に対応させ
た配線をＣＣＤ撮像素子上に設け、さらにＯＦＧスイッ
チの開閉を、行方向並びのスイッチ単位で行うことがで
きるようにＯＦＧスイッチ選択回路を設けることによ
り、信号レベルの飽和を抑制することができるので、信
号光の照度が大きい場合でも十分な線形性が得られる効
果がある。
【００３４】さらに、第３の発明によれば、光電変換素
子の各列に対応し、装置の進行方向に対し平行に設けら
れ、各列の光電変換素子からの出力信号の電荷を列方向
に転送する第１のＣＣＤのセル毎に対応させた配線をＣ
ＣＤ撮像素子上に設け、さらに第１のＣＣＤの転送動作
の制御を、行方向並びのセル単位で行うことができるよ
うにＣＣＤ選択回路を設けることにより、信号レベルの
飽和を抑制することができるので、信号光の照度が大き
い場合でも十分な線形性が得られる効果がある。
子の各列に対応し、装置の進行方向に対し平行に設けら
れ、各列の光電変換素子からの出力信号の電荷を列方向
に転送する第１のＣＣＤのセル毎に対応させた配線をＣ
ＣＤ撮像素子上に設け、さらに第１のＣＣＤの転送動作
の制御を、行方向並びのセル単位で行うことができるよ
うにＣＣＤ選択回路を設けることにより、信号レベルの
飽和を抑制することができるので、信号光の照度が大き
い場合でも十分な線形性が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態２を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態３を示す図である。
【図４】 人工衛星に搭載されたプッシュブルーム走査
型撮像装置が二次元画像を得る概念を示す図である。
型撮像装置が二次元画像を得る概念を示す図である。
【図５】 従来のプッシュブルーム走査型撮像装置の構
成を示す図である。
成を示す図である。
１ 光電変換素子、２ 第１のＣＣＤ、３ 第２のＣＣ
Ｄ、４ ＣＣＤ撮像素子、５ 光学系、６ 第１のＣＣ
Ｄドライバ、７ 第２のＣＣＤドライバ、８画像処理装
置、９ ＯＦＤ、１０ ＯＦＧスイッチ、１１ ＣＣＤ
撮像素子、１２ ＯＦＧスイッチドライバ、１３ ＣＣ
Ｄ撮像素子、１４ ＯＦＧスイッチ選択回路、１５ 第
３の発明によるＣＣＤ撮像素子、１６ ＣＣＤ選択スイ
ッチ、１７ 人工衛星、１８ 観測視野、１９ 地表、
２０ 地表上の一次元画像、２１ 地表上の二次元画
像、Ａ 衛星の運動方向、Ｂ 装置の進行方向。
Ｄ、４ ＣＣＤ撮像素子、５ 光学系、６ 第１のＣＣ
Ｄドライバ、７ 第２のＣＣＤドライバ、８画像処理装
置、９ ＯＦＤ、１０ ＯＦＧスイッチ、１１ ＣＣＤ
撮像素子、１２ ＯＦＧスイッチドライバ、１３ ＣＣ
Ｄ撮像素子、１４ ＯＦＧスイッチ選択回路、１５ 第
３の発明によるＣＣＤ撮像素子、１６ ＣＣＤ選択スイ
ッチ、１７ 人工衛星、１８ 観測視野、１９ 地表、
２０ 地表上の一次元画像、２１ 地表上の二次元画
像、Ａ 衛星の運動方向、Ｂ 装置の進行方向。
Claims (3)
- 【請求項１】 二次元に配列されて複数の行、列を成
し、被観測体からの信号光を検出して電気信号に変換す
る光電変換素子、上記光電変換素子の各列に対応し、装
置の進行方向に対し平行に設けられ、各列の光電変換素
子からの出力信号の電荷を列方向に転送する第１のＣＣ
Ｄ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、
上記第１のＣＣＤの最終段に位置し、装置の進行方向に
対し直交する方向に設けられた第２のＣＣＤ、上記光電
変換素子の各列に対応し、装置の進行方向に対し平行す
る位置に、上記光電変換素子からの出力信号の電荷を外
部へ排出するために設けられたＯＦＤ（Ｏｖｅｒ Ｆｌ
ｏｗ Ｄｒａｉｎ）、上記光電変換素子と上記ＯＦＤの
間に設けられ、上記光電変換素子からの出力信号の電荷
を上記ＯＦＤへ転送し、光電変換素子の露光時間を調節
する機能を有するＯＦＧ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｇａｔ
ｅ）スイッチを備えるＣＣＤ撮像素子と、信号光を上記
ＣＣＤ撮像素子へ導入する光学系と、上記第１のＣＣＤ
を駆動する第１のＣＣＤドライバと、上記第２のＣＣＤ
を駆動する第２のＣＣＤドライバと、上記ＯＦＧスイッ
チを駆動するＯＦＧスイッチドライバと、上記第２のＣ
ＣＤから出力される画像信号のＡ／Ｄ変換を行う画像処
理装置とを備えたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 二次元に配列されて複数の行、列を成
し、被観測体からの信号光を検出して電気信号に変換す
る光電変換素子、上記光電変換素子の各列に対応し、装
置の進行方向に対し平行に設けられ、各列の光電変換素
子からの出力信号の電荷を列方向に転送する第１のＣＣ
Ｄ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、
上記第１のＣＣＤの最終段に位置し、装置の進行方向に
対し直交する方向に設けられた第２のＣＣＤ、上記光電
変換素子の各列に対応し、装置の進行方向に対し平行す
る位置に、上記光電変換素子からの出力信号の電荷を、
外部へ排出するために設けられたＯＦＤ（Ｏｖｅｒ Ｆ
ｌｏｗ Ｄｒａｉｎ）、上記光電変換素子と上記ＯＦＤ
の間に設けられ、上記光電変換素子からの出力信号の電
荷を上記ＯＦＤへ転送し、光電変換素子の露光時間を調
節する機能を有するＯＦＧ（Ｏｖｅｒ Ｆｌｏｗ Ｇａ
ｔｅ）スイッチを備えるＣＣＤ撮像素子と、信号光を上
記ＣＣＤ撮像素子へ導入する光学系と、上記第１のＣＣ
Ｄを駆動する第１のＣＣＤドライバと、上記第２のＣＣ
Ｄを駆動する第２のＣＣＤドライバと、上記ＯＦＧスイ
ッチを駆動するＯＦＧスイッチドライバと、上記ＯＦＧ
スイッチへの駆動を外部からの指令により各行に対応し
て選択し、選択された光電変換素子の露光時間を０にす
るＯＦＧスイッチ選択回路と、上記第２のＣＣＤから出
力される画像信号のＡ／Ｄ変換を行う画像処理装置とを
備えたことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項３】 二次元に配列されて複数の行、列を成
し、被観測体からの信号光を検出して電気信号に変換す
る光電変換素子、上記光電変換素子の各列に対応し、装
置の進行方向に対し平行に設けられ、各列の光電変換素
子からの出力信号の電荷を列方向に転送する第１のＣＣ
Ｄ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、
上記第１のＣＣＤの最終段に位置し、装置の進行方向に
対し直交する方向に設けられた第２のＣＣＤを備えるＣ
ＣＤ撮像素子と、信号光を上記ＣＣＤ撮像素子へ導入す
る光学系と、上記第１のＣＣＤを駆動する第１のＣＣＤ
ドライバと、第１のＣＣＤへの駆動を外部からの指令に
より各行に対応して選択し、選択されたＣＣＤ内での電
荷の転送を制限するＣＣＤ選択スイッチと、上記第２の
ＣＣＤを駆動する第２のＣＣＤドライバと、上記第２の
ＣＣＤから出力される画像信号のＡ／Ｄ変換を行う画像
処理装置とを備えたことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318596A JP2000146527A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318596A JP2000146527A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146527A true JP2000146527A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18100913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10318596A Pending JP2000146527A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000146527A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006100713A1 (ja) | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Limited | 液晶表示素子 |
| JP2010102264A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Olympus Corp | 顕微鏡 |
| US8049858B2 (en) | 2005-07-11 | 2011-11-01 | Fujitsu Limited | Liquid crystal display element |
| CN105547252A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 基于情景感知的作物冠层图像采集装置 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10318596A patent/JP2000146527A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006100713A1 (ja) | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Limited | 液晶表示素子 |
| US8049858B2 (en) | 2005-07-11 | 2011-11-01 | Fujitsu Limited | Liquid crystal display element |
| US8467029B2 (en) | 2005-07-11 | 2013-06-18 | Fujitsu Limited | Liquid crystal display element |
| JP2010102264A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Olympus Corp | 顕微鏡 |
| CN105547252A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 基于情景感知的作物冠层图像采集装置 |
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