JPS5957563A - 固体リニアイメ−ジセンサ - Google Patents

固体リニアイメ−ジセンサ

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JPS5957563A
JPS5957563A JP57168145A JP16814582A JPS5957563A JP S5957563 A JPS5957563 A JP S5957563A JP 57168145 A JP57168145 A JP 57168145A JP 16814582 A JP16814582 A JP 16814582A JP S5957563 A JPS5957563 A JP S5957563A
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JP
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photoelectric conversion
image sensor
unit light
light receiving
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Nobuo Suzuki
信雄 鈴木
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H04N1/03Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
    • H04N1/031Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、固体リニアイメージセンサに関する。
特に、複数の受光素子チップを直線状に配列してなるい
わゆるマルチヂツゾ形リニアイメージセンサに関するも
のであり、複写装置、ファクシミリ、OCR等に用いら
れる。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
固体リニアイメージセンサは、複数の光電変換素子を直
線状に配列し、各i電変換素子を1画素に対応させ、元
に応答して発生する信号電荷を周知の方法で読出すこと
により原稿し」像を読み取るものである。
第1図に従来のマルチチップ形イメージセンサの例を示
す。1゛はイメージセンサを示しており、基板2上に複
数の受光素子チップ3〜6が直線上に配列されている。
受光素子チップ3〜Gは例えばCODリニアイメージセ
ンサであり、具体的には20〜30闘程度の長さを有す
る。図かられかるように、隣接する受光素子の端部にお
いて光電変換素子配列10〜13相互間には間隙かでき
てしまり。これは各素子3〜6において光電変換素子配
列10〜13を端部近くまで延在させて設けることが技
術上困難であることに起因する。そこで、従来では各端
部に対応する部分に副イメージセンサ7〜9を14〜1
6は副イメージセンサ7〜90九電変換素子配列を示し
ている。
読取動作においては、原セ8)をy方向に移動させたと
き、各受光素子3〜6からの出力信号と副イメージセン
サ7〜9かもの出力信号をメモリに蓄積しておき、全体
として一つの画像を形成して出力するものである。
かかる従来のイメージセンサにおいては、同一半導体基
板上に副イメージセンサ7〜9を形成しなければならな
いので製造が複雑化し、かつ価格も高価となる。さらに
は不足画素を補なって完全な画像を形成するために大容
量のメモリが必要となり、部品点数の増大や構成の複雑
化を招く。また、メモリを用いることは信号処理時間を
それだけ多く必要とし、特性面でも問題がある、〔発明
の目的〕 そこで、本発明は隣接する受光素子を極力近接させ、し
かも太ぎな容量のメモリを必要としない密着形リニアイ
メージセンサを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明のイメージセンサは
、直線配列された各受光素子の端部における光電変換素
子相互の中心間隔りを各光電変換素子のピッチPの3.
5倍以下の距離となるように配列した点に特徴を有する
このように配列することによって、依然として端部にお
ける画素の欠落は生じるもののその近傍の光電変換素子
の出力信号によって光分な精度で補正することができる
〔発明の効果〕
かかる本発明の構成によhば、たとえ画素の欠落が生じ
たとしても補正することができるため、従来のように補
償用の副イメージセンサを必要とせず、したがって大容
量のメモリを必要としない。
つまり、欠落画素近傍の光電変換素子の情報により補正
する分だけあれば足りるからである。さらには、メモリ
容態を少な(できる分だけ処理時間も短縮でき読取りの
高速化に寄与するCととなる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図示する実施例によって詳述する。
まず、第2図に本発明のイメージセンサの単位受光素子
かの構造を示す。第2図において、半導体基板21上に
は光電変換素子であるPN接合フォトダイオード(以下
、フォトダイオード) 22a〜22gが直線状に配列
されており、その近傍には垂直電倚転送部部と電荷転送
形シフトレジスタ器が設けられている。24は出力部で
ある。
ここで、注目すべきはフォトダイオードアレイ22a〜
22gが半導体基板21の端部近くまで延在して設けら
れていることである。この点に関し、従来では信号電荷
の読取し部や配I腺の関係上フォトダイオードアレイは
どうしても端部より内側に配置せざるを得なかつ1こ。
そこで、本発明に係る単位受光素子20においてはフォ
トダイオードアレイ22a〜22gのピッチよりも電荷
転送形シフトレジスタおの転送段ピッチを小さくして出
力部24トシフトレジスタ囚をX方向(フォトダイオー
ドアレイ22a〜22gの配列方向と同じ)に収納され
ている。一方、フォトダイオードアレイ22a〜22g
はウェハを切1i、liしてチップ21に分割する際に
発生する端部付近の欠陥領域を避けてぎりぎりの端まで
配列する。例えば、チップ21の切断端面から四〜70
「μmJ&!度の近さとする。フォトダイオードアレイ
22a〜22gの各ピッチよりシフトレジスタおの転送
段ピッチは小さく、垂直電荷転送部5でピッチの差を補
うように信号電荷を転送してからシフトレジスタ田で読
出すようにする。この垂直電荷転送部にはチャネルがフ
ォトダイオードアレイ22a〜22gト対応するシフト
レジスタ乙の転送段を結ぶように斜めに設けである。ま
fこ、図示しないが垂直電荷転送部5には転送電極が設
けである。
この転送電極にクロック・ξルスを印加して通常の電荷
転送動作により信号電荷をフォトダイオードアレイ22
a〜22gからシフトレジスタ乙へ転送するかあるいは
シフトレジスタ乙に向かってIli次′it位の井戸が
深くなるような直流電圧を印加する。
第3図は単位受光素子の他の例を示すもので、各部の符
号は第2図と同じものを使用する。第2図のものと異な
るところはシフトレジスタ23の端部を屈曲させ、その
端部に出力部2Aを設けたものである。このようにする
ことで7オトダイオ一ドアレイ22a〜22gをチップ
端部に接近して設けることかできる。
次に、以上のような単位受光素子を用いた本発明に係る
マルチチップ形イメージセンザの天施例を第4図に示す
。第4図において、マルチチップ形のイメージセンサ3
0は、基板31上に第2図又は第3図に示す如ぎ複数の
単位受光素子32〜35がそのフォトダイオードアレイ
36〜39カー直細状となるように配列さJlている(
X方向)。X方向は原稿移動方向である。もつとも原稿
が竪動するかイメージセンサが移動するかは応用装置に
よって異なイ)問題である。
ここで、各単位受光素子32〜35の相隣接する素子の
端部においては、8F15図に示すように、単位受光素
子、例えば、32と33の終端フォトダイオード36a
と始i>+!4ダイオード37aの中心間隔りがフォト
ダイオードアレイのピッチPの3.5倍以下の長さとさ
れでいる。この3.5倍という値は後述するように端部
のフォトダイオードアレイ36aと37a間の間隙によ
り生ずる画素の欠落を補正し5る限度を示している。
次に勲作ケ説明t−々=、 c (1’;−fi、−4
−ジセンサ30はいわゆる密漸センザとして使用される
ものであり、1:1の結実光学系で原稿画像を読取るも
のである。その場合、各単位受光素子32〜35からの
出力信号は同時に並列的に読出してもよいし、各単位受
光素子ごとに読出してもよい。
さて、各単位受光素子32〜35の7オトダイオードア
レイ36〜39は第2図または第3図のように端部近く
まで延在されてはいるものの全く間隙がなくなった訳で
はない。そこで、本発明では次に述べるような信号補正
を行う。
中間間隔りがフォトダイオードのピッチPの1.5倍以
下(以下、L≦1.5Pのように表わす。)のととには
、端部間隙すなわち不感元部Nは1/2画素分の最さ以
下であるから、単位受光素子32〜35の出力信号をそ
のまま接続すればよい。その場合の1/2画素分の欠落
による画像の歪は実用上問題とならない。この場合の出
力信号状態は次のよう°に表わされる。
フォトダイオード 36G 、 36b 、 36a 、 37a 、 3
7b 、 37cの出力信号をそれぞれ順に Xl g X2 I X3 ツ X5 す X6 ν 
X7とするとき、合成信号は Xl・X2・X3.X59X69X7 となる。
次に、1.5P≦L≦2.5Pの場合には不感元部Nの
長さは約1画素分となるので、この不感光部Nに相当す
る出力信号を隣りの信号X3もしくはX4で置き換える
か、または両者X3とX4の平均値(X3+X4)/2
 で補正をする。この場合の合成信号は、 X1ンX29X3ghシX4りx5. x6もしくば Xl・X2IX3jX4・X4・X5ツX6または X□、X2.X3.(X3+X4)/2.X4.X5.
X6となる。
次に、2.5P≦L≦3゜5Pの場合は、不感光部Nの
長さが約2画素分となるので、不感元部Nに相当する出
力信号を両1宵りの信号X3.X4を用いて置き換える
。すなわち、合成信号は X□、X2.X3.X3.X4.X4.X5.X6また
は XI r X2 + X3+ (X3 +X4 )/2
 + CX3 +X4 )/2 。
X4.X5.X6 となる。
〔変形例〕
単位受光素子の例として第2図、第3図に示したが、本
発明はこれに限定されるものではない。
例工ば、イメージセンサとして電荷転送形イメージセン
サ以外にフォトダイオードとMOS)ランジスクのスイ
ッチ回路を組合せたものでもよい。また、シフトレジス
フ器はフォトダイオードアレイ22a〜22gの両側に
設けてもよい。
以上の説明では光電変換素子としての白黒のフォトダイ
オードを用いた例を示したが、例えば赤、緑、青の針元
感度特性を有するものを使用し、第6図のように各フォ
トダイオードを繰返し配列状態としたイメージセンサを
用いる場合でも次のような合成信号の補正をすることが
できる。なお1.36e 、36h s 36k p 
37g s 37Jは赤に感度をもつフォトダイオード
、36f 、 36i 、 37e 、 371i 、
 37には緑に感既をもつフォトダイオード、36g、
36j。
37f 、 37iは青に感度をもつフォトダイオード
である。ここに、3色のフォトダイオードのピッチをP
、単位受光素子32 、33の接続部の端部にあるそれ
ぞれの3色のフォトダイオードを1組としたときの中心
間隔をLとして(L≦1.5P) 、 (1,5P≦L
≦2.5P)、(2,5P≦L≦3.5 P ) のと
きの信号補正は上述した6例と同じに行うことかできる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマルチチップ形固体すニアイメージセン
ザの構成を示す平面図、 第2図は本発明によるマルチチップ形固体すニアイメー
ジセンザに用いられる単位受光素子の構成を示す一部省
略平面図、 第3図は他の713位受元素子の構成を示す一部省略平
面図、 第4図を1、本発明によるマルチチップ形固体すニアイ
メージセンザの実施例を示す平面図、第5図は隣接する
単位受光素子の端部の接続部を示す部分拡大図、 第6図は光電変換素子として分ye感度特性を有するも
のを用いた単位受光素子の端部の接続部を示す部分拡大
図である。 30・・・マルチチップ形固定すニアイメージセンザ、
31・・・基板、32〜35・・・単位受光素子、36
〜39・・・7オトダイオードアレイ、 36a 、 
37a・・・端部のフォトダイオード、P・・・フォト
ダイオードのピッチ、L・・・中心間隔、N・・・不感
yC部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、元に応答して信号電荷を発生する1画素分の光電変
    換累子が半導体基板上に直線状に配列されてなる単位受
    光素子を、各光電変換素子が一方向に直線状になるよ5
    複数配列させるとともに、各隣接する単位受光素子の端
    部における光電変換素子相互の中心間隔りが各光電変換
    素子のピッチの3.5倍以下となるように配列したこと
    を特徴とする固体リニアイメージセンサ。 2、特許請求の範囲第1項記載のセンサにおいて、前記
    光電変換素子は所定の分光感度特性を有し、中心間隔り
    は光電変換素子のピッチの3.5倍以下であることを%
    徴とする固体リニアイメージセンサ。 3、特許請求の範囲第1項または第2項記載のセンサに
    おいて光電変換素子は同一の分光感度特性を有すること
    を特徴とする固体リニアイメージセンサ。 4、特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の
    センサにおいて、前記中心間隔りは光電変換素子のピッ
    チPの1.5倍以下に設定され、各単位受光素子の出力
    信号は各単位受光素子の現実の配列位置に1:1で対応
    するものとして信号処理されることを特徴とする同体リ
    ニアイメージセンサ。 5、%肝請求の範囲第1項または第3項のセンサにおい
    て、前記中心間隔りは光電変換素子のピッチPの1.5
    倍〜2.5倍に設定され、各単位受′MS素子の隣接端
    部において欠除する1画素分の出力信号は隣接する一方
    の単位受光素子の端部における光電変換素子の出力信号
    、または隣接する両方の単位受光素子の端部における光
    電変換素子の出力信号の平均値により補正されることを
    特徴とする固体リニアイメージセンサ。 6、特許請求の範囲第1項または第3項記載のセンサに
    おいて、中心間隔りは光電変換素子のビッチPの2.5
    倍〜3.5倍に設定され、各単位受光素子の隣接端部に
    おいて欠除する2画素分の信号は隣接する両方の光電変
    換素子の端部における出力信号により補正されることを
    特徴とする固体リニアイメージセンサ。
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