JP3180341B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ラインセンサ型又はマルチラインセンサ型
の固体撮像装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a line sensor type or multi-line sensor type solid-state imaging device.

従来の技術 近年、固体撮像装置の進歩はめざましく、200万画素
を有するCCDエリア（面）センサも実用化されつつあ
る。しかし、200万画素といえども、水平及び垂直各方
向の画素数はそれぞれ2000及び1000個程度であり、銀塩
フィルムや印刷の解像度には未だ及ばない。2. Description of the Related Art In recent years, progress in solid-state imaging devices has been remarkable, and CCD area (plane) sensors having 2 million pixels have been put into practical use. However, even though the number of pixels is 2 million, the number of pixels in each of the horizontal and vertical directions is about 2,000 and 1,000, respectively, which is far below the resolution of silver halide films and printing.

このように、現状では膨大な画素数を必要とするエリ
アセンサで十分な解像度を得ることは難しいが、画素を
１次元方向にのみ配列したラインセンサでは既に数千画
素程度のものが実用化されている。このため、面撮影で
高解像度が必要とされる場合には、ラインセンサをそれ
に垂直な方向に走査して（あるいは逆に、被写体の方を
ラインセンサに対して移動させて）面画像データを得る
という方法がとられる。As described above, at present, it is difficult to obtain sufficient resolution with an area sensor that requires a huge number of pixels, but a line sensor in which pixels are arranged only in a one-dimensional direction has already been commercialized with about several thousand pixels. ing. For this reason, when high resolution is required for surface imaging, the line sensor is scanned in a direction perpendicular to the line sensor (or conversely, the object is moved with respect to the line sensor), and the surface image data is obtained. The method of obtaining is taken.

従来のラインセンサを単純に模式化して説明すると、
第２図に示す通り、単位光電変換素子（感光部）１がピ
ッチΔＨで１列に並べられているだけのものである。こ
れを用いて面の撮像を行なう場合、第３図に示すよう
に、最初にｔ＝t1の時点で実線の位置で対象画像の最初
の行の撮像を行ない、次にこのラインセンサをΔＶ（通
常、ΔＨ）だけ垂直方向（ここで言う垂直方向とは、
ラインセンサの配列方向に対して垂直方向）に移動し、
点線の位置で次の行の撮像を行なう（時点ｔ＝t2）。こ
のようにしてラインセンサをΔＶのピッチで次々と垂直
方向に移動して各行を撮影してゆき、最終的に２次元画
像のデータを得る。これにより、実質的に水平ピッチΔ
Ｈ、垂直ピッチΔＶのエリア（２次元）センサで撮影し
たと同等の画像データが得られる。A simple description of a conventional line sensor will be described.
As shown in FIG. 2, the unit photoelectric conversion elements (photosensitive portions) 1 are simply arranged in a line at a pitch ΔH. When imaging the surface using this, as shown in FIG. 3, first, at time t = t1, the first row of the target image is captured at the position indicated by the solid line, and then this line sensor is set to ΔV ( Usually, ΔH) in the vertical direction (here, the vertical direction is
In the direction perpendicular to the line sensor array direction)
The next row is imaged at the position indicated by the dotted line (time t = t2). In this way, the line sensor is sequentially moved in the vertical direction at a pitch of ΔV to photograph each row, and finally, data of a two-dimensional image is obtained. As a result, the horizontal pitch Δ
H, image data equivalent to that taken by an area (two-dimensional) sensor having a vertical pitch ΔV is obtained.

発明が解決しようとする課題 上記方法では１ラインずつ撮影し、画像データを読み
出すものであるため、１画面の撮影に時間がかかるとい
う問題がある。例えば、１ラインの光電変換信号の読み
出しに要する時間をΔｔ、全走査ライン数をＮとする
と、全撮影時間Ｔは Ｔ＝Δｔ×Ｎ となる（具体的数字を挙げると、現状では１画面の撮影
に数秒から数分かかる）。Problems to be Solved by the Invention In the above method, image data is read line by line, and image data is read out. Therefore, there is a problem that it takes time to capture one screen. For example, assuming that the time required to read one line of the photoelectric conversion signal is Δt and the total number of scanning lines is N, the total shooting time T is T = Δt × N. It takes seconds to minutes to shoot).

この撮影時間を短くするためにはΔｔ又はＮを小さく
する必要があるが、Δｔを小さくすると各光電変換素子
における光電変換時間が短くなるため、感度が低下す
る。一方、Ｎを小さくすると当然解像度が低下する。In order to shorten the photographing time, it is necessary to reduce Δt or N. However, when Δt is decreased, the photoelectric conversion time in each photoelectric conversion element is shortened, and thus the sensitivity is reduced. On the other hand, when N is reduced, the resolution naturally decreases.

このような問題を解決し、高解像度の面画像を比較的
高速で撮影することができる固体撮像装置として、ライ
ンセンサを複数本並列に配列したマルチラインセンサを
本願出願人は既に特願昭63−242953号として出願してい
る。このマルチラインセンサは、面撮像を複数のブロッ
クに分け、各ブロックを１本のラインセンサに担当させ
ることにより、複数のブロックを同時に撮影するという
ものである。これにより、面撮影の撮影時間が大幅に短
縮される。As a solid-state imaging device capable of solving such a problem and capturing a high-resolution surface image at a relatively high speed, the applicant of the present application has already filed a multi-line sensor in which a plurality of line sensors are arranged in parallel. Filed as -242953. This multi-line sensor divides a surface image into a plurality of blocks, and assigns each block to one line sensor, thereby simultaneously photographing a plurality of blocks. Thereby, the photographing time of the plane photographing is greatly reduced.

本出願はその改良に関するものであり、マルチライン
センサにおいてさらに撮影時間を短縮することができ、
また、高感度で撮影することもできる固体撮像装置を提
供するものである。なお、本発明はマルチラインセンサ
ばかりでなく、１本のラインセンサのみで構成される撮
像装置に適用することも可能である。The present application relates to the improvement and can further reduce the photographing time in a multi-line sensor,
It is another object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of capturing an image with high sensitivity. Note that the present invention can be applied not only to a multi-line sensor but also to an imaging device including only one line sensor.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、
複数の光電変換素子を間隔を以て所定のピッチで１列に
配列した第１光電変換列及び複数の光電変換素子を前記
間隔を以て前記所定のピッチで１列に配列して前記第１
光電変換列と並列して設けられた第２光電変換列から成
り、前記第１光電変換列における光電変換素子と前記第
２光電変換列における光電変換素子とを互いに列方向に
関して前記所定ピッチの1/2だけずらすとともに第１光
電変換列と第２光電変換列を列方向と垂直な方向に所定
の距離だけ離して配置して構成される複式ラインセンサ
を備え、この複式ラインセンサを前記列方向と垂直な方
向に前記所定の距離の２倍又は2/3の距離ずつ移動させ
て撮像するようになっている。この場合、前記移動によ
り第１光電変換列と第２光電変換列の光電変換素子が前
記垂直な方向に等価的にオーバーラップしてもよい。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the solid-state imaging device of the present invention,
A first photoelectric conversion row in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row at a predetermined pitch with an interval, and a first row in which the plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row at the predetermined pitch with the gap.
A second photoelectric conversion row provided in parallel with the photoelectric conversion row, wherein the photoelectric conversion elements in the first photoelectric conversion row and the photoelectric conversion elements in the second photoelectric conversion row are each separated by a distance of 1 at the predetermined pitch in the row direction. / 2, and a double line sensor configured by disposing the first photoelectric conversion column and the second photoelectric conversion column at a predetermined distance in a direction perpendicular to the column direction and disposing the double line sensor in the column direction. The image is moved by a distance twice or two-thirds of the predetermined distance in a direction perpendicular to the direction. In this case, the movement may cause the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion row and the second photoelectric conversion row to equivalently overlap in the vertical direction.

作 用 上記複式ラインセンサの構成を模式的に示すと第４図
（ｂ）の上２行の通りになる。この複式ラインセンサを
配列に直角方向（同図では上下方向）に走査（移動）し
て面撮影を行なうと、その等価的な画素配置は同図全体
で示すように、千鳥状となる。このような千鳥配置は補
間画素配置、市松配置、斜方格子配置等とも呼ばれ、こ
れを面撮像装置の画素配置に適用した場合、水平及び垂
直解像度は第４図（ａ）に示すような２倍の画素数を有
する正方格子型面撮像装置とほぼ同程度であることが知
られている（例えば、高橋健二等「補間画素配置を用い
た高解像度MOS型撮像素子」テレビジョン学会誌Vo1 37
（1983）,No.10,p.812;吉田興夫等「固体撮像素子の２
次元ナイキスト限界とMTF」テレビジョン学会誌Vol 37
（1983）,No.10,p.820等）。従来の単配列ラインセンサ
で第４図（ａ）に示すような正方格子配置と等価な面撮
像を行なおうとすると、ラインセンサを垂直走査ピッチ
ΔＶで移動しなければならないが、本発明に係る複式ラ
インセンサでは、同等の水平及び垂直解像度を得るため
にはその２倍のピッチ２ΔＶで移動すればよく、面撮像
時間が大幅に短縮される。Operation The structure of the compound line sensor is schematically shown in the upper two rows of FIG. 4 (b). When this compound line sensor is scanned (moved) in a direction perpendicular to the array (in the vertical direction in the figure) to perform surface photographing, the equivalent pixel arrangement is staggered as shown in the entire figure. Such a staggered arrangement is also called an interpolated pixel arrangement, a checkered arrangement, an oblique lattice arrangement, and the like. When this arrangement is applied to the pixel arrangement of the surface imaging device, the horizontal and vertical resolutions are as shown in FIG. It is known that it is almost the same as a square lattice type surface imaging device having twice the number of pixels (for example, Kenji Takahashi et al., “High-resolution MOS imaging device using interpolation pixel arrangement”, Journal of the Institute of Television Engineers of Japan, Vo1) 37
(1983), No. 10, p. 812; Yoshio Yoshida et al.
Dimensional Nyquist Limit and MTF "Journal of the Institute of Television Engineers of Japan Vol 37
(1983), No. 10, p. 820). In order to perform a plane imaging equivalent to a square lattice arrangement as shown in FIG. 4A with a conventional single-array line sensor, the line sensor must be moved at a vertical scanning pitch ΔV. In the case of the dual line sensor, in order to obtain the same horizontal and vertical resolution, it is only necessary to move at twice the pitch 2ΔV, and the surface imaging time is greatly reduced.

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図に本発明を適用したラインセンサの構成を概略的
に示す。本ラインセンサは、上下２列の光電変換素子１
の１次元配列（光電変換素子列）で構成されている。各
光電変換素子列内での光電変換素子１の配列ピッチは２
ΔＨであり、２列目の各光電変換素子は１列目の隣接す
る２個の光電変換素子の丁度中間に位置するように配置
されている（すなわち、１列目と２列目の各光電変換素
子はΔＨだけずれている）。また、１列目と２列目の光
電変換素子列の間の距離はΔＶである。ここで、各光電
変換素子１の形状をほぼ正方形とし、ΔＶ≒ΔＨとする
ことが望ましいが、撮像目的によっては、長方形の光電
変換素子を使用し、ΔＨとΔＶを異なる値としてもよ
い。各光電変換素子列の外側（上下）には、各光電変換
素子列に平行に、信号読み出しのためのアナログシフト
レジスタ２がそれぞれ設けられている。各アナログシフ
トレジスタ２の一端（第１図では左方の端部）には、出
力回路が接続される。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows the configuration of a line sensor to which the present invention is applied. This line sensor is composed of upper and lower two rows of photoelectric conversion elements 1
In a one-dimensional array (photoelectric conversion element array). The array pitch of the photoelectric conversion elements 1 in each photoelectric conversion element row is 2
ΔH, and each photoelectric conversion element in the second column is disposed so as to be located exactly in the middle between two adjacent photoelectric conversion elements in the first column (that is, each photoelectric conversion element in the first and second columns). The conversion elements are shifted by ΔH). The distance between the first and second rows of photoelectric conversion element rows is ΔV. Here, it is desirable that the shape of each photoelectric conversion element 1 is substantially square and ΔV ≒ ΔH. However, depending on the purpose of imaging, a rectangular photoelectric conversion element may be used and ΔH and ΔV may be different values. An analog shift register 2 for reading signals is provided outside (upper and lower) of each photoelectric conversion element row in parallel with each photoelectric conversion element row. An output circuit is connected to one end (the left end in FIG. 1) of each analog shift register 2.

このような構成を有する本実施例の複式ラインセンサ
により面撮影を行なう場合の動作を第５図を用いて説明
する。最初、時点ｔ＝t1で各光電変換素子列は同図の実
線で示される位置にあり、この位置で各光電変換素子１
が撮像対象の光学像を受け、光電変換を行なう（光電変
換によって生成された電荷は、各光電変換素子１から第
１図に示されるアナログシフトレジスタ２に移送され、
各アナログシフトレジスタ２内を順次転送されて出力回
路に送られる）。The operation in the case of performing surface photographing using the compound line sensor of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG. First, at time t = t1, each photoelectric conversion element row is at a position shown by a solid line in FIG.
Receives the optical image of the imaging target and performs photoelectric conversion (the charges generated by the photoelectric conversion are transferred from each photoelectric conversion element 1 to the analog shift register 2 shown in FIG.
The data is sequentially transferred in each analog shift register 2 and sent to the output circuit.)

次に、本ラインセンサを、ラインセンサの長手方向に
垂直な方向（第５図では上下方向）に距離２ΔＶだけ移
動させ、この位置（同図で点線で示した位置）で再び光
電変換を行ない、信号を読み出す（時点ｔ＝t2）。同様
に、本ラインセンサをさらに同じ方向に２ΔＶづつ移動
させてゆき、各位置で光電変換を行なう。Next, the present line sensor is moved by a distance 2ΔV in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the line sensor (the vertical direction in FIG. 5), and photoelectric conversion is performed again at this position (the position indicated by the dotted line in FIG. 5). , The signal is read (time t = t2). Similarly, the present line sensor is further moved by 2ΔV in the same direction, and photoelectric conversion is performed at each position.

本複式ラインセンサによりこのようにして面撮像を行
なった場合、その画素構成は第４図（ｂ）のような千鳥
配置を有する２次元エリアセンサで面撮像を行なったの
と等価となる。このような千鳥配置のエリアセンサで面
撮像を行なった場合、上述の通り、この千鳥格子の隙間
を光電変換素子で詰めた、２倍の画素数を有する正方格
子エリアセンサ（第４図（ａ））とほぼ同等の水平及び
垂直解像度が得られる。このような正方格子エリアセン
サと等価な面撮像を行なうためには、従来の単純なライ
ンセンサ（すなわち、光電変換素子を単純にΔＨのピッ
チで１列に配列しただけのラインセンサ）では垂直方向
にピッチΔＶで移動させなければならななかった。しか
し、本実施例の複式ラインセンサでは、上述の通り、垂
直方向に２ΔＶのピッチで移動するだけで、同等の垂直
及び水平解像度を得ることができる。すなわち、本実施
例の複式ラインセンサでは、垂直及び水平解像度をほと
んど劣化させることなく、撮像時間を半分にすることが
できる。When the surface imaging is performed by the present dual line sensor in this manner, the pixel configuration is equivalent to performing the surface imaging by the two-dimensional area sensor having a staggered arrangement as shown in FIG. 4B. As described above, when the area imaging is performed with the staggered area sensor, a square lattice area sensor having twice the number of pixels (FIG. 4 ( A horizontal and vertical resolution almost equivalent to a)) is obtained. In order to perform surface imaging equivalent to such a square lattice area sensor, a conventional simple line sensor (that is, a line sensor in which photoelectric conversion elements are simply arranged in one row at a pitch of ΔH) is used in a vertical direction. Had to be moved at a pitch ΔV. However, in the compound line sensor of this embodiment, as described above, the same vertical and horizontal resolution can be obtained only by moving the vertical line at a pitch of 2ΔV. That is, in the compound line sensor of the present embodiment, the imaging time can be halved without substantially deteriorating the vertical and horizontal resolution.

以上述べたのは、本発明を１本のラインセンサのみか
ら構成される撮像装置に適用した例であるが、複数本の
ラインセンサから構成されるマルチラインセンサ型撮像
装置にも同様に本発明を適用することができ、各ライン
センサ（光電変換素子列）を複式にし、上記と同様に垂
直方向の移動ピッチを倍にすることにより、垂直及び水
平解像度を犠牲にすることなく撮像時間を半分に短縮す
ることができる。Although the above is an example in which the present invention is applied to an imaging device including only one line sensor, the present invention is similarly applied to a multi-line sensor type imaging device including a plurality of line sensors. By doubling each line sensor (photoelectric conversion element array) and doubling the vertical movement pitch in the same manner as described above, the imaging time can be halved without sacrificing the vertical and horizontal resolution. Can be shortened.

なお、上記実施例の複式ラインセンサでは、従来の単
純なラインセンサによる面撮像と同様な正方格子状撮像
を行なうことも可能である。すなわち、第６図に示すよ
うに、最初の撮像を時点ｔ＝t1で行なった（実線位置）
後、本実施例のラインセンサを垂直方向にΔＶ（すなわ
ち、前記実施例の垂直移動距離の半分。従来の単純ライ
ンセンサの垂直移動距離と同じ。）だけ移動させ、その
位置で再び撮像を行なう（時点ｔ＝t2、点線位置）。こ
のように、垂直方向の移動ピッチをΔＶにして面撮像を
繰り返すことにより、水平方向ピッチΔＨ・垂直方向ピ
ッチΔＶの正方格子状のエリアセンサによる面撮像と等
価な面撮像を行なうことができる。この撮像方法で同一
面積を撮像するためには従来の単純ラインセンサと同じ
時間がかかるが、デジタル画像処理等でどうしても正方
格子状の画像データサンプリングを行なう必要がある場
合に、この方法をとることができる。It should be noted that the compound line sensor of the above embodiment can also perform square grid-like imaging similar to surface imaging by a conventional simple line sensor. That is, as shown in FIG. 6, the first imaging was performed at time t = t1 (solid line position).
Thereafter, the line sensor of this embodiment is moved in the vertical direction by ΔV (that is, half the vertical movement distance of the above-described embodiment; the same as the vertical movement distance of the conventional simple line sensor), and imaging is performed again at that position. (Time t = t2, dotted line position). As described above, by repeating the plane imaging with the vertical movement pitch set to ΔV, it is possible to perform the plane imaging equivalent to the plane imaging by the square lattice area sensor having the horizontal pitch ΔH and the vertical pitch ΔV. Although it takes the same time as a conventional simple line sensor to image the same area by this imaging method, use this method when it is absolutely necessary to perform square grid image data sampling by digital image processing or the like. Can be.

次に、本発明の第２の実施例を第７図により説明す
る。本実施例のラインセンサは、２本の光電変換素子１
の１次元配列から成り（複式ラインセンサ形式）、配列
内ピッチが２ΔＨであり、かつ、両列の光電変換素子１
が互いにΔＨだけずれているという点で、前記実施例の
ラインセンサ（第１図）と同じである。しかし、前記実
施例とは異なり、本実施例のラインセンサでは各光電変
換素子の大きさが、水平方向にΔＨ以上（配列ピッチが
２ΔＨであることから、当然、水平方向の大きさは２Δ
Ｈ以下）となっている。ここでも上記実施例と同様、光
電変換素子１の形状は正方形が望ましいが、水平・垂直
方向の長さが異なる長方形状でも構わない。なおここ
で、両光電変換素子列間の距離を便宜上３ΔＶとする。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The line sensor of the present embodiment has two photoelectric conversion elements 1
(Double line sensor type), the pitch in the array is 2ΔH, and the photoelectric conversion elements 1 in both rows
Are shifted from each other by ΔH, which is the same as the line sensor of the above embodiment (FIG. 1). However, unlike the above-described embodiment, in the line sensor of the present embodiment, the size of each photoelectric conversion element is greater than or equal to ΔH in the horizontal direction (the arrangement pitch is 2ΔH, so the horizontal size is naturally 2ΔH).
H or less). Here, as in the above embodiment, the shape of the photoelectric conversion element 1 is desirably a square, but may be a rectangular shape having different lengths in the horizontal and vertical directions. Here, the distance between the two photoelectric conversion element rows is set to 3ΔV for convenience.

このラインセンサにより面撮像を行なう場合の動作を
第８図により説明する。最初に、本ラインセンサは実線
で示される位置にあるものとする。まずこの位置で撮像
を行ない（時点ｔ＝t1）、各光電変換素子１で生成され
た信号電荷を両側のアナログシフトレジスタ２へ移送
し、アナログシフトレジスタ２内を転送して出力回路へ
送る。次に、本ラインセンサを垂直方向に距離２ΔＶ
（すなわち、両光電変換素子列の間の距離の2/3）だけ
移動し、その位置（第８図では点線で示す位置）で再び
光電変換を行ない、信号を読み出す（時点ｔ＝t2）。そ
の後さらに垂直方向に２ΔＶだけ移動し、光電変換・信
号読み出しを行なう（１点鎖線位置、時点ｔ＝t3）。The operation in the case where the line sensor performs surface imaging will be described with reference to FIG. First, it is assumed that the present line sensor is at a position indicated by a solid line. First, imaging is performed at this position (time t = t1), and the signal charges generated by the photoelectric conversion elements 1 are transferred to the analog shift registers 2 on both sides, and are transferred through the analog shift registers 2 to the output circuit. Next, the line sensor is vertically moved by a distance of 2ΔV.
(That is, it is moved by 2/3 of the distance between the two photoelectric conversion element arrays), the photoelectric conversion is performed again at that position (the position shown by the dotted line in FIG. 8), and the signal is read (time t = t2). Thereafter, the sensor is further moved in the vertical direction by 2ΔV to perform photoelectric conversion and signal readout (dot-dash line position, time point t = t3).

このようにして、垂直方向に距離２ΔＶピッチで移動
してゆき、各位置で光電変換・信号読み出しを行なうこ
とにより、等価的な２次元画素配置は第９図に示すよう
になり、その結果、次のような２つの効果を得ることが
できる。In this manner, by moving in the vertical direction at a distance of 2ΔV pitch and performing photoelectric conversion and signal reading at each position, an equivalent two-dimensional pixel arrangement is as shown in FIG. The following two effects can be obtained.

一つには、前記実施例と同様、等価画素配置が千鳥状
となるため、水平方向ピッチΔＨ・垂直方向ピッチΔＶ
の正方格子エリアセンサとほぼ同等の解像度を得ること
ができる。従って、従来の単純ラインセンサで垂直方向
距離ΔＶで移動して撮像したのと同等の水平及び垂直解
像度を、本実施例では２ΔＶの垂直距離の移動で得るこ
とができ、解像度を落とすことなく撮像時間の短縮を行
なうことができる。One is that, as in the previous embodiment, the equivalent pixel arrangement is staggered, so that the horizontal pitch ΔH / vertical pitch ΔV
Can obtain a resolution substantially equal to that of the square lattice area sensor. Therefore, in this embodiment, the same horizontal and vertical resolutions as obtained by moving the image at a vertical distance of ΔV with the conventional simple line sensor can be obtained by moving the vertical distance of 2ΔV, and the image can be obtained without lowering the resolution. Time can be reduced.

また、もう一つの効果として、上記方法で面撮像を行
なうと、第９図に示されるように各光電変換素子１が重
なり合った状態で撮像されるのと等価となる。このた
め、第５図で示した面撮像の場合と比較すると、各光電
変換素子の水平及び垂直方向の大きさが２倍、すなわち
面積が４倍になったと等価な状態で面撮像を行なうこと
になる。これは、撮像感度が４倍になることを意味し、
撮像装置チップの寸法上の制約がある場合に有効な感度
向上方法となる。なお、本実施例では、各光電変換素子
のサイズを水平及び垂直方向とも大きくしたが、水平方
向のみを大きくして、２倍程度の感度向上を図ることも
できる。また、前記実施例において、垂直方向移動距離
を２ΔＶ以下（ただし、ΔＶ以上）として、実質的に光
電変換素子を垂直方向にオーバーラップさせた状態で撮
像することにより、撮像時間の短縮と同時に感度の向上
をも図ることができる。As another effect, performing surface imaging by the above-described method is equivalent to imaging in a state where the photoelectric conversion elements 1 overlap each other as shown in FIG. For this reason, compared with the case of the surface imaging shown in FIG. 5, the surface imaging is performed in a state equivalent to that the size of each photoelectric conversion element in the horizontal and vertical directions is twice, that is, the area is quadrupled. become. This means that the imaging sensitivity is quadrupled,
This is an effective sensitivity improvement method when there is a restriction on the dimensions of the imaging device chip. In the present embodiment, the size of each photoelectric conversion element is increased both in the horizontal and vertical directions, but it is also possible to increase the sensitivity only about twice by increasing only the horizontal direction. Further, in the above-described embodiment, the vertical movement distance is set to 2ΔV or less (however, ΔV or more), and the imaging is performed in a state where the photoelectric conversion elements are substantially overlapped in the vertical direction. Can also be improved.

発明の効果 以上説明した通り、本発明によれば、水平及び垂直解
像度を劣化させることなく、従来のラインセンサによる
場合の半分の時間で面撮像を行なうことができる。ま
た、各光電変換素子の大きさを従来の単純ラインセンサ
の水平配列ピッチ以上に大きくすることができるため、
撮像感度を向上することもできる。Effect of the Invention As described above, according to the present invention, surface imaging can be performed in half the time required by the conventional line sensor without deteriorating the horizontal and vertical resolutions. Also, since the size of each photoelectric conversion element can be made larger than the horizontal arrangement pitch of the conventional simple line sensor,
The imaging sensitivity can also be improved.

そして、移動の際、第１光電変換列と第２光電変換列
の光電変換素子を前記垂直な方向に等価的にオーバーラ
ップさせると、一層感度が向上する。Then, when moving, if the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion row and the second photoelectric conversion row are equivalently overlapped in the vertical direction, the sensitivity is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の第１の実施例である複式ラインセンサ
型撮像装置の構造図、第２図は従来の単純ラインセンサ
の構造を示す模式図、第３図は従来の単純ラインセンサ
による面撮像の様子を示す説明図、第４図（ａ）は従来
の単純ラインセンサで面撮像した場合と等価な正方格子
型エリアセンサの構成図、同図（ｂ）は本発明の複式ラ
インセンサを用いて面撮像をした場合と等価な千鳥格子
型エリアセンサの構成図、第５図は本発明の第１実施例
の複式ラインセンサによる面撮像の様子を示す説明図、
第６図は第１実施例の複式ラインセンサを用いた別の面
撮像方法の様子を示す説明図、第７図は本発明の第２の
実施例である大型光電変換素子を用いた複式ラインセン
サ型撮像装置の構造図、第８図は第２実施例のラインセ
ンサによる面撮像の様子を示す説明図、第９図は第２実
施例のラインセンサによる面撮像と等価な光電変換素子
の２次元配列を示す模式図である。 １……光電変換素子 ２……アナログシフトレジスタFIG. 1 is a structural diagram of a compound line sensor type imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a conventional simple line sensor, and FIG. FIG. 4 (a) is a configuration diagram of a square lattice type area sensor equivalent to that of a conventional simple line sensor for surface imaging, and FIG. 4 (b) is a dual line sensor of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram of a staggered grid type area sensor equivalent to a case where surface imaging is performed by using FIG. 5, FIG.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state of another surface imaging method using the compound line sensor of the first embodiment, and FIG. 7 is a compound line using a large-sized photoelectric conversion element according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory view showing a state of surface imaging by the line sensor of the second embodiment, and FIG. 9 is a diagram of a photoelectric conversion element equivalent to surface imaging by the line sensor of the second embodiment. It is a schematic diagram which shows a two-dimensional array. 1 ... photoelectric conversion element 2 ... analog shift register

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−94986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−141178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−48841（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/024 - 1/036 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-2-94986 (JP, A) JP-A-62-64161 (JP, A) JP-A-57-141178 (JP, A) JP-A-50- 48841 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) H04N 1/024-1/036

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】複数の光電変換素子を間隔を以て所定のピ
ッチで１列に配列した第１光電変換列及び複数の光電変
換素子を前記間隔を以て前記所定のピッチで１列に配列
して前記第１光電変換列と並列して設けられた第２光電
変換列から成り、前記第１光電変換列における光電変換
素子と前記第２光電変換列における光電変換素子とを互
いに列方向に関して前記所定ピッチの1/2だけずらすと
ともに第１光電変換列と第２光電変換列を列方向と垂直
な方向に所定の距離だけ離して配置して構成される複式
ラインセンサを備え、この複式ラインセンサを前記列方
向と垂直な方向に前記所定の距離の２倍の距離ずつ移動
させて撮像するようにしたことを特徴とする固体撮像装
置。A first photoelectric conversion row in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row at a predetermined pitch with an interval, and a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a row in the predetermined pitch with the gap. A second photoelectric conversion row provided in parallel with one photoelectric conversion row, and the photoelectric conversion elements in the first photoelectric conversion row and the photoelectric conversion elements in the second photoelectric conversion row are arranged at a predetermined pitch with respect to the row direction. A double line sensor configured by displacing the first photoelectric conversion column and the second photoelectric conversion column by a predetermined distance in a direction perpendicular to the column direction while displacing the double line sensor by half; A solid-state imaging device characterized in that the solid-state imaging device moves in a direction perpendicular to the direction by a distance twice as long as the predetermined distance and captures an image. 【請求項２】複数の光電変換素子を間隔を以て所定のピ
ッチで１列に配列した第１光電変換列及び複数の光電変
換素子を前記間隔を以て前記所定のピッチで１列に配列
して前記第１光電変換列と並列して設けられた第２光電
変換列から成り、前記第１光電変換列における光電変換
素子と前記第２光電変換列における光電変換素子とを互
いに列方向に関して前記所定ピッチの1/2だけずらすと
ともに第１光電変換列と第２光電変換列を列方向と垂直
な方向に所定の距離だけ離して配置して構成される複式
ラインセンサを備え、この複式ラインセンサを前記列方
向と垂直な方向に前記所定の距離の2/3倍の距離ずつ移
動させて撮像するようにしたことを特徴とする固体撮像
装置。2. A first photoelectric conversion array in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row at a predetermined pitch with an interval, and a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a row at the predetermined pitch with an interval. A second photoelectric conversion row provided in parallel with one photoelectric conversion row, and the photoelectric conversion elements in the first photoelectric conversion row and the photoelectric conversion elements in the second photoelectric conversion row are arranged at a predetermined pitch with respect to the row direction. A double line sensor configured by displacing the first photoelectric conversion column and the second photoelectric conversion column by a predetermined distance in a direction perpendicular to the column direction while displacing the double line sensor by half; A solid-state imaging device characterized in that the solid-state imaging device is configured to move by 2/3 times the predetermined distance in a direction perpendicular to a direction to capture an image. 【請求項３】前記複式ラインセンサの移動により第１光
電変換列と第２光電変換列の光電変換素子が前記垂直な
方向に等価的にオーバーラップすることを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の固体撮像装置。3. The photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion column and the photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion column are equivalently overlapped in the vertical direction due to the movement of the double line sensor. 3. The solid-state imaging device according to 2.