JP3149909B2 - イメージセンサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイメージセンサに係
り、特に高速でスキャンできるＴＤＩスキャンを利用し
たイメージセンサに関する。
り、特に高速でスキャンできるＴＤＩスキャンを利用し
たイメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤラインセンサは、画像光を受光す
るフォトセンサがライン状に配列された１次元センサで
ある。このＣＣＤラインセンサによって２次元的に広が
る画像を撮像する場合にはＣＣＤラインセンサ又は被写
体を移動させて被写体を１ラインづつ順次撮像する。こ
のようなＣＣＤラインセンサを使用したスキャナは、従
来、コピー機や製品検査（ＦＡ）などに使用されてい
る。
るフォトセンサがライン状に配列された１次元センサで
ある。このＣＣＤラインセンサによって２次元的に広が
る画像を撮像する場合にはＣＣＤラインセンサ又は被写
体を移動させて被写体を１ラインづつ順次撮像する。こ
のようなＣＣＤラインセンサを使用したスキャナは、従
来、コピー機や製品検査（ＦＡ）などに使用されてい
る。
【０００３】しかしながら、ＣＣＤラインセンサによっ
て高速に移動する被写体を撮影する場合や、ＣＣＤライ
ンセンサを高速に移動させて被写体を撮影する場合等の
高速スキャンを行う場合、各ライン毎に高速で電荷の蓄
積と転送を繰り返し行わなければならず、１ライン当た
りに電荷を蓄積できる時間が短くなる。このため、得ら
れる画像の光量が不足するという問題がある。
て高速に移動する被写体を撮影する場合や、ＣＣＤライ
ンセンサを高速に移動させて被写体を撮影する場合等の
高速スキャンを行う場合、各ライン毎に高速で電荷の蓄
積と転送を繰り返し行わなければならず、１ライン当た
りに電荷を蓄積できる時間が短くなる。このため、得ら
れる画像の光量が不足するという問題がある。
【０００４】このため、高速で被写体をスキャンする場
合にはＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｉｏｎ）センサが用いられる。ＴＤＩセンサは、ＣＣ
Ｄラインセンサがスキャン方向に複数段配列されたもの
で、各ラインのＣＣＤに蓄積した信号電荷を画像の移動
と同期させて次のラインのＣＣＤに転送する。これによ
り、信号電荷は複数のＣＣＤにおいて重畳され、結果的
に高速スキャンにおいても光量を十分に満足する画像が
得られるようになる。
合にはＴＤＩ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｉｏｎ）センサが用いられる。ＴＤＩセンサは、ＣＣ
Ｄラインセンサがスキャン方向に複数段配列されたもの
で、各ラインのＣＣＤに蓄積した信号電荷を画像の移動
と同期させて次のラインのＣＣＤに転送する。これによ
り、信号電荷は複数のＣＣＤにおいて重畳され、結果的
に高速スキャンにおいても光量を十分に満足する画像が
得られるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｔ
ＤＩセンサにおいてもスキャン速度には限界がある。こ
の要因の一つとして、ＣＣＤに蓄積された信号電荷を外
部にシフトできる速度に限界があることが挙げられる。
即ち、各ラインの信号電荷は最終的にシリアルのアナロ
グ信号として外部に掃きだされ、Ａ／Ｄ変換器によって
デジタル信号に変換されたが、Ａ／Ｄ変換器の処理能力
の限界により、スキャン速度をある限界以上に上げるこ
とができない。
ＤＩセンサにおいてもスキャン速度には限界がある。こ
の要因の一つとして、ＣＣＤに蓄積された信号電荷を外
部にシフトできる速度に限界があることが挙げられる。
即ち、各ラインの信号電荷は最終的にシリアルのアナロ
グ信号として外部に掃きだされ、Ａ／Ｄ変換器によって
デジタル信号に変換されたが、Ａ／Ｄ変換器の処理能力
の限界により、スキャン速度をある限界以上に上げるこ
とができない。
【０００６】そこで従来、スキャン速度を高速性を向上
させるために、１ラインのを複数のパッチに分割し、各
パッチ毎に蓄積した電荷をシリアルのアナログ信号とし
て掃きだし各パッチ毎に設けられたＡ／Ｄ変換器により
デジタル信号に変換するようにしているものがある。し
かしこの場合でもパッチとして分割できる幅に限界があ
り、更に高速スキャンが望まれる場合には不十分であっ
た。
させるために、１ラインのを複数のパッチに分割し、各
パッチ毎に蓄積した電荷をシリアルのアナログ信号とし
て掃きだし各パッチ毎に設けられたＡ／Ｄ変換器により
デジタル信号に変換するようにしているものがある。し
かしこの場合でもパッチとして分割できる幅に限界があ
り、更に高速スキャンが望まれる場合には不十分であっ
た。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、高速スキャンを可能にするイメージセンサを提
供することを目的とする。
もので、高速スキャンを可能にするイメージセンサを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、画像光を受光するフォトセンサがライン状
に配列されるとともに、該ライン状に配列されたフォト
センサがスキャン方向に複数配列された受光部と、前記
スキャン方向の各列毎に設けられ、フォトセンサから読
み出された電荷をスキャン速度と同期させてスキャン方
向に転送するとともに、同列のフォトセンサから読み出
された同一画像を示す電荷を重畳する列方向電荷転送部
と、前記列方向電荷転送部から送出される電荷を所定列
おきにライン方向に転送する複数のライン方向電荷転送
部と、前記ライン方向電荷転送部から送出される複数の
電荷列をそれぞれデジタル信号に変換するデジタル信号
変換部と、前記デジタル信号変換部から出力されたデジ
タル信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部
と、からなることを特徴としている。
するために、画像光を受光するフォトセンサがライン状
に配列されるとともに、該ライン状に配列されたフォト
センサがスキャン方向に複数配列された受光部と、前記
スキャン方向の各列毎に設けられ、フォトセンサから読
み出された電荷をスキャン速度と同期させてスキャン方
向に転送するとともに、同列のフォトセンサから読み出
された同一画像を示す電荷を重畳する列方向電荷転送部
と、前記列方向電荷転送部から送出される電荷を所定列
おきにライン方向に転送する複数のライン方向電荷転送
部と、前記ライン方向電荷転送部から送出される複数の
電荷列をそれぞれデジタル信号に変換するデジタル信号
変換部と、前記デジタル信号変換部から出力されたデジ
タル信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部
と、からなることを特徴としている。
【０００９】本発明によれば、フォトセンサから読み出
した電荷をスキャン速度と同期させてスキャン方向に転
送するとともに同列のフォトセンサから読み出した同一
画像を示す電荷を重畳する。そして、スキャン方向に転
送した電荷を所定列おきのライン方向の電荷列に生成
し、スキャン方向の各列を転送した電荷を複数の電荷列
でライン方向に転送する。そして各電荷列をそれぞれ独
立にデジタル信号に変換し、このデジタル信号に基づい
て画像信号を生成する。
した電荷をスキャン速度と同期させてスキャン方向に転
送するとともに同列のフォトセンサから読み出した同一
画像を示す電荷を重畳する。そして、スキャン方向に転
送した電荷を所定列おきのライン方向の電荷列に生成
し、スキャン方向の各列を転送した電荷を複数の電荷列
でライン方向に転送する。そして各電荷列をそれぞれ独
立にデジタル信号に変換し、このデジタル信号に基づい
て画像信号を生成する。
【００１０】これにより、１ライン分の画像を示す電荷
列を複数の処理回路によりデジタル信号に変換すること
ができるため、１つの処理回路が処理しなければならな
いデータ量を減少させることができ、スキャン速度を高
速にすることができる。また、上記受光部においてフォ
トセンサを所定距離以上離間させて配列するこにより、
周辺の回路の位置をずらして各フォトセンサの受光面を
大きくすることができ、各受光面における受光量を増加
させることができる。
列を複数の処理回路によりデジタル信号に変換すること
ができるため、１つの処理回路が処理しなければならな
いデータ量を減少させることができ、スキャン速度を高
速にすることができる。また、上記受光部においてフォ
トセンサを所定距離以上離間させて配列するこにより、
周辺の回路の位置をずらして各フォトセンサの受光面を
大きくすることができ、各受光面における受光量を増加
させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るイメージセンサの好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は本発明に係るイメージセンサの一実施の形態
のセンサ部の構成を示した図である。同図に示すセンサ
部１０は、ライン状に配列されたフォトセンサを多段に
並べた回路基盤であり、基本的にＴＤＩスキャナセンサ
の技術が適用される。同図に示すようにセンサ部１０
は、被写体１１に対して垂直上方（矢印Ａで示す方向）
に相対的に移動し、被写体の画像を垂直下向きスキャン
する。そして、各ラインのフォトセンサによって得た信
号電荷をスキャン速度と同期させて垂直方向（信号電荷
の転送の様子を矢印Ａ’で示す方向）に順次転送すると
ともに、同一画像の信号電荷を同列のフォトセンサによ
って順次加算し信号電荷を増加させる。
るイメージセンサの好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は本発明に係るイメージセンサの一実施の形態
のセンサ部の構成を示した図である。同図に示すセンサ
部１０は、ライン状に配列されたフォトセンサを多段に
並べた回路基盤であり、基本的にＴＤＩスキャナセンサ
の技術が適用される。同図に示すようにセンサ部１０
は、被写体１１に対して垂直上方（矢印Ａで示す方向）
に相対的に移動し、被写体の画像を垂直下向きスキャン
する。そして、各ラインのフォトセンサによって得た信
号電荷をスキャン速度と同期させて垂直方向（信号電荷
の転送の様子を矢印Ａ’で示す方向）に順次転送すると
ともに、同一画像の信号電荷を同列のフォトセンサによ
って順次加算し信号電荷を増加させる。
【００１２】また、上記センサ部１０はフォトセンサに
よって得られた１ライン分の信号電荷を複数の処理系で
平行処理するパッチ１２、１２、１２、…に分割され
る。各パッチ１２は、同一素子配列の同一回路で構成さ
れ、各パッチ１２毎に別個に信号電荷を転送する。上述
のように垂直方向に順次転送されて最終段に到達した信
号電荷は次に各パッチ内において水平方向（同図矢印Ｂ
で示す方向）に順次転送され、パッチ１２毎に設けられ
た後段のＡ／Ｄ変換器１４に出力されてデジタル信号に
変換される。従って、Ａ／Ｄ変換器１４が処理しなけれ
ばならないデータ量がパッチに分割しない場合に比べて
少ないため、データ処理速度を速めることができ、スキ
ャン速度を高速にすることができるようになる。また、
後述するように各パッチ１２においてＡ／Ｄ変換器１４
を複数のＡ／Ｄ変換器で構成し、各パッチ１２内におい
てもデータを分割して処理するようにしているため、更
にスキャン速度の高速化が図られる。
よって得られた１ライン分の信号電荷を複数の処理系で
平行処理するパッチ１２、１２、１２、…に分割され
る。各パッチ１２は、同一素子配列の同一回路で構成さ
れ、各パッチ１２毎に別個に信号電荷を転送する。上述
のように垂直方向に順次転送されて最終段に到達した信
号電荷は次に各パッチ内において水平方向（同図矢印Ｂ
で示す方向）に順次転送され、パッチ１２毎に設けられ
た後段のＡ／Ｄ変換器１４に出力されてデジタル信号に
変換される。従って、Ａ／Ｄ変換器１４が処理しなけれ
ばならないデータ量がパッチに分割しない場合に比べて
少ないため、データ処理速度を速めることができ、スキ
ャン速度を高速にすることができるようになる。また、
後述するように各パッチ１２においてＡ／Ｄ変換器１４
を複数のＡ／Ｄ変換器で構成し、各パッチ１２内におい
てもデータを分割して処理するようにしているため、更
にスキャン速度の高速化が図られる。
【００１３】次に１つのパッチ１２に着目して本発明に
係るイメージセンサの構成の詳細について説明する。図
２はセンサ部１０のパッチ１２の一部の構成を拡大して
示した図である。パッチ１２内には、複数のフォトセン
サ２０、２０、２０、…と複数の垂直ＣＣＤシフトレジ
スタ２２、２２、２２、…が配設される。フォトセンサ
２０、２０、２０、…の配列は、区画１２Ａ、１２Ａ、
１２Ａ…の領域内に示されるフォトセンサ２０、２０、
２０…の配列を基本配列として、縦横に繰り返し配設さ
れる。
係るイメージセンサの構成の詳細について説明する。図
２はセンサ部１０のパッチ１２の一部の構成を拡大して
示した図である。パッチ１２内には、複数のフォトセン
サ２０、２０、２０、…と複数の垂直ＣＣＤシフトレジ
スタ２２、２２、２２、…が配設される。フォトセンサ
２０、２０、２０、…の配列は、区画１２Ａ、１２Ａ、
１２Ａ…の領域内に示されるフォトセンサ２０、２０、
２０…の配列を基本配列として、縦横に繰り返し配設さ
れる。
【００１４】パッチ１２のある区画１２Ａに着目する
と、フォトセンサ２０、２０、２０、…は対角状に配設
される。具体的には、区画１２Ａの一部を拡大した図３
に示すように、あるラインのフォトセンサ２０に対し
て、ライン方向に１画素、スキャン方向にＳライン（ス
テージ）離れた位置に順次フォトセンサ２０が配設され
る。尚、被写体の画像が１つのセル幅を移動する時間毎
に各セルに蓄積されている信号電荷が１セルづつシフト
し、各フォトセンサ２０で次のラインの画像の信号電荷
が取り込まれるため、スキャン方向のライン数は垂直Ｃ
ＣＤシフトレジスタのセル数によって決まる。
と、フォトセンサ２０、２０、２０、…は対角状に配設
される。具体的には、区画１２Ａの一部を拡大した図３
に示すように、あるラインのフォトセンサ２０に対し
て、ライン方向に１画素、スキャン方向にＳライン（ス
テージ）離れた位置に順次フォトセンサ２０が配設され
る。尚、被写体の画像が１つのセル幅を移動する時間毎
に各セルに蓄積されている信号電荷が１セルづつシフト
し、各フォトセンサ２０で次のラインの画像の信号電荷
が取り込まれるため、スキャン方向のライン数は垂直Ｃ
ＣＤシフトレジスタのセル数によって決まる。
【００１５】このようなフォトセンサ２０の配列は、ス
キャン速度を高速にすることとは本質的に関係はない
が、例えば、画像の解像度を上げるためにピンホールを
フォトセンサの前面に挿入する場合に特に有効である。
この場合、隣接するピンホールはある程度の間隔をもっ
て配置させる必要があるため、それに合わせて同図に示
すようなフォトセンサを離間して設けた配列となる。
尚、フォトセンサ２０の配列はこれに限らずピンフォー
ルの穴の位置配列に合わせるようにすればよい。また、
高速スキャンのみを目的とする場合には、従来と同様に
全てのＣＣＤセルにフォトセンサを設けてもよい。
キャン速度を高速にすることとは本質的に関係はない
が、例えば、画像の解像度を上げるためにピンホールを
フォトセンサの前面に挿入する場合に特に有効である。
この場合、隣接するピンホールはある程度の間隔をもっ
て配置させる必要があるため、それに合わせて同図に示
すようなフォトセンサを離間して設けた配列となる。
尚、フォトセンサ２０の配列はこれに限らずピンフォー
ルの穴の位置配列に合わせるようにすればよい。また、
高速スキャンのみを目的とする場合には、従来と同様に
全てのＣＣＤセルにフォトセンサを設けてもよい。
【００１６】また、ピンホールを使用するしないに係わ
らずフォトセンサを離間して設置することにより、各フ
ォトセンサ２０の周辺の素子の配置をずらして各フォト
センサ２０の受光面を大きくすることができるため、受
光量を増加させることができる。さて、上述の如く配列
された各フォトセンサ２０に入射した画像光は光電変換
されて光電流となる。そして、この光電流は、図示しな
い蓄積電極に蓄積されて信号電荷となり、蓄積時間が経
過すると、シフトゲートパルスにより垂直方向の垂直Ｃ
ＣＤシフトレジスタ２２に移される。そして、垂直ＣＣ
Ｄシフトレジスタ２２に移された信号電荷はスキャン速
度に同期した垂直転送パルスにより垂直方向に順次転送
される。また、各フォトセンサ２０から信号電荷が移さ
れるＣＣＤセルでは、同一ラインの画像の信号電荷が順
次加算されていく。
らずフォトセンサを離間して設置することにより、各フ
ォトセンサ２０の周辺の素子の配置をずらして各フォト
センサ２０の受光面を大きくすることができるため、受
光量を増加させることができる。さて、上述の如く配列
された各フォトセンサ２０に入射した画像光は光電変換
されて光電流となる。そして、この光電流は、図示しな
い蓄積電極に蓄積されて信号電荷となり、蓄積時間が経
過すると、シフトゲートパルスにより垂直方向の垂直Ｃ
ＣＤシフトレジスタ２２に移される。そして、垂直ＣＣ
Ｄシフトレジスタ２２に移された信号電荷はスキャン速
度に同期した垂直転送パルスにより垂直方向に順次転送
される。また、各フォトセンサ２０から信号電荷が移さ
れるＣＣＤセルでは、同一ラインの画像の信号電荷が順
次加算されていく。
【００１７】このようにして垂直ＣＣＤシフトレジスタ
２２を転送された信号電荷は、最終的に水平方向の水平
ＣＣＤシフトレジスタに移される。図４は、上記パッチ
１２の後段に設けられる水平ＣＣＤシフトレジスタの構
成を示した図である。同図に示すように水平ＣＣＤシフ
トレジスタ２４、２４、２４、…は、上記フォトセンサ
２０の基本配列を示す最後段の水平転送区画１２Ｂに設
けられ、フォトセンサ２０、２０、２０、…が配列され
ている各ライン毎に配設される。
２２を転送された信号電荷は、最終的に水平方向の水平
ＣＣＤシフトレジスタに移される。図４は、上記パッチ
１２の後段に設けられる水平ＣＣＤシフトレジスタの構
成を示した図である。同図に示すように水平ＣＣＤシフ
トレジスタ２４、２４、２４、…は、上記フォトセンサ
２０の基本配列を示す最後段の水平転送区画１２Ｂに設
けられ、フォトセンサ２０、２０、２０、…が配列され
ている各ライン毎に配設される。
【００１８】各垂直ＣＣＤシフトレジスタ２２を転送さ
れてきた信号電荷は、各列の最後段のフォトセンサ２０
の位置に設けられたこれらの水平ＣＣＤシフトレジスタ
２４、２４、２４、…に移され、水平転送パルスにより
水平方向に順次シフトされる。そして、各水平ＣＣＤシ
フトレジスタ２４、２４、２４、…から掃きだされた信
号電荷は、各水平ＣＣＤシフトレジスタ２４毎にフロー
ティングキャパシタ２６、２６、２６、…によって電圧
信号に変換された後、プリアンプ２８、２８、２８、…
により増幅されＡ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…に入
力される。そして、Ａ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…
によりデジタル信号に変換される。
れてきた信号電荷は、各列の最後段のフォトセンサ２０
の位置に設けられたこれらの水平ＣＣＤシフトレジスタ
２４、２４、２４、…に移され、水平転送パルスにより
水平方向に順次シフトされる。そして、各水平ＣＣＤシ
フトレジスタ２４、２４、２４、…から掃きだされた信
号電荷は、各水平ＣＣＤシフトレジスタ２４毎にフロー
ティングキャパシタ２６、２６、２６、…によって電圧
信号に変換された後、プリアンプ２８、２８、２８、…
により増幅されＡ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…に入
力される。そして、Ａ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…
によりデジタル信号に変換される。
【００１９】このように、各パッチ１２内においても、
基本配列の同一ライン上のフォトセンサ２０毎に別個に
設けられたＡ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…によりＡ
／Ｄ変換するため、各Ａ／Ｄ変換器３０、３０、３０、
…で処理するデータ量を少なくすることができ、スキャ
ン速度を高速にすることができる。ところで、１ライン
分の画像データは、上述のように複数の水平ＣＣＤシフ
トレジスタ２４、２４、２４、…により複数の画素デー
タに分割されるとともに、所定の時間間隔をおいてＡ／
Ｄ変換器３０、３０、３０、…から出力されるため、各
Ａ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…から出力されるデー
タを遅延させて１ライン分の画像データを合成する必要
がある。
基本配列の同一ライン上のフォトセンサ２０毎に別個に
設けられたＡ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…によりＡ
／Ｄ変換するため、各Ａ／Ｄ変換器３０、３０、３０、
…で処理するデータ量を少なくすることができ、スキャ
ン速度を高速にすることができる。ところで、１ライン
分の画像データは、上述のように複数の水平ＣＣＤシフ
トレジスタ２４、２４、２４、…により複数の画素デー
タに分割されるとともに、所定の時間間隔をおいてＡ／
Ｄ変換器３０、３０、３０、…から出力されるため、各
Ａ／Ｄ変換器３０、３０、３０、…から出力されるデー
タを遅延させて１ライン分の画像データを合成する必要
がある。
【００２０】そこで同図に示すＣＰＵ３２は、各Ａ／Ｄ
変換器から出力されたデジタル信号を入力してメモリ３
４に一旦格納し、１ライン分の画素データが得られる
と、これらの画素データをメモリから読みだして１ライ
ン分の画像データを構成し、後段の処理回路に出力す
る。ここで、あるラインの画像に着目すると、この画像
の各画素の信号電荷は垂直ＣＣＤシフトレジスタ２２の
同一ライン上のＣＣＤセルをスキャン方向に移動する。
そして、それぞれ水平転送区画１２Ｂの各水平ＣＣＤシ
フトレジスタ２４、２４、２４、…に到達すると画素の
位置に応じた水平シフトレジスタ２４、２４、２４、…
に移される。従って、水平ＣＣＤシストレジスタ２４の
位置が異なる画素間では、これらの間を転送する分だけ
画素データが得られる時間が遅延する。
変換器から出力されたデジタル信号を入力してメモリ３
４に一旦格納し、１ライン分の画素データが得られる
と、これらの画素データをメモリから読みだして１ライ
ン分の画像データを構成し、後段の処理回路に出力す
る。ここで、あるラインの画像に着目すると、この画像
の各画素の信号電荷は垂直ＣＣＤシフトレジスタ２２の
同一ライン上のＣＣＤセルをスキャン方向に移動する。
そして、それぞれ水平転送区画１２Ｂの各水平ＣＣＤシ
フトレジスタ２４、２４、２４、…に到達すると画素の
位置に応じた水平シフトレジスタ２４、２４、２４、…
に移される。従って、水平ＣＣＤシストレジスタ２４の
位置が異なる画素間では、これらの間を転送する分だけ
画素データが得られる時間が遅延する。
【００２１】図５は水平転送区画のフォトセンサ２０、
２０、２０、…の配列を示した図である。同図に示すよ
うに左上から縦方向にＮ番目、横方向にＭ番目のフォト
センサを（Ｎ，Ｍ）とする。また、時刻Ｔi における各
フォトセンサの位置の信号電荷によって得られる画素デ
ータを（Ｎ，Ｍ，Ｔi ）とする。時刻Ｔi のとき、着目
している画像の信号電荷が最上段のフォトセンサ（１，
Ｍ）のライン上にあるとすると、この画像のこれらのフ
ォトセンサ（１，Ｍ）の位置の画素データは（１，Ｍ，
Ｔi ）となる（Ｍは１からｍまでの整数）。
２０、２０、…の配列を示した図である。同図に示すよ
うに左上から縦方向にＮ番目、横方向にＭ番目のフォト
センサを（Ｎ，Ｍ）とする。また、時刻Ｔi における各
フォトセンサの位置の信号電荷によって得られる画素デ
ータを（Ｎ，Ｍ，Ｔi ）とする。時刻Ｔi のとき、着目
している画像の信号電荷が最上段のフォトセンサ（１，
Ｍ）のライン上にあるとすると、この画像のこれらのフ
ォトセンサ（１，Ｍ）の位置の画素データは（１，Ｍ，
Ｔi ）となる（Ｍは１からｍまでの整数）。
【００２２】次に、時刻Ｔi+s において着目している画
像の信号電荷はフォトセンサ（２，Ｍ）のライン上に転
送される。尚、Ｔi はｉが１増加する毎に信号電荷がス
キャン方向に１ラインシフトされる時刻であり、Ｓは図
３に示したようにフォトセンサ２０のスキャン方向の間
隔をライン数で示した値である。従って、着目している
画像のこれらのフォトセンサ（２，Ｍ）の位置の画素デ
ータは（２，Ｍ，Ｔi+ s ）として得られる。
像の信号電荷はフォトセンサ（２，Ｍ）のライン上に転
送される。尚、Ｔi はｉが１増加する毎に信号電荷がス
キャン方向に１ラインシフトされる時刻であり、Ｓは図
３に示したようにフォトセンサ２０のスキャン方向の間
隔をライン数で示した値である。従って、着目している
画像のこれらのフォトセンサ（２，Ｍ）の位置の画素デ
ータは（２，Ｍ，Ｔi+ s ）として得られる。
【００２３】同様にして、時刻Ｔi+s(n-1)において着目
している画像の信号電荷は最終段のフォトセンサ（ｎ，
Ｍ）のライン上まで転送され、着目している画像のこれ
らのフォトセンサ（ｎ，Ｍ）の位置の画素データは
（ｎ，Ｍ，Ｔi+s(n-1)）として得られる。結局、同一ラ
イン上の画素のデータは、（Ｎ，Ｍ，Ｔi+s(N-1)）の画
素データによって構成される。但し、Ｎは１からｎまで
の整数、Ｍは１からｍまでの整数をとる。
している画像の信号電荷は最終段のフォトセンサ（ｎ，
Ｍ）のライン上まで転送され、着目している画像のこれ
らのフォトセンサ（ｎ，Ｍ）の位置の画素データは
（ｎ，Ｍ，Ｔi+s(n-1)）として得られる。結局、同一ラ
イン上の画素のデータは、（Ｎ，Ｍ，Ｔi+s(N-1)）の画
素データによって構成される。但し、Ｎは１からｎまで
の整数、Ｍは１からｍまでの整数をとる。
【００２４】そこで、ＣＰＵ３２は、メモリ３４に記録
した画素データからこれらの（Ｎ，Ｍ，Ｔi+s(N-1)）で
示される画素データを抽出することにより、１ライン分
の画像データ（画像信号）を構成する。尚、上記説明は
各パッチ１２内における処理であるが、各パッチ１２に
おいて得られた画像データを結合することにより、セン
サ部１０全体の画像データを得ることができる。
した画素データからこれらの（Ｎ，Ｍ，Ｔi+s(N-1)）で
示される画素データを抽出することにより、１ライン分
の画像データ（画像信号）を構成する。尚、上記説明は
各パッチ１２内における処理であるが、各パッチ１２に
おいて得られた画像データを結合することにより、セン
サ部１０全体の画像データを得ることができる。
【００２５】以上、上記実施の形態では、同一ラインの
画像の画素データを各水平ＣＣＤシフトレジスタ２４、
２４、２４、…から所定時間間隔毎に得ていたが、図４
において示した水平転送区画１２Ｂを図６に示す水平転
送区画１２Ｃで示す構成にし、各列の信号電荷を垂直Ｃ
ＣＤシフトレジスタ２２、２２、２２、…により最終ラ
インまで転送するように構成してもよい。この場合、同
一ラインの画像の信号電荷は水平ＣＣＤシフトレジスタ
２４、２４、２４、…に同時に移されるため、同一ライ
ンの画像の各画素データは同時に得られる。
画像の画素データを各水平ＣＣＤシフトレジスタ２４、
２４、２４、…から所定時間間隔毎に得ていたが、図４
において示した水平転送区画１２Ｂを図６に示す水平転
送区画１２Ｃで示す構成にし、各列の信号電荷を垂直Ｃ
ＣＤシフトレジスタ２２、２２、２２、…により最終ラ
インまで転送するように構成してもよい。この場合、同
一ラインの画像の信号電荷は水平ＣＣＤシフトレジスタ
２４、２４、２４、…に同時に移されるため、同一ライ
ンの画像の各画素データは同時に得られる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るイメー
ジセンサによれば、フォトセンサから読み出した電荷を
スキャン速度と同期させてスキャン方向に転送するとと
もに同列のフォトセンサから読み出した同一画像を示す
電荷を重畳する。そして、スキャン方向に転送した電荷
を所定列おきのライン方向の電荷列に生成し、スキャン
方向の各列を転送した電荷を複数の電荷列でライン方向
に転送する。そして各電荷列をそれぞれ独立にデジタル
信号に変換し、このデジタル信号に基づいて画像信号を
生成する。これにより、１ライン分の画像を示す電荷列
を複数の処理回路によりデジタル信号に変換することが
できるため、１つの処理回路が処理しなければならない
データ量を減少させることができ、スキャン速度を高速
にすることができる。
ジセンサによれば、フォトセンサから読み出した電荷を
スキャン速度と同期させてスキャン方向に転送するとと
もに同列のフォトセンサから読み出した同一画像を示す
電荷を重畳する。そして、スキャン方向に転送した電荷
を所定列おきのライン方向の電荷列に生成し、スキャン
方向の各列を転送した電荷を複数の電荷列でライン方向
に転送する。そして各電荷列をそれぞれ独立にデジタル
信号に変換し、このデジタル信号に基づいて画像信号を
生成する。これにより、１ライン分の画像を示す電荷列
を複数の処理回路によりデジタル信号に変換することが
できるため、１つの処理回路が処理しなければならない
データ量を減少させることができ、スキャン速度を高速
にすることができる。
【００２７】また、上記受光部においてフォトセンサを
所定距離以上離間させて配列するこにより、周辺の回路
の位置をずらして各フォトセンサの受光面を大きくする
ことができ、各受光面における受光量を増加させること
ができる。
所定距離以上離間させて配列するこにより、周辺の回路
の位置をずらして各フォトセンサの受光面を大きくする
ことができ、各受光面における受光量を増加させること
ができる。
【図１】図１は、本発明に係るイメージセンサの一実施
の形態のセンサ部の構成を示した図である。
の形態のセンサ部の構成を示した図である。
【図２】図２は、センサ部のパッチの一部の構成を拡大
して示した図である。
して示した図である。
【図３】図３は、パッチの所定区画の一部を拡大して示
した図である。
した図である。
【図４】図４は、各パッチの後段に設けられる水平ＣＣ
Ｄシフトレジスタの構成を示した図である。
Ｄシフトレジスタの構成を示した図である。
【図５】図５は、パッチにおける水平転送区画のフォト
センサの配列を示した図である。
センサの配列を示した図である。
【図６】図６は、各パッチの後段に設けられる水平ＣＣ
Ｄシフトレジスタの構成を示した図である。
Ｄシフトレジスタの構成を示した図である。
１０…センサ部 １１…被写体 １２…パッチ １４…Ａ／Ｄ変換器 ２０…フォトセンサ ２２…垂直ＣＣＤシフトレジスタ ２４…水平ＣＣＤシフトレジスタ ２６…フローティングキャパシタ ２８…プリアンプ ３０…Ａ／Ｄ変換器 ３２…ＣＰＵ ３４…メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−46373（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−166767（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−56461（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207 H04N 1/024 - 1/036
Claims (2)
- 【請求項１】 画像光を受光するフォトセンサがスキャ
ン方向と直交するライン方向にライン状に配列されると
ともに、該ライン状に配列されたフォトセンサがスキャ
ン方向に複数配列された受光部と、 前記スキャン方向の各列毎に設けられ、フォトセンサか
ら読み出された電荷をスキャン速度と同期させてスキャ
ン方向に転送するとともに、同列のフォトセンサから読
み出された同一画像を示す電荷を重畳するスキャン方向
電荷転送部と、 前記スキャン方向電荷転送部から送出される電荷を所定
列おきにライン方向に転送する複数のライン方向電荷転
送部と、 前記ライン方向電荷転送部から送出される複数の電荷列
をそれぞれデジタル信号に変換するデジタル信号変換部
と、 前記デジタル信号変換部から出力されたデジタル信号に
基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、 からなることを特徴とするイメージセンサ。 - 【請求項２】 前記受光部のフォトセンサを所定距離以
上離間させて配列したことを特徴とする請求項１のイメ
ージセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05665697A JP3149909B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | イメージセンサ |
| TW87115105A TW384607B (en) | 1997-03-11 | 1998-09-10 | Image sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05665697A JP3149909B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10257269A JPH10257269A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3149909B2 true JP3149909B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=13033434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05665697A Expired - Fee Related JP3149909B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | イメージセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149909B2 (ja) |
| TW (1) | TW384607B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150131601A (ko) | 2014-05-15 | 2015-11-25 | 주식회사 뷰웍스 | 양방향 ｔｄｉ 라인 이미지 센서 |
| KR101653228B1 (ko) | 2014-05-15 | 2016-09-01 | 주식회사 뷰웍스 | Ｔｄｉ 라인 이미지 센서 |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP05665697A patent/JP3149909B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-10 TW TW87115105A patent/TW384607B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10257269A (ja) | 1998-09-25 |
| TW384607B (en) | 2000-03-11 |
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