JP3518529B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JP3518529B2 JP3518529B2 JP2001248063A JP2001248063A JP3518529B2 JP 3518529 B2 JP3518529 B2 JP 3518529B2 JP 2001248063 A JP2001248063 A JP 2001248063A JP 2001248063 A JP2001248063 A JP 2001248063A JP 3518529 B2 JP3518529 B2 JP 3518529B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- scanning direction
- solid
- imaging device
- state imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/61—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Image Input (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
リーダ(あるいはバーコードスキャナともいう)等とし
て用いられる固体撮像装置に関するものである。
るリニアセンサとして、例えば図2に示すような構成を
有するものが知られている。このバーコードリーダは、
それぞれ受光量に応じた信号電荷を生成する複数のフォ
トセンサ11を主走査方向に配列したセンサ列部10
と、このセンサ列部10に沿って配置され、各フォトセ
ンサ11よって生成した信号電荷を副走査方向に読み出
して主走査方向に転送するCCD転送レジスタ20と、
センサ列部10とCCD転送レジスタ20との間に設け
られ、各フォトセンサ11の信号電荷をCCD転送レジ
スタ20側に読み出すための読み出しゲート部(RO
G;リードアウトゲート)30とを有する。また、CC
D転送レジスタ20で転送された信号電荷は、電荷−電
圧変換機能を有する出力アンプ部に送られ、電圧信号に
変換されて出力される。
来のバーコードリーダでは、バーコードラベルという特
殊な印刷物を読み込む関係と、センサ感度を上げるとい
う要請を満たすために、図2に示すように、副走査方向
に長い縦長形状のフォトセンサを有している。このため
チップサイズが大きくなり、撮像装置単体の価格が高く
なるという問題が発生していた。また、副走査方向に縦
長形状のセンサ列部を有するため、センサ列部からCC
D転送レジスタへの読み出しにおいて、通常の正方格子
のセンサ列部を有する構成と比較して、読み出し時間が
長くなってしまうという問題や、読み出しのために必要
なパルス(いわゆるリードアウトゲートパルスφRO
G)の振幅が大きくなり、バーコードリーダに要求され
る低電源電圧を実現できないという問題が発生してい
た。
定の被写体深度を必要とするため、縮小光学系の構造を
取っており、一般的な凸レンズを採用して被写体像を縮
小してセンサ列部に集光している。しかし、この場合、
レンズの特性上、被写体の中心部と周辺部とで信号差
(いわゆるシェーディングという)が発生する。
正するために、後段の信号処理部で演算処理をしていた
が、被写体がバーコードの場合、読み込む状況によって
入射光量が一定ではないため、完全なシェーディングの
補正を行うことができず、読み取りエラーを起こすとい
う問題がある。また、センサ列部の主走査方向の画素を
全て使わず、中心付近のセンサのみを使うといった対応
を取っているため、撮像素子の持っている全性能をフル
に使わず、見かけ上、非効率な使い方をせざるを得ない
という問題も発生していた。加えて、バーコードリーダ
では、その被写体の特殊性から特定光源(一般的には6
60nm)を採用しており、その波長以外が入射した場
合、信号が飽和するなどの問題があるため、装置セット
によっては、オプティカルフィルタを挿入しており、部
品コストの上昇を招いてしまうという問題が発生してい
た。
フォトセンサでセンサ列部を構成でき、センサ列部の小
型化やコストダウンを図ることが可能なレンズ機能を有
する固体撮像装置を提供することにある。また、本発明
の他の目的は、専用の信号処理やオプティカルフィルタ
を設けることなく、センサ列部の小型化やコストダウン
を図るためのレンズ機能に加えてシェーディング補正機
能や特定波長透過機能を得ることが可能な固体撮像装置
を提供することにある。
め、本発明は、それぞれ受光量に応じた信号電荷を生成
する複数のフォトセンサを主走査方向に配列したセンサ
列部と、前記センサ列部に沿って配置され、各フォトセ
ンサよって生成した信号電荷を副走査方向に読み出して
主走査方向に転送するCCD転送レジスタとを有する固
体撮像装置において、前記センサ列部の上面にオンチッ
プ構造で配置され、前記センサ列部への入射光を副走査
方向に集光させて各フォトセンサに入射させるカマボコ
型レンズを設け、前記カマボコ型レンズは、装置外部の
光学的条件によって生じるシェーディングを補正する機
能を有するレンズ面形状に形成されていることを特徴と
する。
上面に入射光を副走査方向に集光させて各フォトセンサ
に入射させるカマボコ型レンズを設けたことから、副走
査方向に短いフォトセンサでセンサ列部を構成でき、セ
ンサ列部の小型化やコストダウンを図ることが可能とな
る。また、上述したカマボコ型レンズの形状に装置外部
の光学的条件によって生じるシェーディングを補正する
機能を設けることにより、専用の信号処理を設けること
なく、センサ列部の小型化やコストダウンを図るための
レンズ機能に加えてシェーディング補正機能を得ること
が可能である。さらに、上述したカマボコ型レンズの一
部または全体を特定波長信号に透過特性を有する物質よ
り形成することにより、専用のオプティカルフィルタを
挿入することなく、センサ列部の小型化やコストダウン
を図るためのレンズ機能に加えて特定波長透過機能を得
ることが可能である。
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。本実施の形態による固体撮像装置は、バーコードリ
ーダとしてのリニアセンサとして構成されており、セン
サ列部上にレンズ機能、シェーディング補正(抑制)機
能、特定波長透過機能を持たせたオンチップ構造のカマ
ボコ型レンズを設けたものである。
ードリーダのリニアセンサ部の具体的構成例を示す概略
図であり、図1(A)は平面図、図1(B)は矢印A方
向から視た側面図である。このバーコードリーダは、半
導体基板よりなる素子チップ100上に、それぞれ受光
量に応じた信号電荷を生成する複数のフォトセンサ11
1を主走査方向(矢印B)に配列したセンサ列部110
と、このセンサ列部110に沿って配置され、各フォト
センサ111よって生成した信号電荷を副走査方向(矢
印C)に読み出して主走査方向に転送するCCD転送レ
ジスタ120と、センサ列部110とCCD転送レジス
タ120との間に設けられ、各フォトセンサ111の信
号電荷をCCD転送レジスタ120側に読み出すための
読み出しゲート部(ROG;リードアウトゲート)13
0とを設けたものであり、このような素子チップ100
の上面に、レンズ機能、シェーディング補正(抑制)機
能、特定波長透過機能を持たせたカマボコ型レンズ14
0を設けたものである。
沿った断面が半円径に形成されており、装置外部の光学
的条件によって生じるシェーディングを補正する機能を
得るために、主走査方向に曲率したレンズ面形状を有し
ている。すなわち、カマボコ型レンズ140のレンズ面
形状は、主走査方向の両端部側で太径を有し、中央部側
で小径を有する主走査方向に曲率したものとなってい
る。このようなレンズ面形状を有するカマボコ型レンズ
140では、センサ列部110への入射光を副走査方向
に集光させて各フォトセンサ111に入射させることか
ら、図2に示す従来例に比較して、各フォトセンサ11
1は副走査方向に短尺な構成となっており、素子チップ
100の小型化や電荷読み出し速度の向上、さらには消
費電力の削減に貢献している。また、主走査方向の両端
部側で太径であり、中央部側で小径の曲率したレンズ面
形状により、被写体の周辺部と中心部の間の信号差、す
なわち、シェーディングを抑制するようになっている。
これにより、後段の信号処理負担を軽減でき、装置セッ
トの低コスト化に貢献している。
たは全体が特定波長信号に透過特性を有する物質(例え
ば、特定波長透過フィルタに用いられる有機または無機
の透明樹脂材料)より形成されている。したがって、例
えば特定波長光源(一般的には660nm)による読み
取り光を効率的に読み取ることができるようになってい
る。これにより、専用のフィルタを設ける必要をなく
し、装置セットの低コスト化に貢献している。
に、入射光量を制御するレンズ機能に加えて、シェーデ
ィング補正機能と特定波長透過機能の双方を設けたが、
いずれか一方の機能だけを付加しても良い。また、単純
な半円筒状のカマボコ型レンズによってレンズ機能を得
るようにした場合にも、フォトセンサの短尺化等を実現
でき、十分な効果を得ることが可能である。すなわち、
シェーディング補正のための曲率形状をもたない単純な
半円筒状のカマボコ型レンズとして、シェーディング補
正機能については信号処理等によって実現したり、波長
特性をもたない材料よりカマボコ型レンズを形成し、特
定波長透過機能については、別途専用の光学フィルタに
よって実現するような構成としてもよい。
ドリーダでは、上述のようなレンズ機能、シェーディン
グ補正(抑制)機能、特定波長透過機能を有するオンチ
ップ構造のカマボコ型レンズ140を設けたことによ
り、以下のような効果を得ることが可能である。まず、
副走査方向に長いフォトセンサによって素子チップのサ
イズやコストが増大する問題は、カマボコ型レンズ14
0のレンズ機能によって解決でき、また逆にチップ面積
を小さくしても、従来と同等の感度を得ることが可能で
ある。
は、上述のような曲率を有するカマボコ型レンズ140
のシェーディング補正機能によって解決できる。特に、
電気的補正ではなく、光学的補正であるため、入射光量
の変動に対する追従性が向上し、また、読み込み不良に
よる周辺部を間引かなければならないという問題も解決
する。さらに、バーコード特有の特定光源を採用するた
めのオプティカルフィルタによるコストアップの問題に
ついても、上述したカマボコ型レンズ140の特定波長
透過機能により解決でき、最適な特性が実現できる。
ーダに適用した例について説明したが、本発明はバーコ
ードリーダ以外のリニアセンサにも同様に適用できるも
のである。さらに、本発明にかかる固体撮像装置は、上
記図1に示す構成のものに限定されず、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
よれば、センサ列部の上面に入射光を副走査方向に集光
させて各フォトセンサに入射させるカマボコ型レンズを
設けたことから、副走査方向に短いフォトセンサでセン
サ列部を構成でき、センサ列部の小型化やコストダウン
を図ることができる。また、上述したカマボコ型レンズ
の形状に装置外部の光学的条件によって生じるシェーデ
ィングを補正する機能を設けることにより、専用の信号
処理を設けることなく、センサ列部の小型化やコストダ
ウンを図るためのレンズ機能に加えてシェーディング補
正機能を得ることができる。さらに、上述したカマボコ
型レンズの一部または全体を特定波長信号に透過特性を
有する物質より形成することにより、専用のオプティカ
ルフィルタを挿入することなく、センサ列部の小型化や
コストダウンを図るためのレンズ機能に加えて特定波長
透過機能を得ることができる。
リニアセンサ部の具体的構成例を示す概略平面図であ
る。
体的構成例を示す概略平面図である。
……フォトセンサ、120……CCD転送レジスタ、1
30……読み出しゲート部、140……カマボコ型レン
ズ。
Claims (4)
- 【請求項1】 それぞれ受光量に応じた信号電荷を生成
する複数のフォトセンサを主走査方向に配列したセンサ
列部と、前記センサ列部に沿って配置され、 各フォトセンサよって生成した信号電荷を副走査方向に
読み出して主走査方向に転送するCCD転送レジスタと
を有する固体撮像装置において、 前記センサ列部の上面にオンチップ構造で配置され、前
記センサ列部への入射光を副走査方向に集光させて各フ
ォトセンサに入射させるカマボコ型レンズを設け、 前記カマボコ型レンズは、装置外部の光学的条件によっ
て生じるシェーディングを補正する機能を有するレンズ
面形状に形成されている、 ことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 前記カマボコ型レンズは、主走査方向の
両端部側で太径を有し、中央部側で小径を有するシェー
ディング補正用のレンズ面形状を有することを特徴とす
る請求項1記載の固体撮像装置。 - 【請求項3】 前記カマボコ型レンズは、一部または全
体が特定波長信号に透過特性を有する物質より形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 【請求項4】 バーコードを読み取るバーコードリーダ
であることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001248063A JP3518529B2 (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 固体撮像装置 |
US10/216,262 US7474347B2 (en) | 2001-08-17 | 2002-08-09 | Solid-state image pickup device having a lensing function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001248063A JP3518529B2 (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003060183A JP2003060183A (ja) | 2003-02-28 |
JP3518529B2 true JP3518529B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=19077287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001248063A Expired - Fee Related JP3518529B2 (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7474347B2 (ja) |
JP (1) | JP3518529B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7561306B2 (en) * | 2006-04-19 | 2009-07-14 | Nethra Imaging Inc. | One-dimensional lens shading correction |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07107688B2 (ja) * | 1986-03-18 | 1995-11-15 | 日本電装株式会社 | 光学的情報読取装置 |
JPH0265386A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Konica Corp | 固体撮像素子 |
JPH03145395A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-20 | Toshiba Corp | コンバーゼンス読取りセンサー |
JPH06151797A (ja) * | 1992-11-11 | 1994-05-31 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
US6141048A (en) * | 1996-08-19 | 2000-10-31 | Eastman Kodak Company | Compact image capture device |
US6137535A (en) * | 1996-11-04 | 2000-10-24 | Eastman Kodak Company | Compact digital camera with segmented fields of view |
US6336587B1 (en) * | 1998-10-19 | 2002-01-08 | Symbol Technologies, Inc. | Optical code reader for producing video displays and measuring physical parameters of objects |
US7133076B1 (en) * | 1998-12-24 | 2006-11-07 | Micron Technology, Inc. | Contoured surface cover plate for image sensor array |
US6749120B2 (en) * | 2000-12-11 | 2004-06-15 | Cpo Technologies Corp. | Method and apparatus for scanning electronic barcodes |
-
2001
- 2001-08-17 JP JP2001248063A patent/JP3518529B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-08-09 US US10/216,262 patent/US7474347B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7474347B2 (en) | 2009-01-06 |
US20030035058A1 (en) | 2003-02-20 |
JP2003060183A (ja) | 2003-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI376151B (en) | Scanning imager employing multiple chips with staggered pixels | |
JP3796412B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP2005142503A (ja) | 光電変換装置及び撮像装置 | |
JP2009094273A (ja) | 固体撮像素子、撮像装置、及び固体撮像素子の製造方法 | |
WO2014061820A1 (ja) | 固体撮像素子 | |
JP5219555B2 (ja) | 撮像装置及び撮像装置を用いた撮像システム | |
JP2003134400A (ja) | 固体撮像装置及び固体撮像システム | |
US9954023B2 (en) | Solid-state imaging device and imaging apparatus | |
JP2001251558A (ja) | 高感度cmos画像センサのためのインタレース型交互ピクセル設計 | |
JP3518529B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
US7355760B2 (en) | Solid-state image sensing device, driving method thereof, and image scanner | |
JP4318424B2 (ja) | フォトダイオードの初期電荷をサンプリングしてフォトダイオードに再転送する感光装置の動作方法 | |
JP2005223133A (ja) | 固体撮像装置およびそれを用いた撮像システム | |
JP2007006479A (ja) | 光センサチップにおける基準電圧を調整するためのシステム | |
JPH04337967A (ja) | 画像読取り装置 | |
JP2002158929A (ja) | 固体撮像素子、固体撮像装置及び撮像システム | |
JP2004336201A (ja) | 密着型イメージセンサおよびこれを用いた画像読取装置 | |
JP4537271B2 (ja) | 撮像装置及び撮像システム | |
JP4613980B2 (ja) | ラインセンサチップ、ラインセンサ、画像情報読取装置、ファクシミリ、スキャナ及び複写機 | |
JP4542063B2 (ja) | 固体撮像装置およびそれを用いた撮像システム | |
JP4212447B2 (ja) | 固体撮像装置および電子カメラ | |
JP6789699B2 (ja) | 固体撮像素子及び撮像装置 | |
Moini | Image sensor architectures | |
JP3826568B2 (ja) | 撮像装置およびそれを用いた画像読み取り装置 | |
JP2584745B2 (ja) | 画像読取装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040119 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080206 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090206 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100206 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100206 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110206 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110206 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |