JP2021114652A - Ｔｄｉ方式イメージセンサ、及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 相対位置が理想的な関係に保たれるＮ枚の格子画像を出力し得るＴＤＩ方式イメージセンサを提供する。【解決手段】複数の垂直転送部は、相連続するＮ個の垂直転送部から成る複数の群に分割され、各群のＮ個の垂直転送部に対応するＮ個の電荷蓄積制御ゲート（９）は、それぞれ１撮像周期中に１回、かつ一つずつ順に選択され、対応する電荷蓄積部（８）から水平転送部への信号電荷の送出を行わせる。【選択図】 図１
Description
本開示は、ＴＤＩ方式イメージセンサ、及び撮像装置に関する。本開示は特に、リモートセンシング等の分野で用いるのに適したＴＤＩ方式イメージセンサ、及びこれを用いた撮像装置に関する。
半導体基板に形成された画素アレイを備えたイメージセンサが多く開発されている。画像解像度を向上させるには画素ピッチを小さくすることが望ましいが、画素ピッチを小さくすると、画素の面積が小さくなり入射光量が減少し、Ｓ／Ｎが劣化する。イメージセンサは、例えばリモートセンシングに利用される。
リモートセンシングでは、解像度の高いモノクロ画像を撮像するパンクロマチック検出器（ＰＡ検出器）と、ＲＧＢ等のカラー画像を撮像する複数のマルチスペクトル検出器（ＭＵ検出器）とを組み合わせ、これら２種類の画像を合成（パンシャープン処理）することによって高解像度のカラー画像を得る場合がある。「ＰＡ」は、Ｐａｎｃｈｒｏｍａｔｉｃを表し、「ＭＵ」は、Ｍｕｌｔｉ−Ｓｐｅｃｔｒｕｍを表す。ＭＵ検出器は入射面側に分光フィルタを装着することで色情報を得るが、分光フィルタによって入射光量が減少するため、画素サイズをＰＡ検出器に比べて大きくすることで感度を確保している。
イメージセンサのＳ／Ｎを改善するための方法としてＴＤＩ方式がある。ここで「ＴＤＩ」は、Ｔｉｍｅ Ｄｅｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（時間遅延積分）の略である。ＴＤＩ方式は、２次元イメージセンサであるＦＦＴ型ＣＣＤを用い、電荷転送を被写体像の移動に同期させる。ここで「ＦＦＴ」は、Ｆｕｌｌ Ｆｒａｍｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（フル・フレーム・トランスファ）の略であり、「ＣＣＤ」はＣｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓの略である。リモートセンシングの場合、垂直方向の電荷転送を衛星の移動速度に合わせることでＴＤＩ動作が実現できる。垂直ＣＣＤでＭ段（Ｍ：整数）のＴＤＩ動作を行うと、蓄積時間が実効的にＭ倍となるため、感度がＭ倍になり、Ｓ／Ｎは√Ｍ倍に改善される。
また、画像解像度を向上させる方法として、オーバーサンプリングという手法がある。オーバーサンプリングでは、画素ピッチが等しい２本のイメージセンサを用い、これらを互いに垂直方向及び水平方向に画素ピッチの１／２だけずれた撮像画像が得られるように配置し、得られた２枚の撮像画像を合成することで、斜め格子の画像を生成し、さらに画素補間することによって、解像度が２倍の高精細画像を得る。オーバーサンプリングでは２本のイメージセンサの相対的な位置関係が正確であることが重要であり、別々のチップを並べて実装するといった方法では位置精度が不足する。そのため、一つのチップ上に２本のイメージセンサを半導体製造プロセスによって形成するといった方法が採用される。
イメージセンサの数を２に限定せず、一般化して、Ｎ本（Ｎ：２以上の整数）のイメージセンサを用いることも提案されている。Ｎ本のイメージセンサを用いる場合、これらは互いに垂直方向及び水平方向に画素ピッチの１／Ｎずつずれた撮像画像が得られるように配置される。
特許文献１の図３及び図４は、２本のイメージセンサの組み合わせでオーバーサンプリング検出器を構成した人工衛星搭載光学センサの例である。
特許文献１に記載のように、２本のイメージセンサの組み合わせでオーバーサンプリングを行う場合、２枚の撮像画像が垂直方向及び水平方向にそれぞれ画素ピッチの１／２だけずれた撮像画像を得る必要がある。垂直方向及び水平方向にそれぞれ画素ピッチの１／２だけずれた撮像画像を得るには、イメージセンサを水平方向に画素ピッチの１／２だけずれ、かつ垂直方向１／２と０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離だけずれた位置に配置すれば良い。
半導体製造プロセスを用いて単一チップ上に２本のイメージセンサを形成することで、２本のイメージセンサの相対位置については、高い精度を実現することができる。一方、被写体像の移動方向は、衛星の摂動の影響、姿勢制御の問題等のために変動する場合がある。この変動があると、２枚の撮像画像の相対位置が理想とする位置関係から外れてしまう。特に、２本のイメージセンサ間の垂直方向の距離Ｌに比例して撮像画像間のずれ量が拡大する。また、撮像光学系の影響で被写体像（検出器面上に投影される光学像）に歪がある場合にも、イメージセンサ間の距離Ｌが大きいほど、２枚の撮像画像の相対位置の、理想とする位置関係からのずれが大きくなる。
このように、２本のイメージセンサの組み合わせを用いる従来のオーバーサンプリング検出器では、イメージセンサ間の距離Ｌが大きいほど２枚の撮像画像の相対位置の、理想的な位置関係からのずれが大きくなり、合成画像の質が低下する。
また、２本のイメージセンサの組み合わせを用いる従来のオーバーサンプリング検出器は、イメージセンサを単独で使用する場合に比べて出力チャネル数及び消費電力が倍増する。そのため、そのような従来のオーバーサンプリング検出器を用いた撮像装置は、消費電力が増加して装置が大型化するといった問題があった。とりわけ、カラー撮像装置の場合は、ＭＵ検出器として色（バンド）の数に応じた数のイメージセンサを配置するため、この問題がより顕著になっていた。
これらの問題は、オーバーサンプリングのために組み合わせて用いられるイメージセンサの数が増えるほど一層顕著となる。
本開示に係るＴＤＩ方式イメージセンサは、
水平方向及び垂直方向に配列され、各々光電変換を行う複数のサブ画素を有する画素アレイと、
水平方向の異なる位置において垂直方向に配列された複数の前記サブ画素で光電変換により発生された信号電荷を時間遅延積分して前記垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、
前記複数の垂直転送部により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
前記水平転送部により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力する少なくとも一つの出力回路と、
それぞれ前記複数の垂直転送部に対応して設けられ、各々対応する垂直転送部で転送された信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、
それぞれ前記電荷蓄積部に対応して設けられ、各々対応する電荷蓄積部に蓄積された信号電荷の、前記水平転送部への送出を制御する複数の電荷蓄積制御ゲートとを有し、
前記複数の垂直転送部は、各々相連続するＮ個（Ｎは２以上の整数）の前記垂直転送部から成る複数の群に分割され、
前記垂直転送部は、１撮像周期中に、サブ画素Ｎ個分の垂直転送を行ない、
各群のＮ個の垂直転送部に対応するＮ個の電荷蓄積制御ゲートは、それぞれ１撮像周期中に１回、かつ一つずつ順に選択され、対応する電荷蓄積部から前記水平転送部への信号電荷の送出を行わせる。
水平方向及び垂直方向に配列され、各々光電変換を行う複数のサブ画素を有する画素アレイと、
水平方向の異なる位置において垂直方向に配列された複数の前記サブ画素で光電変換により発生された信号電荷を時間遅延積分して前記垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、
前記複数の垂直転送部により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
前記水平転送部により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力する少なくとも一つの出力回路と、
それぞれ前記複数の垂直転送部に対応して設けられ、各々対応する垂直転送部で転送された信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、
それぞれ前記電荷蓄積部に対応して設けられ、各々対応する電荷蓄積部に蓄積された信号電荷の、前記水平転送部への送出を制御する複数の電荷蓄積制御ゲートとを有し、
前記複数の垂直転送部は、各々相連続するＮ個（Ｎは２以上の整数）の前記垂直転送部から成る複数の群に分割され、
前記垂直転送部は、１撮像周期中に、サブ画素Ｎ個分の垂直転送を行ない、
各群のＮ個の垂直転送部に対応するＮ個の電荷蓄積制御ゲートは、それぞれ１撮像周期中に１回、かつ一つずつ順に選択され、対応する電荷蓄積部から前記水平転送部への信号電荷の送出を行わせる。
本開示に係る撮像装置は、
パンクロマチック検出器と、複数バンドのマルチスペクトル検出器とを有し、
前記パンクロマチック検出器は、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数バンドのマルチスペクトル検出器は、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、
前記第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、前記第１種のＴＤＩ方式イメージセンサよりも画素ピッチが大きく、
前記Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサは、水平方向に互いに画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に互いに１／Ｎと０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずれた位置に配置されており、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々は、水平方向に画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の格子画像を出力する。
パンクロマチック検出器と、複数バンドのマルチスペクトル検出器とを有し、
前記パンクロマチック検出器は、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数バンドのマルチスペクトル検出器は、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、
前記第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、前記第１種のＴＤＩ方式イメージセンサよりも画素ピッチが大きく、
前記Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサは、水平方向に互いに画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に互いに１／Ｎと０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずれた位置に配置されており、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々は、水平方向に画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の格子画像を出力する。
本開示に係るＴＤＩ方式イメージセンサは、単独で、水平方向に画素ピッチの１／Ｎずつずれかつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の画像を出力することができる。従って、出力されるＮ枚の画像の相対位置が、理想的な位置関係に保たれる。そのため、上記のＮ枚の画像を合成することで優れた高精細画像を得ることができる。
本開示に係る撮像装置によれば、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々から出力されるＮ枚の格子画像が、Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサから出力されるＮ枚の格子画像とそれぞれ同じ画素配列を有するので、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの出力に対するオーバーサンプリングの画像処理を第１のＴＤＩ方式イメージセンサの出力に対するオーバーサンプリングの画像処理と同じ方法で行うことができ、オーバーサンプリングの画像処理で得られた画像を用いて行われるパンシャープン処理等の画像処理が容易であり、かつ、撮像装置を全体としてより小さくすることができ、消費電力も少なくなる。
実施の形態１．
図１は実施の形態１によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。
以下では、１以上のＴＤＩ方式イメージセンサで構成される検出器がリモートセンシング等の分野で使用される場合、例えば人工衛星に搭載され、地表の２次元画像を撮影するために使用される場合を想定して説明する。
図１は実施の形態１によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。
以下では、１以上のＴＤＩ方式イメージセンサで構成される検出器がリモートセンシング等の分野で使用される場合、例えば人工衛星に搭載され、地表の２次元画像を撮影するために使用される場合を想定して説明する。
図１に示されるＴＤＩ方式イメージセンサは、半導体基板に形成されたＣＣＤ検出器で構成されものであり、２次元の画素アレイ３を有する。画素アレイ３は、各々光電変換を行う複数のサブ画素２により構成される。
複数のサブ画素２は格子配列されている。サブ画素２の格子配列とは、格子の各格子点にサブ画素２が配置されていることを意味する。従って、サブ画素２は、水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）に配列されている。水平方向の異なる位置において垂直方向に配列されたサブ画素により複数のサブ画素列が形成される。水平方向（行方向）は、図１において横方向であり、垂直方向（列方向）は、図１において縦方向である。
画素アレイ３の、垂直方向に隣り合う２つの行内に位置し、各行内で水平方向に隣り合う２つのサブ画素、即ち２行２列の格子配列されたサブ画素２により１つの画素１が構成されている。１以上のＴＤＩ方式イメージセンサで検出器（例えば後述のＭＵ検出器）が構成される場合、画素１は、当該検出器の１つの画素となる。
隣り合う２つのサブ画素列により１つの画素列が構成されている。サブ画素２との区別のため画素１を複合画素と言うことがある。各サブ画素２はいずれか１つの画素１にのみ属する。
隣り合う２つのサブ画素列により１つの画素列が構成されている。サブ画素２との区別のため画素１を複合画素と言うことがある。各サブ画素２はいずれか１つの画素１にのみ属する。
サブ画素２は行方向及び列方向に等しいピッチで配置されている。画素１も行方向及び列方向に等しいピッチｐで配置されている。画素１のピッチｐはサブ画素２のピッチの２倍である。
また、ＴＤＩ方式イメージセンサでは、垂直方向の画素数に比べて、水平方向の画素数がはるかに多く、ＴＤＩ方式イメージセンサは、全体として水平方向に細長い形状を有することが一般的である。
以上のように、画素アレイ３は、周期的に配置されたサブ画素２、画素１、及びサブ画素列、及び画素列を有するものである。画素アレイ３は、水平方向に、２つのサブ画素列を１周期とする周期構造を有するものであると言える。
画素アレイの一方の端部、例えば図１において左の端から数えて奇数番目のサブ画素列及び偶数番目のサブ画素列を、以下では単に「奇数番目のサブ画素列」及び「偶数番目のサブ画素列」と言うことがある。
半導体基板内において各サブ画素列に沿って形成された垂直転送チャネル４と、半導体基板表面上に形成された垂直転送電極(図１には示されていない)とにより、垂直転送部としての垂直ＣＣＤ５が構成されている。
奇数番目のサブ画素列を含む垂直ＣＣＤを奇数番目の垂直ＣＣＤと言い、偶数番目のサブ画素列を含む垂直ＣＣＤを偶数番目の垂直ＣＣＤと言う。
奇数番目のサブ画素列を含む垂直ＣＣＤを奇数番目の垂直ＣＣＤと言い、偶数番目のサブ画素列を含む垂直ＣＣＤを偶数番目の垂直ＣＣＤと言う。
ある奇数番目の垂直ＣＣＤとそれに対して一方の側、例えば右側で隣接する偶数番目の垂直ＣＣＤとは一つの群を成すとみることができる。
各垂直ＣＣＤ５は、対応するサブ画素列内のサブ画素２で発生した信号電荷を垂直方向に、具体的には、図１において下方に垂直転送する。
垂直ＣＣＤ５により垂直転送された信号電荷は、水平転送部としての水平ＣＣＤ６で水平方向に、例えば図１で右方向に水平転送され、水平ＣＣＤ６の端部に接続された出力回路７から、転送された信号電荷の量を表す画素信号が出力される。
出力回路７から順次出力される画素信号の時系列は、格子画像を表す。格子画像は各格子点を中心とする領域内で発生した信号電荷の量を表す画素信号の集合で構成されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサは、垂直方向がＡＴ方向に一致し、水平方向がＣＴ方向に一致するように、配置されている。ここで「ＡＴ」はＡｌｏｎｇ Ｔｒａｃｋの略であり、ＡＴ方向は衛星の進行方向である。「ＣＴ」はＣｒｏｓｓ Ｔｒａｃｋの略である。ＣＴ方向はＡＴ方向に垂直である。
各垂直ＣＣＤ５の終端、即ち各垂直ＣＣＤ５と水平ＣＣＤ６とが互いに接続される部分には電荷蓄積ゲート（ＳＴ）８と電荷蓄積制御ゲート（ＳＣ）９とが形成されている。
複数の電荷蓄積ゲート８のうち、奇数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号８−１で示し、偶数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号８−２で示す。同様に、複数の電荷蓄積制御ゲート９のうち、奇数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号９−１で示し、偶数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号９−２で示す。電荷蓄積ゲート８−１及び８−２は互いに電気的に独立しており、電荷蓄積制御ゲート９−１及び９−２は互いに電気的に独立している。
複数の電荷蓄積ゲート８のうち、奇数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号８−１で示し、偶数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号８−２で示す。同様に、複数の電荷蓄積制御ゲート９のうち、奇数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号９−１で示し、偶数番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号９−２で示す。電荷蓄積ゲート８−１及び８−２は互いに電気的に独立しており、電荷蓄積制御ゲート９−１及び９−２は互いに電気的に独立している。
ゲート８及び９は、図示しない駆動部により制御される。即ち、これらのゲートの制御のためのクロックは、図示しない駆動部から供給される。
各電荷蓄積ゲート８と、垂直転送チャネルのうち当該電荷蓄積ゲート８の下に位置する部分とにより、１つの電荷蓄積部が形成されている。
図２は、図１に示した概略レイアウトにおいて、垂直ＣＣＤ５と水平ＣＣＤ６との接続部付近のレイアウトの詳細を示した拡大図である。図２は垂直ＣＣＤ５が４相駆動ＣＣＤである場合を示している。４つの垂直転送電極１０−１〜１０−４で１組の垂直転送電極１０が構成されている。画素アレイ３には複数組の垂直転送電極１０が設けられている。
垂直転送電極１０−１〜１０−４は金属配線１５によって入出力パッド１６に接続されており、外部から入出力パッド１６を介して垂直転送クロックφＶ１〜φＶ４が垂直転送電極１０−１〜１０−４に与えられると、信号電荷が図２で下方へとＣＣＤ転送される。このとき、垂直ＣＣＤの転送速度を衛星の進行に伴う被写体像の移動速度と一致させるとＴＤＩ（時間遅延積分）動作が実現できる。
図２は水平ＣＣＤ６が２相駆動ＣＣＤである場合を示している。隣り合う水平転送電極１２−１と水平転送電極１３−１とが電気的に接続されて水平転送電極対１４−１（Ｈ１）を形成する。隣り合う水平転送電極１２−２と水平転送電極１３−２とが電気的に接続されて水平転送電極対１４−２（Ｈ２）を形成する。隣り合う水平転送電極対１４−１と水平転送電極対１４−２とで１組の水平転送電極１４を構成する。１組の水平転送電極１４とその下に位置する転送チャネル１１とで、水平ＣＣＤ６の１段分を構成する。また、半導体基板内に形成された転送チャネル１１と半導体基板表面上に形成された複数組の水平転送電極１４とで水平ＣＣＤ６を形成している。
奇数番目の垂直ＣＣＤ５の各々の転送チャネル４は水平転送電極１２−２（φＨ２側）の下で水平転送チャネル１１へと接続されている。また、偶数番目の垂直ＣＣＤ５の各々の転送チャネル４は水平転送電極１２−１（φＨ１側）の下で水平転送チャネル１１へと接続されている。
転送チャネル１１は、水平転送電極１３−１の下方よりも、水平転送電極１２−１の下方の方が、ポテンシャルが深くなるように、かつ水平転送電極１３−２の下方よりも、水平転送電極１２−２の下方の方が、ポテンシャルが深くなるように形成されている。そのため、電極Ｈ１と電極Ｈ２とに外部から入出力パッド１６を介して水平転送クロックφＨ１〜φＨ２が与えられると、水平転送電極対１４−１、１４−２の各々の下に図面で右に向かって深くなる階段状のポテンシャル分布が形成され、信号電荷が図面右方へとＣＣＤ転送される。
図２において、各垂直ＣＣＤ５の終端、即ち図面で下端に位置する電荷蓄積ゲート８で構成される電荷蓄積部で、当該垂直ＣＣＤ５を転送されてきた信号電荷の加算を行う。垂直ＣＣＤ５はサブ画素２で発生する信号電荷をサブ画素ごとに分離して転送するが、電荷蓄積制御ゲート９を閉じたままにしておくと、転送されてきた信号電荷は電荷蓄積ゲート８の下方に蓄えられたままになる。この後、転送されてくる信号電荷は、それ以前に蓄積されていた信号電荷に加えられる。従って、垂直ＣＣＤ５を２段転送する間に１度だけ電荷蓄積制御ゲート９を開けるような駆動クロックを与えると、垂直方向に隣接する２個のサブ画素２の信号電荷が加算され、加算で得られた信号電荷が水平ＣＣＤ６へと送出される。
以下では、特許文献１に記載されたイメージセンサに相当する構成を比較例として説明する。なお、特許文献１の図２及び図４に示されるマルチスペクトルセンサの画素１４、１４ａ又は１４ｂの１／４の領域が本開示の「サブ画素」に相当するので、以下では、比較例において、特許文献１の画素１４、１４ａ又は１４ｂの１／４の領域に相当するものを「サブ画素」と言う。
次に、本実施の形態による信号加算動作について、比較例の信号加算動作と比較して、図面を用いて説明する。
初めに、比較例のＴＤＩ方式イメージセンサを用いた信号加算動作について説明する。
図１９は、比較例のＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。図１９に示される構成は、特許文献１の図２に示された構成、即ち、垂直方向に２サブ画素分の時間蓄積（信号加算）を行うとともに、水平方向に２サブ画素分の時間蓄積（信号加算）を行う構成に相当する。
図１９は、比較例のＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。図１９に示される構成は、特許文献１の図２に示された構成、即ち、垂直方向に２サブ画素分の時間蓄積（信号加算）を行うとともに、水平方向に２サブ画素分の時間蓄積（信号加算）を行う構成に相当する。
図１９において、電荷蓄積ゲート８と電荷蓄積制御ゲート９とがそれぞれ一続きに形成されている。即ち、図１に示される複数のゲート８−１及び８−２から成るゲート群の代わりに、単一の横方向に延びた部材で、ゲート８が形成されており、図１に示される複数のゲート９−１及び９−２から成るゲート群の代わりに、単一の横方向に延びた部材で、ゲート９が形成されている点が、図１に示した本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサと異なっている。
図２０（ａ）〜（ｅ）は、図１９に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作を説明するための図である。図２０（ａ）〜（ｅ）において、〇、●、△、▲印が、各サブ画素２で発生して転送される信号電荷１７を模式的に表している。
図２１は、図１９に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサを駆動するためのクロックのタイミング図である。
まず、図２０（ａ）に示すように、サブ画素２で発生した信号電荷１７は、サブ画素単位で分離されて蓄積され、転送される。図２０（ｂ）に示すように、垂直方向に１段分の転送制御（そのためのクロックの印加）が行われると、信号電荷１７がサブ画素１個分だけ図面下方へと移動する。同時に、図２０（ａ）において画素アレイの最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７は、図２０（ｂ）では電荷蓄積ゲート８の下へと移動する。
次に、図２０（ｃ）で垂直方向に１段分の転送制御が行われると、信号電荷１７がサブ画素１個分だけ図面下方へと移動する。同時に、図２０（ｂ）において画素アレイの最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７は、図２０（ｃ）では電荷蓄積ゲート８の下へと移動し、図２０（ｂ）の時点で電荷蓄積ゲート８の下に保持されていた信号電荷１７に加えられる。すなわち、各サブ画素列内で垂直方向に隣接するに２個のサブ画素の信号電荷１７が加算される。
次に、図２０（ｄ）で電荷蓄積制御ゲート９が開くと、電荷蓄積ゲート８の下に保持されていた信号電荷１７が水平ＣＣＤ６へと送出される。次に、図２０（ｅ）において、電荷蓄積制御ゲート９が閉じられ、水平ＣＣＤ６へと移動した信号電荷が水平ＣＣＤ６の転送動作によって図面右方へと転送され、水平ＣＣＤ６の終端（右端）で、水平方向の信号加算動作が行われ、加算の結果得られる各画素の信号が出力回路７から出力される。出力される各画素の信号は、当該画素を構成する２行２列のサブ画素で発生した信号電荷の合計を表すものとなる。出力される信号の時系列は格子画像を表す。
次に、本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いた信号加算動作について説明する。
図３（ａ）〜（ｈ）は、図１に示した本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作を説明するための図である。図３（ａ）〜（ｈ）において、〇、●、△、▲印が、各サブ画素２で発生して転送される信号電荷１７を模式的に示している。
図３（ａ）〜（ｈ）は、図１に示した本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作を説明するための図である。図３（ａ）〜（ｈ）において、〇、●、△、▲印が、各サブ画素２で発生して転送される信号電荷１７を模式的に示している。
図３（ａ）に示すように、サブ画素２で発生した信号電荷１７は、サブ画素単位で分離されて蓄積され、転送される。図３（ｂ）に示すように、垂直方向に１段分の転送制御が行われると、信号電荷１７がサブ画素１個分だけ図面下方へと移動する。同時に、図３（ａ）において画素アレイの奇数番目の垂直ＣＣＤの最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７が、図３（ｂ）では電荷蓄積ゲート８−１の下へと移動する。
次に、図３（ｃ）で垂直方向に１段分の転送制御が行われると、信号電荷１７がサブ画素１個分だけ図面下方へと移動する。同時に、図３（ｂ）において奇数番目の垂直ＣＣＤ５の最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７が、図３（ｃ）では電荷蓄積ゲート８−１の下へと移動し、図３（ｂ）の時点で電荷蓄積ゲート８−１の下に保持されていた信号電荷１７に加えられる。すなわち、奇数番目のサブ画素列内の、垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷１７が加算される。同時に、図３（ｂ）において偶数番目の垂直ＣＣＤの最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７が、図３（ｃ）では電荷蓄積ゲート８−２の下へと移動する。
次に、図３（ｄ）で電荷蓄積制御ゲート９−１が開くと、電荷蓄積ゲート８−１の下に保持されていた信号電荷１７が水平ＣＣＤ６へと送出される。このとき、電荷蓄積制御ゲート９−２は閉じたままであり、電荷蓄積ゲート８−２の下に保持されていた信号電荷１７はそのまま保持される。次に、図３（ｅ）において、電荷蓄積制御ゲート９−１が閉じられ、水平ＣＣＤ６へと移動した信号電荷が水平ＣＣＤ６の転送動作によって図面右方へと転送され、出力回路７から画素信号として出力される。このとき、水平ＣＣＤ６の終端（右端）で水平方向の信号加算は行われない。出力される画素信号の各々は、奇数番目のサブ画素列内の垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷の合計を表す。
次に、図３（ｆ）で垂直方向に１段分の転送制御が行われると、信号電荷１７がサブ画素１個分だけ図面下方へと移動する。同時に、図３（ｅ）において偶数番目の垂直ＣＣＤ５の最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７が、図３（ｆ）では電荷蓄積ゲート８−２の下へと移動し、図３（ｅ）の時点で電荷蓄積ゲート８−２の下に保持されていた信号電荷１７に加えられる。すなわち、偶数番目のサブ画素列内の、垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷１７が加算される。同時に、図３（ｅ）において奇数番目の垂直ＣＣＤ５の最下段のサブ画素２に蓄積されていた信号電荷１７が、図３（ｆ）では電荷蓄積ゲート８−１の下へと移動する。
次に、図３（ｇ）で電荷蓄積制御ゲート９−２が開くと、電荷蓄積ゲート８−２の下に保持されていた信号電荷１７が水平ＣＣＤ６へと送出される。このとき、電荷蓄積制御ゲート９−１は閉じたままであり、電荷蓄積ゲート８−１の下に保持されていた信号電荷１７はそのまま保持される。次に、図３（ｈ）において、電荷蓄積制御ゲート９−２が閉じられ、水平ＣＣＤ６へと移動した信号電荷が水平ＣＣＤ６の転送動作によって図面右方へと転送され、出力回路７から画素信号として出力される。このとき、水平ＣＣＤ６の終端（右端）で水平方向の信号加算は行われない。出力される画素信号の各々は、偶数番目のサブ画素列内の垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷の合計を表す。
以上のように、本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、信号加算されるサブ画素の組み合わせが、奇数番目のサブ画素列と偶数番目のサブ画素列とで垂直方向にサブ画素１個分だけずれる。
図４は、図１に示した本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサを駆動するためのクロックのタイミング図である。図４において、Ｔａ〜Ｔｈが、それぞれ図３（ａ）〜（ｈ）に示される動作のタイミングを示す。
図４に示した駆動クロックは、奇数番目の垂直ＣＣＤ５に対応する電荷蓄積ゲート８−１及び電荷蓄積制御ゲート９−１に与えられるφＳＴ−Ａクロック及びφＳＣ−Ａクロックと、偶数番目の垂直ＣＣＤ５に対応する電荷蓄積ゲート８−２及び電荷蓄積制御ゲート９−２に与えられるφＳＴ−Ｂクロック及びφＳＣ−Ｂクロックとが、撮像周期の１／２だけずれている点で、図２１に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサの駆動クロックと異なっている。
本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、奇数番目の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積ゲート８−１の下に保持されていた、垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷は、図４のタイミングＴｄでφＳＴ−ＡクロックがＨになると水平ＣＣＤ６の電極φＨ２の下へと転送され、その後、水平ＣＣＤによって水平転送され、転送された信号電荷の量を表す画素信号が出力回路７から出力される。
一方、偶数番目の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積ゲート８−２の下に保持されていた、垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷は、図４のタイミングＴｇでφＳＴ−ＢクロックがＨになると水平ＣＣＤ６の電極φＨ１の下へと転送され、その後、水平ＣＣＤによって水平転送され、転送された信号電荷の量を表す画素信号が出力回路７から出力される。
一方、偶数番目の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積ゲート８−２の下に保持されていた、垂直方向に隣接する２個のサブ画素の信号電荷は、図４のタイミングＴｇでφＳＴ−ＢクロックがＨになると水平ＣＣＤ６の電極φＨ１の下へと転送され、その後、水平ＣＣＤによって水平転送され、転送された信号電荷の量を表す画素信号が出力回路７から出力される。
以上の動作の結果、本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、１撮像周期にサブ画素２個分の垂直転送が行われ、奇数番目のサブ画素列で発生した信号電荷に対応する画素信号と偶数番目のサブ画素列で発生した信号電荷に対応する画素信号とは、それぞれ１撮像周期に１回、撮像周期の１／２だけ異なるタイミングで、即ち交互に読み出される。
複数の撮像周期に亘り順次読み出される画素信号の時系列により、２次元の格子画像が構成される。
複数の撮像周期に亘り順次読み出される画素信号の時系列により、２次元の格子画像が構成される。
次に、本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングについて、比較例のＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングと比較して、図面を参照して説明する。
初めに、比較例のＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングについて説明する。オーバーサンプリングを行うには、例えば図１９及び図２０(ａ）〜（ｅ）に示されるＴＤＩ方式イメージセンサを２本用いる。これらのＴＤＩ方式イメージセンサの画素アレイは、水平方向に画素ピッチｐの１／２だけずれ、垂直方向に１／２と０以上の整数との和と画素ピッチｐとの積で与えられる距離だけずれている。
即ち上記の距離Ｅｓは、上記の整数をＦｓとすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ＝｛（１／２）＋Ｆｓ｝×ｐ
即ち上記の距離Ｅｓは、上記の整数をＦｓとすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ＝｛（１／２）＋Ｆｓ｝×ｐ
２本のＴＤＩ方式イメージセンサの各々においては、図２０（ａ）〜（ｅ）を参照して説明したように、垂直方向にサブ画素２個分の信号電荷の加算が行われ、水平方向にサブ画素２個分の信号電荷の加算が行われ、各々２行２列のサブ画素の信号電荷の合計を表す画素信号が出力される。
そのような２本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせは、特許文献１の図４に示されるマルチスペクトルセンサに相当する。
そのような２本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせは、特許文献１の図４に示されるマルチスペクトルセンサに相当する。
図２２（ａ）は、上記の２本のＴＤＩ方式イメージセンサのうち１本のＴＤＩ方式イメージセンサから得られる格子画像を模式的に表すものである。
〇印１８ａは各画素の領域１ａの中心を示す。複数の領域１ａの上記の中心１８ａは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ち格子点に配置されている。格子点の間隔ｐは、マルチスペクトルセンサの画素ピッチに対応する。
〇印１８ａは各画素の領域１ａの中心を示す。複数の領域１ａの上記の中心１８ａは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ち格子点に配置されている。格子点の間隔ｐは、マルチスペクトルセンサの画素ピッチに対応する。
図２２（ｂ）は上記の２本のＴＤＩ方式イメージセンサのうち、別の１本のＴＤＩ方式イメージセンサから得られる格子画像を模式的に表すものである。
●印１８ｂは各画素の領域１ｂの中心を示す。複数の領域１ｂの上記の中心１８ｂは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ち格子点に配置されている。格子点の間隔ｐは、マルチスペクトルセンサの画素ピッチに対応する。
●印１８ｂは各画素の領域１ｂの中心を示す。複数の領域１ｂの上記の中心１８ｂは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ち格子点に配置されている。格子点の間隔ｐは、マルチスペクトルセンサの画素ピッチに対応する。
なお、図２２（ａ）の画素の領域１ａには、ハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが市松模様を成すように配置されているが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。同様に、図２２（ｂ）の画素の領域１ｂには、ハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが市松模様を成すように配置されているが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。
図２２（ａ）及び（ｂ）に示される格子画像としては、理想的には互いに垂直方向及び水平方向に画素ピッチの１／２だけずれたもの、即ち被写体の同じ点が垂直方向及び水平方向に画素ピッチの１／２だけずれた位置に現れるものが得られるが、図２２（ａ）及び（ｂ）にはそのずれが示されていない。
比較例のＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングでは、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示される、２枚の格子画像を、互いに画素ピッチの１／２だけずらして重ね合わせる。その結果得られる画像は、その画素の領域の中心１８ａ及び１８ｂが図２２（ｃ）に示すような斜め格子の格子点に位置する配列になる。図２２（ｃ）に示した画素データが得られていない格子点１９の画素データを、周囲の画素の画素データを用いて補間することにより、垂直方向及び水平方向の解像度が２倍である高精細画像を得る。
次に、本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングについて説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサで得られた画像を用いたオーバーサンプリングを説明するための図である。
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサで得られた画像を用いたオーバーサンプリングを説明するための図である。
図５（ａ）は、図３（ａ）〜（ｈ）に示した本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作において、奇数番目のサブ画素列の信号電荷を読み出すことで得られる格子画像を模式的に表すものである。
図５（ａ）の領域１ａが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサ１つの画素の領域に対応し、図５（ａ）の領域２ａが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサの１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ａは、本実施の形態による信号加算動作において、奇数番目のサブ画素列内の、垂直方向に信号加算される２個のサブ画素の領域である。
図５（ａ）の領域１ａが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサ１つの画素の領域に対応し、図５（ａ）の領域２ａが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサの１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ａは、本実施の形態による信号加算動作において、奇数番目のサブ画素列内の、垂直方向に信号加算される２個のサブ画素の領域である。
〇印１８ａは２個のサブ画素から成る領域２０ａの各々の中心を示す。複数の領域２０ａの上記の中心１８ａは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ちそれぞれ格子点に配置されている。格子点の間隔ｐはイメージセンサの画素ピッチに対応する。
領域２１ａは偶数番目のサブ画素列の領域であり、奇数番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ａからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図５（ａ）の格子点１８ａを中心とする領域２０ａで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば前半の１／２撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
領域２１ａは偶数番目のサブ画素列の領域であり、奇数番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ａからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図５（ａ）の格子点１８ａを中心とする領域２０ａで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば前半の１／２撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
なお、図５（ａ）の信号加算されるサブ画素の領域２０ａには、ハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが垂直方向に交互に並んでいるが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。
図５（ｂ）は、図３（ａ）〜（ｈ）に示した本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作において偶数番目のサブ画素列の信号電荷を読み出すことで得られる格子画像を模式的に表すものである。
図５（ｂ）の領域１ｂが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサの１つの画素の領域に対応し、図５（ｂ）の領域２ｂが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサの１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ｂは、本実施の形態による信号加算動作において、偶数番目のサブ画素列内の、垂直方向に信号加算される２個のサブ画素の領域を示す。
図５（ｂ）の領域１ｂが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサの１つの画素の領域に対応し、図５（ｂ）の領域２ｂが本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサの１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ｂは、本実施の形態による信号加算動作において、偶数番目のサブ画素列内の、垂直方向に信号加算される２個のサブ画素の領域を示す。
●印１８ｂは２個のサブ画素から成る領域２０ｂの各々の中心を示す。複数の領域２０ｂの上記の中心１８ｂは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ちそれぞれ格子点に配置されている。格子点の間隔ｐはイメージセンサの画素ピッチに対応する。
領域２１ｂは奇数番目のサブ画素列の領域であり、奇数番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ｂからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図５（ｂ）の格子点１８ｂを中心とする領域２０ｂで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば後半の１／２撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
領域２１ｂは奇数番目のサブ画素列の領域であり、奇数番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ｂからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図５（ｂ）の格子点１８ｂを中心とする領域２０ｂで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば後半の１／２撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
なお、図５（ｂ）の信号加算されるサブ画素の領域２０ｂにはハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが垂直方向に交互に並んでいるが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。
本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングによる画像処理では、図５（ａ）及び（ｂ）に示した２枚の格子画像をそのまま重ね合わせる。図５（ａ）の格子点１８ａと図５（ｂ）の格子点１８ｂとは、もともと垂直方向及び水平方向にそれぞれ画素ピッチの１／２だけずれて配置されているため、これらをそのまま重ね合わせることで図５（ｃ）に示すような斜め格子配列の画像が得られる。
これに加えて、図５（ｃ）に示した画素データが得られていない格子点１９の画素データを周囲の画素の画素データを用いて補間することにより、垂直方向及び水平方向の解像度が２倍である高精細画像を得る。
これに加えて、図５（ｃ）に示した画素データが得られていない格子点１９の画素データを周囲の画素の画素データを用いて補間することにより、垂直方向及び水平方向の解像度が２倍である高精細画像を得る。
図２２（ｃ）に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサによるオーバーサンプリングで得られた画像と図５（ｃ）に示した本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサによるオーバーサンプリングで得られた画像とは、画素配列が一致する。すなわち、比較例のオーバーサンプリングでは２本のＴＤＩ方式イメージセンサを用いて高精細画像を取得しているのに対し、本実施の形態によるオーバーサンプリングでは、単一のＴＤＩ方式イメージセンサで、比較例と同じ解像度の高精細画像を取得することができる。
ここで、単一のＴＤＩ方式イメージセンサを用いてオーバーサンプリングを行うことの利点について図面を参照して説明する。
図２３（ａ）及び（ｂ）は、比較例による、２本のＴＤＩ方式イメージセンサを用いるオーバーサンプリングについて、衛星の進行に伴う被写体像の移動方向と画素アレイの配列方向との関係を示す図である。
図２３（ａ）及び（ｂ）において、２本のＴＤＩ方式イメージセンサの画素アレイ３ａと画素アレイ３ｂとは、水平方向に画素ピッチｐの１／２だけずれ、垂直方向に距離Ｌだけずれるように配置されている。
図２３（ａ）及び（ｂ）において、２本のＴＤＩ方式イメージセンサの画素アレイ３ａと画素アレイ３ｂとは、水平方向に画素ピッチｐの１／２だけずれ、垂直方向に距離Ｌだけずれるように配置されている。
従って、画素アレイ３ａ、３ｂの対応する画素（画素アレイ内における位置が同じである画素Ｐｘ：ハッチングで示す）は、水平方向に間隔ｐ／２だけ離れている。
図２３（ａ）は、被写体像の移動方向Ｄｍが画素アレイの垂直方向Ｄｖと一致している場合を示すもので、このとき得られる２枚の格子画像（対応する画素Ｐｘ）は水平方向にｐ／２だけずれている。
図２３（ｂ）は、被写体像の移動方向Ｄｍが画素アレイの垂直方向Ｄｖに対して角度θだけ傾いている場合を示すもので、このとき得られる２枚の格子画像（対応する画素Ｐｘ）は水平方向に
Ｄｓ＝（ｐ／２＋Ｌｔａｎθ）
だけずれている。すなわち、２枚の格子画像の相対位置がオーバーサンプリングにおいて理想とする位置から水平方向にＬｔａｎθだけ外れてしまう。ＴＤＩ方式イメージセンサは、ＴＤＩ段数（垂直方向に並んだ画素の数）が多い程画素アレイの垂直方向の寸法が大きく、また、水平ＣＣＤが画素アレイの下方に配置される。そのため、オーバーサンプリング検出器を構成する、上下に並べられた２本のＴＤＩ方式イメージセンサでは、一般的に画素ピッチｐが数μｍから数十μｍ程度であるのに対し、距離Ｌが数ｍｍ程度と長くなる。その結果、角度のずれθがわずかであっても２枚の格子画像の位置ずれが大きくなる。
図２３（ｂ）は、被写体像の移動方向Ｄｍが画素アレイの垂直方向Ｄｖに対して角度θだけ傾いている場合を示すもので、このとき得られる２枚の格子画像（対応する画素Ｐｘ）は水平方向に
Ｄｓ＝（ｐ／２＋Ｌｔａｎθ）
だけずれている。すなわち、２枚の格子画像の相対位置がオーバーサンプリングにおいて理想とする位置から水平方向にＬｔａｎθだけ外れてしまう。ＴＤＩ方式イメージセンサは、ＴＤＩ段数（垂直方向に並んだ画素の数）が多い程画素アレイの垂直方向の寸法が大きく、また、水平ＣＣＤが画素アレイの下方に配置される。そのため、オーバーサンプリング検出器を構成する、上下に並べられた２本のＴＤＩ方式イメージセンサでは、一般的に画素ピッチｐが数μｍから数十μｍ程度であるのに対し、距離Ｌが数ｍｍ程度と長くなる。その結果、角度のずれθがわずかであっても２枚の格子画像の位置ずれが大きくなる。
図２４（ａ）及び（ｂ）は、２本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせを用いる比較例について、画素アレイに投影される被写体像に撮像光学系の歪が生じている場合を示した図である。図２４（ａ）及び（ｂ）において、２本のイメージセンサの画素アレイ３ａと画素アレイ３ｂとは、水平方向に画素ピッチｐの１／２だけずれ（図示を省略している）、垂直方向に距離Ｌだけずれた位置に配置されている。
図２４（ａ）及び（ｂ）で、３１は画素アレイに投影される格子模様の被写体像を模式的に表したもので、図２４（ａ）は被写体像が樽型に歪む場合を、図２４（ｂ）は被写体像が糸巻き型に歪む場合を表している。
図２４（ａ）及び（ｂ）で、３１は画素アレイに投影される格子模様の被写体像を模式的に表したもので、図２４（ａ）は被写体像が樽型に歪む場合を、図２４（ｂ）は被写体像が糸巻き型に歪む場合を表している。
図２４（ａ）及び（ｂ）に示すように、撮像光学系に歪があると焦点面、特にその周辺付近では投影像の格子間隔が一定でなくなり、画素アレイ３ａ、３ｂの画素ピッチと投影像との相対位置関係にずれが生じる。多くの場合、画素アレイの端に行くほどずれ量が拡大し、そのずれ量は画素アレイ３ａと画素アレイ３ｂとで異なっている。また、距離Ｌが大きいほどずれ量は拡大し、画素アレイ３ａと画素アレイ３ｂとのずれ量の差も大きくなる。
以上に示したように、２本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせを用いる比較例のオーバーサンプリングでは、並列配置した２本のイメージセンサ間の距離Ｌが大きいほど、得られる２枚の撮像画像の相対位置が理想位置から外れてしまい、画像合成する場合の位置精度が低下する。
一方、本実施の形態によるＴＤＩ方式イメージセンサは、それ自体で、画素ピッチの１／２だけずれた２枚の格子画像を出力することができる。すなわち、２本のイメージセンサを用いる比較例のオーバーサンプリング検出器によって得られるのと同じ画素配列の画像を、１本のＴＤＩ方式イメージセンサで得ることができる。従って、衛星の進行方向の変動或いは撮像光学系の歪がある場合でも、２枚の格子画像の相対位置は理想的な位置関係に保たれる。このため、オーバーサンプリングによる画像処理で画像を合成する際の位置精度が向上し、優れた高精細画像が得られる。
以上の例では、図５（ａ）及び（ｂ）に示される２枚の格子画像を１本のＴＤＩ方式イメージセンサで取得しているが、駆動クロックのパターンを変えることで異なる読出しモードで動作させることも可能である。即ち、電荷蓄積ゲート８−１と電荷蓄積ゲート８−２とに同一のクロックφＳＴを与え、かつ電荷蓄積制御ゲート９−１と電荷蓄積制御ゲート９−２とに同一のクロックφＳＣを与えればよい。この場合は、電荷蓄積ゲート８−１と電荷蓄積ゲート８−２とが共通で、かつ電荷蓄積制御ゲート９−１と電荷蓄積制御ゲート９−２とがそれぞれ一続きである、図１９に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサと等価になる。このとき、図２０（ａ）〜（ｅ）に示したのと同様の信号加算動作により、２行２列のサブ画素の信号電荷を加算した信号が出力される。
実施の形態２．
図６は実施の形態２によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。図７は、図６に示した概略レイアウトにおいて、垂直ＣＣＤ５と水平ＣＣＤ６との接続部付近のレイアウトの詳細を示した拡大図である。
図１及び図２に示された構成に対し、図６及び図７に示される構成は以下の点で異なる。
図６は実施の形態２によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。図７は、図６に示した概略レイアウトにおいて、垂直ＣＣＤ５と水平ＣＣＤ６との接続部付近のレイアウトの詳細を示した拡大図である。
図１及び図２に示された構成に対し、図６及び図７に示される構成は以下の点で異なる。
まず、電荷蓄積制御ゲート９と水平ＣＣＤ６との間に送出制御ゲート２２が設けられている。
また、奇数番目の垂直ＣＣＤ５の各々、及びそれに対して、その一方の側（図６で右側）において隣接する偶数番目の垂直ＣＣＤ５の転送チャネル４、即ち、同じ群に属する一対の垂直ＣＣＤ５の転送チャネル４が、送出制御ゲート２２の下で合流した後、水平ＣＣＤ６に接続されている。
合流後の転送チャネル４と水平ＣＣＤ６との接続は、水平転送電極１２−２の下で行われる。
上記以外の点では、図６及び図７に示したＴＤＩ方式イメージセンサは、図１及び図２に示した実施の形態１によるＴＤＩ方式イメージセンサと同様である。
図８は、図６及び図７に示したＴＤＩ方式イメージセンサを駆動するためのクロックのタイミング図である。図４に示される駆動クロックに対して、図８に示される駆動クロックは、φＳＣ−２クロックが付加されている点で異なる。
それ以外の点では、図８に示したクロックは、図４に示したクロックと同様である。
それ以外の点では、図８に示したクロックは、図４に示したクロックと同様である。
φＳＣ−２クロックは、φＳＣ−ＡクロックがＨとなるタイミングとφＳＣ−ＢクロックがＨとなるタイミングとの両方で、Ｈとなるように与えられる。これにより、電荷蓄積ゲート８から水平ＣＣＤ６への電荷送出のタイミングは、奇数番目の垂直ＣＣＤで転送された電荷の場合も偶数番目の垂直ＣＣＤで転送された電荷の場合も、実施の形態１によるＴＤＩ方式イメージセンサの場合と同様になる。
電荷蓄積ゲート８の下における信号加算動作は実施の形態１によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作と同様である。
実施の形態２によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、奇数番目の垂直ＣＣＤ５の転送チャネル４で垂直転送された信号電荷と、偶数番目の垂直ＣＣＤ５の転送チャネル４で垂直転送された信号電荷とが、いずれも水平転送電極１２−２（φＨ２側）の下で水平転送チャネル１１へと送出される。そのため、奇数番目の垂直ＣＣＤからの信号が読み出されるときと偶数番目の垂直ＣＣＤからの信号が読み出されるときとで水平転送以降の信号読出しのためのクロックのタイミングが同様となり、駆動クロックが単純になる。
実施の形態３．
図９は実施の形態３によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。図１０は、図９に示した概略レイアウトにおいて、垂直ＣＣＤ５と水平ＣＣＤ６との接続部付近のレイアウトの詳細を示した拡大図である。
図６及び図７に示される構成に対し、図９及び図１０に示される構成は以下の点で異なる。
図９は実施の形態３によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。図１０は、図９に示した概略レイアウトにおいて、垂直ＣＣＤ５と水平ＣＣＤ６との接続部付近のレイアウトの詳細を示した拡大図である。
図６及び図７に示される構成に対し、図９及び図１０に示される構成は以下の点で異なる。
まず、水平ＣＣＤ６が第１の水平ＣＣＤ６−１と第２の水平ＣＣＤ６−２とに分割されている。具体的には水平転送チャネル１１が２分割され、間に分離部２３が設けられている。その結果、第１の水平ＣＣＤ６−１の第１の端部（右端）と第２の水平ＣＣＤ６−２の第１の端部（左端）とは互いに隣接し、かつ互いに分離されている。
また、図６の出力回路７の代わりに第１の出力回路７−１と第２の出力回路７−２とが用いられている。
また、図６の出力回路７の代わりに第１の出力回路７−１と第２の出力回路７−２とが用いられている。
複数の垂直ＣＣＤ５は、画素アレイ３の、水平方向の一方の側を占める第１のアレイ部分３−１内で発生した信号電荷を転送する第１組の垂直ＣＣＤと、画素アレイ３の、水平方向の他方の側を占める第２のアレイ部分３−２内で発生した信号電荷を転送する第２組の垂直ＣＣＤとを含む。
第１の出力回路７−１は、第１の水平ＣＣＤ６−１の第２の端部（左端）に接続され、第２の出力回路７−２は、第２の水平ＣＣＤ６−２の第２の端部（右端）に接続されている。
第１の水平ＣＣＤ６−１は、第１組の垂直ＣＣＤで転送された信号電荷を、図９及び図で左に向けて、すなわち第１の出力回路７−１に向けて転送し、第２の水平ＣＣＤ６−２は、第２組の垂直ＣＣＤで転送された信号電荷を、図９及び図で右に向けて、すなわち第２の出力回路７−２に向けて転送する。そのため、水平転送電極１２−１、１３−１、１２−２及び１３−２の並び順が、分離部２３を境にして左右で逆となっている。
第１の出力回路７−１は、第１の水平ＣＣＤ６−１により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力し、第２の出力回路７−２は、第２の水平ＣＣＤ６−２により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力する。その結果、第１のアレイ部分３−１内で発生した信号電荷の量を表す画素信号は、出力回路７−１から出力され、第２のアレイ部分３−２で発生した信号電荷の量を表す画素信号は出力回路７−２から出力される。
上記以外の部分については、図９及び図１０に示したＴＤＩ方式イメージセンサは、図６及び図７に示した実施の形態２によるＴＤＩ方式イメージセンサと同様である。
図９及び図１０に示したＴＤＩ方式イメージセンサの駆動クロックは、図８に示した実施の形態２によるＴＤＩ方式イメージセンサの駆動クロックと同様である。ただし、水平ＣＣＤ６が２分割されて、それぞれの転送段数が半分になるため、水平転送クロックφＨ１及びφＨ２のクロック周波数は実施の形態２に比べて１／２倍で良く、読み出し周波数も１／２倍になる。
２本ＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせを用いる場合、単一のＴＤＩ方式イメージセンサを用いる場合と比べてデータ量が２倍になる。一方、衛星搭載用のイメージセンサでは撮像周期が決められている。
そのため、実施の形態１又は２によるＴＤＩ方式イメージセンサではデータの読出し周波数を２倍にする必要がある。
ところが、一般に高速読出しを行おうとすると、水平ＣＣＤの転送効率劣化、消費電力増大、出力回路の読出しノイズ増加等の問題が生じ易い。
これに対して、図９及び１０に示した実施の形態３によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、出力を左右のチャネルに振り分けて読み出すため、データの読出し周波数は、図１９に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサと同じで済む。そのため、高速読出しに伴う性能劣化を生じないといった効果がある。
そのため、実施の形態１又は２によるＴＤＩ方式イメージセンサではデータの読出し周波数を２倍にする必要がある。
ところが、一般に高速読出しを行おうとすると、水平ＣＣＤの転送効率劣化、消費電力増大、出力回路の読出しノイズ増加等の問題が生じ易い。
これに対して、図９及び１０に示した実施の形態３によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、出力を左右のチャネルに振り分けて読み出すため、データの読出し周波数は、図１９に示した比較例のＴＤＩ方式イメージセンサと同じで済む。そのため、高速読出しに伴う性能劣化を生じないといった効果がある。
実施の形態４．
図１１は実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。
図示の例では、３行３列のサブ画素で１つの画素が構成されており、１つの画素列は相連続する３つのサブ画素列で構成されている。
垂直ＣＣＤ５の各々の終端（水平ＣＣＤとの接続部手前）に電荷蓄積ゲート（ＳＴ）８と電荷蓄積制御ゲート（ＳＣ）９とが形成されている。
図１１は実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサの概略レイアウトを示す平面図である。
図示の例では、３行３列のサブ画素で１つの画素が構成されており、１つの画素列は相連続する３つのサブ画素列で構成されている。
垂直ＣＣＤ５の各々の終端（水平ＣＣＤとの接続部手前）に電荷蓄積ゲート（ＳＴ）８と電荷蓄積制御ゲート（ＳＣ）９とが形成されている。
１つの画素列を構成する３つのサブ画素列に対応する３つの垂直ＣＣＤは一つの群を構成している。即ち、画素アレイ３に設けられた垂直ＣＣＤは、各々相連続する３つの垂直ＣＣＤから成る複数の群に分割されている。画素アレイ３は、３つのサブ画素列を１周期とする周期構造を有するとも言える。
以下では、各群の垂直ＣＣＤに対し、左から順に順番を付けて、「１番目の垂直ＣＣＤ」、「２番目の垂直ＣＣＤ」及び「３番目の垂直ＣＣＤ」と言う。
電荷蓄積ゲート８のうち、１番目、２番目及び３番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号８−１、８−２及び８−３で示す。同様に、電荷蓄積制御ゲート９のうち、１番目、２番目及び３番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号９−１、９−２及び９−３で示す。
電荷蓄積ゲート８のうち、１番目、２番目及び３番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号８−１、８−２及び８−３で示す。同様に、電荷蓄積制御ゲート９のうち、１番目、２番目及び３番目の垂直ＣＣＤ５の終端に設けられたものを符号９−１、９−２及び９−３で示す。
電荷蓄積ゲート８−１、８−２、８−３は互いに電気的に独立している。電荷蓄積制御ゲート９−１、９−２、９−３は、互いに電気的に独立している。
また、画素アレイのサブ画素アレイに対し、左から順に順番を付けると、各群の１番目、２番目、及び３番目の垂直ＣＣＤ５は、３ｍ番目（ｍ：整数）、（３ｍ＋１）番目、及び（３ｍ＋２）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ、Ｃ３ｍ＋１、及びＣ３ｍ＋２にそれぞれ対応するものとなる。
複数の電荷蓄積制御ゲート９と水平ＣＣＤ６との間に送出制御ゲート２２が設けられている。
各群の垂直ＣＣＤ５の転送チャネル４は、送出制御ゲート２２の下で合流した後に水平ＣＣＤ６へと接続されている。
各群の垂直ＣＣＤ５の転送チャネル４は、送出制御ゲート２２の下で合流した後に水平ＣＣＤ６へと接続されている。
図１２は、図１１に示した実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサを駆動するためのクロックのタイミング図である。
図１２に示すように、垂直転送クロックφＶ１〜φＶ４の３周期が、１撮像周期に相当する。すなわち、１撮像周期にサブ画素３個分の垂直転送が行われる。
図１２に示すように、垂直転送クロックφＶ１〜φＶ４の３周期が、１撮像周期に相当する。すなわち、１撮像周期にサブ画素３個分の垂直転送が行われる。
図１２に示した駆動クロックのうち、ΦＳＴ−Ａ、ΦＳＴ−Ｂ、ΦＳＴ−Ｃ、ΦＳＣ−Ａ、ΦＳＣ−Ｂ、ΦＳＣ−Ｃクロックは、以下のように与えられる。
各群の左から数えて１番目の垂直ＣＣＤ５の電荷蓄積ゲート８−１及び電荷蓄積制御ゲート９−１にφＳＴ−Ａクロック及びφＳＣ−Ａクロックがそれぞれ与えられる。
各群の左から数えて２番目の垂直ＣＣＤ５の電荷蓄積ゲート８−２及び電荷蓄積制御ゲート９−２にφＳＴ−Ｂクロック及びφＳＣ−Ｂクロックがそれぞれ与えられる。
各群の左から数えて３番目の垂直ＣＣＤ５の電荷蓄積ゲート８−３及び電荷蓄積制御ゲート９−３にφＳＴ−Ｃクロック及びφＳＣ−Ｃクロックがそれぞれ与えられる。
各群の左から数えて１番目の垂直ＣＣＤ５の電荷蓄積ゲート８−１及び電荷蓄積制御ゲート９−１にφＳＴ−Ａクロック及びφＳＣ−Ａクロックがそれぞれ与えられる。
各群の左から数えて２番目の垂直ＣＣＤ５の電荷蓄積ゲート８−２及び電荷蓄積制御ゲート９−２にφＳＴ−Ｂクロック及びφＳＣ−Ｂクロックがそれぞれ与えられる。
各群の左から数えて３番目の垂直ＣＣＤ５の電荷蓄積ゲート８−３及び電荷蓄積制御ゲート９−３にφＳＴ−Ｃクロック及びφＳＣ−Ｃクロックがそれぞれ与えられる。
３つの電荷蓄積クロックφＳＴ−Ａ、φＳＴ−Ｂ及びφＳＴ−Ｃは、それぞれ１撮像周期に１回、かつ一つずつ順に、撮像周期の１／３ずつ遅れて与えられる。
同様に、３つの電荷蓄積制御クロックφＳＣ−Ａ、φＳＣ−Ｂ及びφＳＣ−Ｃは、それぞれ１撮像周期に１回、かつ一つずつ順に、撮像周期の１／３ずつ遅れて与えられる。
同様に、３つの電荷蓄積制御クロックφＳＣ−Ａ、φＳＣ−Ｂ及びφＳＣ−Ｃは、それぞれ１撮像周期に１回、かつ一つずつ順に、撮像周期の１／３ずつ遅れて与えられる。
以上の読出し動作の結果、実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサでは、各群の３つのサブ画素列内の、垂直方向に連続する３個のサブ画素の信号電荷の加算結果を示す画素信号が、それぞれ１撮像周期に１回、かつ一つずつ順に、読み出される。
図１３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングを説明するための図である。
図１３（ａ）は、実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作において、３ｍ番目のサブ画素列Ｃ３ｍの信号電荷を読み出すことで得られる格子画像を模式的に表すものである。
図１３（ａ）の領域１ａが１つの画素の領域に対応し、図１３（ａ）の領域２ａが１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ａは、本実施の形態による信号加算動作において、３ｍ番目のサブ画素列Ｃ３ｍ内の、垂直方向に信号加算される３個のサブ画素の領域である。
図１３（ａ）の領域１ａが１つの画素の領域に対応し、図１３（ａ）の領域２ａが１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ａは、本実施の形態による信号加算動作において、３ｍ番目のサブ画素列Ｃ３ｍ内の、垂直方向に信号加算される３個のサブ画素の領域である。
〇印１８ａは３個のサブ画素から成る領域２０ａの各々の中心を示す。複数の領域２０ａの上記の中心１８ａは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ちそれぞれ格子点に配置されている。格子点の間隔ｐはイメージセンサの画素ピッチに対応する。
領域２１ａは（３ｍ＋１）番目のサブ画素列及び（３ｍ＋２）番目のサブ画素列の領域であり、３ｍ番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ａからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図１３（ａ）の格子点１８ａを中心とする領域２０ａで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば最初の１／３撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
領域２１ａは（３ｍ＋１）番目のサブ画素列及び（３ｍ＋２）番目のサブ画素列の領域であり、３ｍ番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ａからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図１３（ａ）の格子点１８ａを中心とする領域２０ａで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば最初の１／３撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
なお、図１３（ａ）の信号加算されるサブ画素の領域２０ａには、ハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが垂直方向に交互に並んでいるが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。
図１３（ｂ）は、実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作において、（３ｍ＋１）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋１の信号電荷を読み出すことで得られる格子画像を模式的に表すものである。
図１３（ｂ）の領域１ｂが１つの画素の領域に対応し、図１３（ｂ）の領域２ｂが１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ｂは、本実施の形態による信号加算動作において、（３ｍ＋１）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋１内の、垂直方向に信号加算される３個のサブ画素の領域である。
図１３（ｂ）の領域１ｂが１つの画素の領域に対応し、図１３（ｂ）の領域２ｂが１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ｂは、本実施の形態による信号加算動作において、（３ｍ＋１）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋１内の、垂直方向に信号加算される３個のサブ画素の領域である。
●印１８ｂは３個のサブ画素から成る領域２０ｂの各々の中心を示す。複数の領域２０ｂの上記の中心１８ｂは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ちそれぞれ格子点に配置されている。格子点の間隔ｐはイメージセンサの画素ピッチに対応する。
領域２１ｂは３ｍ番目のサブ画素列及び（３ｍ＋２）番目のサブ画素列の領域であり、（３ｍ＋１）番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ｂからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図１３（ｂ）の格子点１８ｂを中心とする領域２０ｂで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば中間の１／３撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
領域２１ｂは３ｍ番目のサブ画素列及び（３ｍ＋２）番目のサブ画素列の領域であり、（３ｍ＋１）番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ｂからは、信号電荷の読み出しが行われない。
図１３（ｂ）の格子点１８ｂを中心とする領域２０ｂで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば中間の１／３撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
なお、図１３（ｂ）の信号加算されるサブ画素の領域２０ｂには、ハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが垂直方向に交互に並んでいるが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。
図１３（ｃ）は、実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサの信号加算動作において、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋２の信号電荷を読み出すことで得られる格子画像を模式的に表すものである。
図１３（ｃ）の領域１ｃが１つの画素の領域に対応し、図１３（ｃ）の領域２ｃが１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ｃは、本実施の形態による信号加算動作において、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋２内の、垂直方向に信号加算される３個のサブ画素の領域である。
図１３（ｃ）の領域１ｃが１つの画素の領域に対応し、図１３（ｃ）の領域２ｃが１つのサブ画素の領域に対応する。
領域２０ｃは、本実施の形態による信号加算動作において、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋２内の、垂直方向に信号加算される３個のサブ画素の領域である。
◇印１８ｃは３個のサブ画素から成る領域２０ｃの各々の中心を示す。複数の領域２０ｃの上記の中心１８ｃは、垂直方向及び水平方向に等間隔ｐで格子状に、即ちそれぞれ格子点に配置されている。格子点の間隔ｐはイメージセンサの画素ピッチに対応する。
領域２１ｃは３ｍ番目のサブ画素列及び（３ｍ＋１）番目のサブ画素列の領域であり、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ｃからは、信号電荷の読み出しが行われないを表している。
図１３（ｃ）の格子点１８ｃを中心とする領域２０ｃで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば最後の１／３撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
領域２１ｃは３ｍ番目のサブ画素列及び（３ｍ＋１）番目のサブ画素列の領域であり、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列の信号電荷が読み出される時点では領域２１ｃからは、信号電荷の読み出しが行われないを表している。
図１３（ｃ）の格子点１８ｃを中心とする領域２０ｃで発生した信号電荷は、１撮像周期のうちで例えば最後の１／３撮像周期の期間中に水平１ラインずつ読み出される。
なお、図１３（ｃ）の信号加算されるサブ画素の領域２０ｃには、ハッチングしてある領域とハッチングしていない領域とがあり、これらが垂直方向に交互に並んでいるが、ハッチングは領域間の境界を示すためであり、両領域間に差異があるわけではない。
図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、実施の形態４のＴＤＩ方式イメージセンサにおいては、（３ｍ＋１）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋１から読み出された信号電荷による画像が、３ｍ番目のサブ画素列Ｃ３ｍから読み出された信号電荷による画像に対して、垂直方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば上方）にずれており、水平方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば右側）にずれている。
また、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋２から読み出された信号電荷による画像が、
（３ｍ＋１）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋１から読み出された信号電荷による画像に対して、垂直方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば上方）にずれており、水平方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば右側）にずれている。
したがって、各群のｉ番目（ｉは２又は３）の垂直ＣＣＤから読み出された信号電荷による画像が、（ｉ−１）番目の垂直ＣＣＤから読み出された信号電荷による画像に対して、
垂直方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば上方）にずれており、水平方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば右側）にずれていると言える。
即ち、このような構成を有するＴＤＩ方式リニアセンサは、水平方向に画素ピッチの１／３ずつずれかつ垂直方向に画素ピッチの１／３ずつずれた３枚の格子画像を出力する。
また、（３ｍ＋２）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋２から読み出された信号電荷による画像が、
（３ｍ＋１）番目のサブ画素列Ｃ３ｍ＋１から読み出された信号電荷による画像に対して、垂直方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば上方）にずれており、水平方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば右側）にずれている。
したがって、各群のｉ番目（ｉは２又は３）の垂直ＣＣＤから読み出された信号電荷による画像が、（ｉ−１）番目の垂直ＣＣＤから読み出された信号電荷による画像に対して、
垂直方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば上方）にずれており、水平方向に画素ピッチの１／３だけ一方の側（例えば右側）にずれていると言える。
即ち、このような構成を有するＴＤＩ方式リニアセンサは、水平方向に画素ピッチの１／３ずつずれかつ垂直方向に画素ピッチの１／３ずつずれた３枚の格子画像を出力する。
実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングによる画像処理では、図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示した３枚の格子画像をそのまま重ね合わせる。図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される格子点１８ａ、１８ｂ及び１８ｃは、垂直方向及び水平方向にそれぞれｐ／３ずつずれているため、これらをそのまま重ね合わせることで図１３（ｄ）に示すような斜め格子配列の画像が得られる。
これに加えて、図１３（ｄ）に示した画素データが得られていない格子点１９の画素データを周囲の画素の画素データを用いて補間することにより、垂直方向及び水平方向の解像度が３倍である高精細画像を得る。
これに加えて、図１３（ｄ）に示した画素データが得られていない格子点１９の画素データを周囲の画素の画素データを用いて補間することにより、垂直方向及び水平方向の解像度が３倍である高精細画像を得る。
図１３（ｄ）に示した本実施の形態のＴＤＩ方式イメージセンサを用いたオーバーサンプリングで得られる画像は、比較例のＴＤＩ方式イメージセンサを３本用いたオーバーサンプリングで得られる画像と、画素配列が完全に一致する。すなわち、比較例のオーバーサンプリング方法では３本のＴＤＩ方式イメージセンサを用いて高精細画像を取得するのに対し、本実施の形態によるオーバーサンプリングでは単一のＴＤＩ方式イメージセンサで、比較例と同じ解像度の高精細画像を取得することができる。
なお、上記の例では各画素が３行３列のサブ画素で構成され、垂直方向に連続する３個のサブ画素の信号加算を行うＴＤＩ方式イメージセンサについて示したが、各画素を構成するサブ画素は、４行４列以上であっても良い。また、実施の形態１〜３のごとく２行２列であっても良い。
一般化すれば、各画素がＮ行Ｎ列（Ｎは２以上の整数）のサブ画素で構成されており、垂直方向に連続するＮ個のサブ画素の信号加算を行うように構成されていれば良い。
一般化すれば、各画素がＮ行Ｎ列（Ｎは２以上の整数）のサブ画素で構成されており、垂直方向に連続するＮ個のサブ画素の信号加算を行うように構成されていれば良い。
各画素がＮ行Ｎ列のサブ画素で構成されている場合ＴＤＩ方式イメージセンサの構成は以下の如くとなる。
複数の垂直ＣＣＤは、各々相連続するＮ個の垂直ＣＣＤから成る複数の群に分割され、
各垂直ＣＣＤは、１撮像周期中にサブ画素Ｎ個分の垂直転送を行ない、
各群のＮ個の垂直ＣＣＤに対応するＮ個の電荷蓄積制御ゲートは、それぞれ１撮像周期中に１回、かつ一つずつ順に選択され、対応する電荷蓄積部（８）から水平ＣＣＤへの信号電荷の送出を行わせる。
複数の垂直ＣＣＤは、各々相連続するＮ個の垂直ＣＣＤから成る複数の群に分割され、
各垂直ＣＣＤは、１撮像周期中にサブ画素Ｎ個分の垂直転送を行ない、
各群のＮ個の垂直ＣＣＤに対応するＮ個の電荷蓄積制御ゲートは、それぞれ１撮像周期中に１回、かつ一つずつ順に選択され、対応する電荷蓄積部（８）から水平ＣＣＤへの信号電荷の送出を行わせる。
上記の複数の群の各々において、水平方向の一方の側から他方の側に順番を付けたとき、上記の複数の群の各々の、ｉ番目（ｉは２からＮのいずれか）の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積制御ゲートは、（ｉ−１）番目の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積制御ゲートの次に、対応する電荷蓄積部から水平ＣＣＤへの信号電荷の送出を行わせ、１番目の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積制御ゲートは、Ｎ番目の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積制御ゲートの次に、対応する電荷蓄積部から水平ＣＣＤへの信号電荷の送出を行わせる。
また、上記の複数の群の各々において、水平方向の一方の側から他方の側に順番を付けたとき、複数の群のｊ番目（ｊは１からＮのいずれか）の垂直ＣＣＤに対応する電荷蓄積制御ゲートは互いに同時に対応する電荷蓄積部から水平ＣＣＤへの信号電荷の送出を行わせる。
さらに、実施の形態２〜４のごとく、複数の群の各々の垂直ＣＣＤを構成する転送チャネルが、送出制御ゲート（２２）の下で互いに合流した後、水平ＣＣＤに接続される構成としても良い。
このような構成を有するＴＤＩ方式イメージセンサにおいては、ｉ番目（ｉは２からＮのいずれか）の垂直ＣＣＤから読み出された信号電荷による画像が、（ｉ−１）番目の垂直ＣＣＤから読み出された信号電荷による画像に対して、垂直方向に画素ピッチの１／Ｎだけ一方の側（例えば上方）にずれており、水平方向に画素ピッチの１／Ｎだけ一方の側（例えば右側）にずれている。即ち、このような構成を有するＴＤＩ方式リニアセンサは、水平方向に画素ピッチの１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）ずつずれかつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の格子画像を出力する。
実施の形態５．
図１４は、実施の形態５による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。実施の形態５による撮像装置は、焦点面構成部１０１と、光学部１０２、駆動部１０３、信号処理部１０４、及び伝送部１０５を有する。
図１４は、実施の形態５による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。実施の形態５による撮像装置は、焦点面構成部１０１と、光学部１０２、駆動部１０３、信号処理部１０４、及び伝送部１０５を有する。
焦点面構成部１０１は、ＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２を有する。
光学部１０２は、その撮像光学系の焦点面に、被写体の光学像（被写体像）を形成する。
光学部１０２は、その撮像光学系の焦点面に、被写体の光学像（被写体像）を形成する。
焦点面構成部１０１のＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２は、光学部１０２の撮像光学系の焦点面に配置されている。
ＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２は、入射した光の強度分布を検出し、強度分布に対応する電気信号の時系列を出力する。
ＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２は、入射した光の強度分布を検出し、強度分布に対応する電気信号の時系列を出力する。
駆動部１０３は、ＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２を動作させるためのクロック電圧及びバイアス電圧を与える。
信号処理部１０４は、ＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２の出力信号を２次元的な画像データへと変換する。
伝送部１０５は、画像データを衛星から地上へと伝送する。
地上では、伝送された画像データを用いて、オーバーサンプリングによる画像処理、各種の補正等の画像処理が行われる。
地上では、伝送された画像データを用いて、オーバーサンプリングによる画像処理、各種の補正等の画像処理が行われる。
図１５は、図１４に示した実施の形態５による撮像装置の、焦点面構成部１０１における検出器の配置を示す平面図である。図１５に示される焦点面構成部１０１は、ベース板２４と、ベース板２４の表面上に配置されたＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２を含む。
ＰＡ検出装置２０１は、４つのＰＡ検出器２５−１〜２５−４から成る。ＰＡ検出器２５−１〜２５−４の各々は、一つの半導体チップの表面に（即ち同じチップの表面に）形成された２本のＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２を有する。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の各々を、第１種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の各々を、第１種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２は、それらの長手方向、即ちその画素アレイの配置方向が、衛星のＣＴ方向と一致するように配置されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
複数個（図１５の場合は４個）のＰＡ検出器２５−１〜２５−４はベース板２４の表面上にスタガ配置され、ＰＡ検出器２５−１〜２５−４のうちの互いに隣接するもののＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の端部が互いにオーバーラップするように配置される。こうして、４個のＰＡ検出器２５−１〜２５−４の組み合わせで１個のＰＡ検出装置２０１を構成している。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の画素アレイは、ともに画素ピッチがｐ１であり、互いに水平方向に画素ピッチｐ１の１／２だけずれ、かつ垂直方向に１／２と０以上の整数との和と画素ピッチｐ１との積で与えられる距離だけずれた位置に配置されている。
即ち上記の距離Ｅｓ１は、上記の整数をＦｓ１とすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ１＝｛（１／２）＋Ｆｓ１｝×ｐ１
即ち上記の距離Ｅｓ１は、上記の整数をＦｓ１とすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ１＝｛（１／２）＋Ｆｓ１｝×ｐ１
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２では、垂直方向にも水平方向にも信号電荷の加算が行われない。ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２では解像度を重視するためである。ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の各々は、特許文献１の図１に示された光検出器と基本的に同じ構成を有するものであっても良い。
２本のＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２から出力される画素信号で表される格子画像は、それぞれ図１６（ａ）及び（ｂ）に示される画素配列を有する。図１６（ａ）で、〇印１８ａはＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１で得られる格子画像におけ各画素の領域の中心を示し、図１６（ｂ）で、●印１８ｂはＴＤＩ方式イメージセンサ２６−２で得られる格子画像におけ各画素の領域の中心を示す。図１６（ａ）及び（ｂ）に示される格子画像は、互いに垂直方向に画素ピッチｐ１の１／２だけずれ、かつ水平方向に画素ピッチｐ１の１／２だけずれている。
その結果、上記の２枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像は、図１６（ｃ）の格子点１８ａ、１８ｂの位置に画素データを有する斜め格子の画像であり、格子点１９の画素データを補間することで、図１６（ｃ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１９の位置に画素データを有する格子画像が得られる。
即ち、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の組み合わせは、特許文献１の図３に示されたパンクロマチックセンサと基本的に同じ構成を有する。
その結果、上記の２枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像は、図１６（ｃ）の格子点１８ａ、１８ｂの位置に画素データを有する斜め格子の画像であり、格子点１９の画素データを補間することで、図１６（ｃ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１９の位置に画素データを有する格子画像が得られる。
即ち、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の組み合わせは、特許文献１の図３に示されたパンクロマチックセンサと基本的に同じ構成を有する。
以上のように、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の組み合わせは１つのオーバーサンプリング検出器を構成している。
図１５に示されるＭＵ検出装置２０２は、４つのＭＵ検出器２８−１〜２８−４から成る。
ＭＵ検出器２８−１〜２８−４の各々は、一つの半導体チップの表面に（すなわち同じチップの表面上に）形成された、複数本（図１５の場合は４本）のＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４を有する。ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４を、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＭＵ検出器２８−１〜２８−４の各々は、一つの半導体チップの表面に（すなわち同じチップの表面上に）形成された、複数本（図１５の場合は４本）のＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４を有する。ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４を、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４は、それらの長手方向、即ちその画素アレイの配置方向が、衛星のＣＴ方向と一致するように配置されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の入射面上には、それぞれ異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４からは互いに異なる色（分光スペクトル）の画像が出力される。
複数個（図１５の場合は４個）のＭＵ検出器２８−１〜２８−４はベース板２４の表面上にスタガ配置され、ＭＵ検出器２８−１〜２８−４のうちの互いに隣接するもののＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の端部が互いにオーバーラップするように配置される。こうして、４個のＭＵ検出器２８−１〜２８−４の組み合わせで、複数バンド（図１５の場合は４バンド）のＭＵ検出装置２０２を構成している。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の画素アレイは、互いに水平方向にずれることなく配置されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の画素アレイの画素ピッチｐ２は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の画素ピッチｐ１のＲ倍である。
即ち、Ｒは、ＰＡ検出装置２０１（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ１に対するＭＵ検出装置２０２（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ２の比である。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の画素アレイの画素ピッチｐ２は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の画素ピッチｐ１のＲ倍である。
即ち、Ｒは、ＰＡ検出装置２０１（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ１に対するＭＵ検出装置２０２（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ２の比である。
上記の画素ピッチ比Ｒの値は、一般に２以上の整数倍に設定される場合が多い。これは、パンシャープン処理によってカラー画像を合成する際に、画素ピッチ比が整数倍であると処理が単純化されることによる。
ＰＡ検出装置２０１とＭＵ検出装置２０２とは、焦点面構成部１０１上で水平方向の同じ範囲に画素アレイが配列される。すなわち、衛星の進行に伴ってスキャンされる地球表面の範囲（観測範囲）は、ＰＡ検出装置２０１とＭＵ検出装置２０２とで同じである。
ＭＵ検出装置２０２を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の各々は、互いに垂直方向に画素ピッチの１／２だけずれるとともに、水平方向に画素ピッチの１／２だけずれた２枚の格子画像を出力する。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の各々としては、実施の形態１、２又は３によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いることができる。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の各々が出力する２枚の格子画像は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の組み合わせが出力する２枚の格子画像と同じ画素配列を有し、ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の各々が出力する２枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及び２６−２の組み合わせが出力する２枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像と同じ画素配列を有する。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９−１〜２９−４の各々として用いられる、単一のＴＤＩ方式イメージセンサによって得られた２枚の格子画像は、衛星の進行方向の変動、撮像光学系の歪等がある場合でも常に理想的な位置関係を有するため、画像を合成する際の位置精度が高く、優れた高精細マルチスペクトル画像が得られる。
また、以上の構成で得られた格子画像に対してオーバーサンプリングによる画像処理を行うと、ＰＡ検出器２５−１〜２５−４に関しては画素ピッチがｐ１／２の画像が得られ、ＭＵ検出器２８−１〜２８−４に関しては画素ピッチがｐ２／２＝Ｒ×ｐ１／２の画像が得られる。すなわち、オーバーサンプリングによる画像処理の結果得られる画像間の解像度の比はＲ倍であり、オーバーサンプリングによる画像処理を行う前のＰＡ画像とＭＵ画像との解像度の比と変わらない。
また、４バンドのＭＵ検出器を構成する場合、比較例の如く２本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせを用いる場合には、８本のＴＤＩ方式イメージセンサが必要であるが、実施の形態５では、４本のＴＤＩ方式イメージセンサで４バンドのＭＵ検出器を構成することができる。そのため、ＭＵ検出器の垂直方向の寸法を大幅に低減できるとともに、消費電力も大幅に削減される。
実施の形態１、２又は３によるＴＤＩ方式イメージセンサは、１つの画素が２行２列のサブ画素で構成されるため、製造上の限界等の理由によって画素ピッチ自体を小さくするには不向きである。ところが入射光量の関係で、ＭＵ検出器の画素ピッチはＰＡ検出器に比べて数倍程度大きく設定する必要があるため、この構成がかえって有利になる。すなわち、高解像度を要求されるＰＡ検出器は、各々１枚の格子画像を生成する２本のＴＤＩ方式イメージセンサ組み合わせで構成し、バンド数を増やしたいＭＵ検出器は、各々２枚の格子画像を生成する複数本のＴＤＩ方式イメージセンサで構成することで、高解像度化、低消費電力化及び装置小型化をバランスよく実現できる。
またＭＵ検出器２８−１〜２８−４の各々を構成する第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの数は、４に限定されず、２又は３であっても良く５以上であっても良い。要するに複数であれば良い。
そのような複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されていれば良い。
そのような複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されていれば良い。
実施の形態６．
図１７は実施の形態６による撮像装置の、焦点面構成部１０１のＰＡ検出装置及びＭＵ検出装置の構成要素の配置の例を示す平面図である。
図１７に示される構成は、図１５に示される構成に対して以下の点で異なる。
即ち、図１５のＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２の代わりに、ＰＡ検出装置２０１ｂ及びＭＵ検出装置２０２ｂが設けられている。
図１７は実施の形態６による撮像装置の、焦点面構成部１０１のＰＡ検出装置及びＭＵ検出装置の構成要素の配置の例を示す平面図である。
図１７に示される構成は、図１５に示される構成に対して以下の点で異なる。
即ち、図１５のＰＡ検出装置２０１及びＭＵ検出装置２０２の代わりに、ＰＡ検出装置２０１ｂ及びＭＵ検出装置２０２ｂが設けられている。
ＰＡ検出装置２０１ｂは、４つのＰＡ検出器２５ｂ−１〜２５ｂ−４から成る。ＰＡ検出器２５ｂ−１〜２５ｂ−４の各々は、一つの半導体チップの表面に（即ち同じチップの表面に）形成された３本のＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３を有する。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の各々を、第１種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の各々を、第１種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３は、それらの長手方向、即ちその画素アレイの配置方向が、衛星のＣＴ方向と一致するように配置されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
複数個（図１７の場合は４個）のＰＡ検出器２５ｂ−１〜２５ｂ−４はベース板２４の表面上にスタガ配置され、ＰＡ検出器２５ｂ−１〜２５ｂ−４のうちの互いに隣接するもののＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の端部が互いにオーバーラップするように配置される。こうして、４個のＰＡ検出器２５ｂ−１〜２５ｂ−４の組み合わせで１個のＰＡ検出装置２０１ｂを構成している。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の画素アレイは、いずれも画素ピッチがｐ１であり、水平方向に画素ピッチの１／３ずつずれており、垂直方向に１／３と０以上の整数との和と画素ピッチｐ１との積で与えられる距離ずつずれている。
即ち上記の距離Ｅｓ１は、上記の整数をＦｓ１とすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ１＝｛（１／３）＋Ｆｓ１｝×ｐ１
例えば、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及びＴＤＩ方式イメージセンサ２６−２の水平方向のずれが画素ピッチｐ１の１／３であり、垂直方向のずれが１／３と０以上の整数との和と画素ピッチｐ１との積で与えられる。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−２及びＴＤＩ方式イメージセンサ２６−３の水平方向のずれが画素ピッチｐ１の１／３であり、垂直方向のずれ乃至距離が１／３と０以上の整数との和と画素ピッチｐ１との積で与えられる。
即ち上記の距離Ｅｓ１は、上記の整数をＦｓ１とすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ１＝｛（１／３）＋Ｆｓ１｝×ｐ１
例えば、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１及びＴＤＩ方式イメージセンサ２６−２の水平方向のずれが画素ピッチｐ１の１／３であり、垂直方向のずれが１／３と０以上の整数との和と画素ピッチｐ１との積で与えられる。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−２及びＴＤＩ方式イメージセンサ２６−３の水平方向のずれが画素ピッチｐ１の１／３であり、垂直方向のずれ乃至距離が１／３と０以上の整数との和と画素ピッチｐ１との積で与えられる。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３では、垂直方向にも水平方向にも信号電荷の加算が行われない。ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−２では解像度を重視するためである。ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の各々は、特許文献１の図１に示された光検出器と基本的に同じ構成を有するものであっても良い。
３本のＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３から出力される画素信号で表される格子画像は、それぞれ図１８（ａ）〜（ｃ）に示される画素配列を有する。図１８（ａ）で、〇印１８ａはＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１で得られる格子画像におけ各画素の領域の中心を示し、図１８（ｂ）で、●印１８ｂはＴＤＩ方式イメージセンサ２６−２で得られる格子画像におけ各画素の領域の中心を示し、図１８（ｃ）で、◇印１８ｃはＴＤＩ方式イメージセンサ２６−３で得られる格子画像におけ各画素の領域の中心を示す。図１８（ａ）、〜（ｃ）に示される格子画像は、互いに垂直方向に画素ピッチｐ１の１／３ずつずれ、かつ水平方向に画素ピッチｐ１の１／３ずつずれている。
その結果、上記の３枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像は、図１８（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置に画素データを有する斜め格子の画像である。
図１８（ｃ）の画素配列は、図１３（ｄ）の画素配列と同様である。但し、図１３（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置の画素データは、同じサブ画素列内の３個のサブ画素の信号を加算したものであるのに対し、図１８（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置の画素データは、信号加算を行うことなく得られたものである。
その結果、上記の３枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像は、図１８（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置に画素データを有する斜め格子の画像である。
図１８（ｃ）の画素配列は、図１３（ｄ）の画素配列と同様である。但し、図１３（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置の画素データは、同じサブ画素列内の３個のサブ画素の信号を加算したものであるのに対し、図１８（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃの位置の画素データは、信号加算を行うことなく得られたものである。
実施の形態４で説明したのと同様に、図１８（ｄ）の格子点１９の画素データを補間することで、図１８（ｄ）の格子点１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１９の位置に画素データを有する格子画像が得られる。
以上のように、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の組み合わせは１つのオーバーサンプリング検出器を構成している。
図１７に示されるＭＵ検出装置２０２ｂは、４つのＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４から成る。
ＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４の各々は、一つの半導体チップの表面に（すなわち同じチップの表面上に）形成された、複数本（図１７の場合は４本）のＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４を有する。ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４を、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４の各々は、一つの半導体チップの表面に（すなわち同じチップの表面上に）形成された、複数本（図１７の場合は４本）のＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４を有する。ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４を、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサという。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４は、それらの長手方向、即ちその画素アレイの配置方向が、衛星のＣＴ方向と一致するように配置されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４は、それらの画素アレイが、上記の焦点面に位置するように設けられている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の入射面上には、それぞれ異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４からは互いに異なる色（分光スペクトル）の画像が出力される。
複数個（図１７の場合は４個）のＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４はベース板２４の表面上にスタガ配置され、ＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４のうちの互いに隣接するもののＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の端部が互いにオーバーラップするように配置される。こうして、４個のＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４の組み合わせで、複数バンド（図１７の場合は４バンド）のＭＵ検出装置２０２ｂを構成している。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の画素アレイは、互いに水平方向にずれることなく配置されている。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の画素アレイの画素ピッチｐ２は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の画素ピッチｐ１のＲ倍である。
即ち、Ｒは、ＰＡ検出装置２０１ｂ（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ１に対するＭＵ検出装置２０２ｂ（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ２の比である。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の画素アレイの画素ピッチｐ２は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の画素ピッチｐ１のＲ倍である。
即ち、Ｒは、ＰＡ検出装置２０１ｂ（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ１に対するＭＵ検出装置２０２ｂ（を構成するＴＤＩ方式イメージセンサ）の画素ピッチｐ２の比である。
上記の画素ピッチ比Ｒの値は、一般に２以上の整数倍に設定される場合が多い。これは、パンシャープン処理によってカラー画像を合成する際に、画素ピッチ比が整数倍であると処理が単純化されることによる。
ＰＡ検出装置２０１ｂとＭＵ検出装置２０２ｂとは、焦点面構成部１０１上で水平方向の同じ範囲に画素アレイが配列される。すなわち、衛星の進行に伴ってスキャンされる地球表面の範囲（観測範囲）は、ＰＡ検出装置２０１ｂとＭＵ検出装置２０２ｂとで同じである。
ＭＵ検出装置２０２ｂを構成するＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の各々は、互いに垂直方向に画素ピッチの１／３ずつずれるとともに、水平方向に画素ピッチの１／３ずつずれた３枚の格子画像を出力する。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の各々としては、実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサを用いることができる。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の各々が出力する３枚の格子画像は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の組み合わせが出力する３枚の格子画像と同じ画素配列を有し、ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の各々が出力する３枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像は、ＴＤＩ方式イメージセンサ２６−１〜２６−３の組み合わせが出力する３枚の格子画像に対してオーバーサンプリングの画像処理を行うことで得られる画像と同じ画素配列を有する。
ＴＤＩ方式イメージセンサ２９ｂ−１〜２９ｂ−４の各々として用いられる、単一のＴＤＩ方式イメージセンサによって得られた３枚の格子画像は、衛星の進行方向の変動、撮像光学系の歪等がある場合でも常に理想的な位置関係を有するため、画像を合成する際の位置精度が向上し、優れた高精細マルチスペクトル画像が得られる。
また、以上の構成で得られた格子画像に対してオーバーサンプリングによる画像処理を行うと、ＰＡ検出器２５ｂ−１〜２５ｂ−４に関しては画素ピッチがｐ１／３の画像が得られ、ＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４に関しては画素ピッチｐ２／３（＝Ｒ×ｐ１／３）の画像が得られる。すなわち、オーバーサンプリングによる画像処理の結果得られる画像間の解像度の比はＲ倍であり、オーバーサンプリングによる画像処理を行う前のＰＡ画像とＭＵ画像との解像度の比と変わらない。
また、４バンドのＭＵ検出器を構成する場合、従来技術の教示に従って、３本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせを用いる場合には、１２本のＴＤＩ方式イメージセンサが必要であるが、実施の形態６では、４本のＴＤＩ方式イメージセンサで４バンドのＭＵ検出器を構成することができる。そのため、ＭＵ検出器の垂直方向の寸法を大幅に低減できるとともに、消費電力も大幅に削減される。
実施の形態４によるＴＤＩ方式イメージセンサは、１つの画素が３行３列のサブ画素で構成されるため、製造上の限界等の理由によって画素ピッチ自体を小さくするには不向きである。ところが入射光量の関係で、ＭＵ検出器の画素ピッチはＰＡ検出器に比べて数倍程度大きく設定する必要があるため、この構成がかえって有利になる。すなわち、高解像度を要求されるＰＡ検出器は、各々１枚の格子画像を生成する３本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせで構成し、バンド数を増やしたいＭＵ検出器は、各々３枚の格子画像を生成する複数本のＴＤＩ方式イメージセンサで構成することで、高解像度化、低消費電力化及び装置小型化をバランスよく実現できる。
なお、上記の例では、ＰＡ検出器は、各々１枚の格子画像を生成する３本のＴＤＩ方式イメージセンサの組み合わせで構成され、ＭＵ検出器は、各々３枚の格子画像を生成する複数本のＴＤＩ方式イメージセンサで構成されている。
ＰＡ検出器を構成するＴＤＩ方式イメージセンサの数は、４以上であっても良く、実施の形態５の如く２であっても良く、またＭＵ検出器を構成するＴＤＩ方式イメージセンサの各々が生成する格子画像の枚数は４以上であっても良く、実施の形態５の如く２であっても良い。
一般化すれば、ＰＡ検出器（２５）は、Ｎ本（Ｎ：整数）の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２６−１、２６−２）の組み合わせで構成され、複数バンドのマルチスペクトル検出器（２８）は、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２９−１〜２９−４）で構成され、Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２６−１、２６−２）は、水平方向に互いに画素ピッチの１／Ｎずつずれた位置に配置されており、垂直方向に互いに１／Ｎと０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずれた位置に配置されていれば良い。
即ち上記の距離Ｅｓは、上記の整数をＦｓとし、上記の画素ピッチをｐとすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ＝｛（１／Ｎ）＋Ｆｓ｝×ｐ
一般化すれば、ＰＡ検出器（２５）は、Ｎ本（Ｎ：整数）の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２６−１、２６−２）の組み合わせで構成され、複数バンドのマルチスペクトル検出器（２８）は、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２９−１〜２９−４）で構成され、Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２６−１、２６−２）は、水平方向に互いに画素ピッチの１／Ｎずつずれた位置に配置されており、垂直方向に互いに１／Ｎと０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずれた位置に配置されていれば良い。
即ち上記の距離Ｅｓは、上記の整数をＦｓとし、上記の画素ピッチをｐとすれば下記の式で与えられる。
Ｅｓ＝｛（１／Ｎ）＋Ｆｓ｝×ｐ
例えば、Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサが、水平方向の異なる位置に配置されており、その配置位置に応じて、水平方向の一方の側から他方の側に順番を付けたとき、ｎ番目（ｎは２からＮのいずれか）の位置に配置された第１種のＴＤＩ方式イメージセンサは、（ｎ−１）番目の位置に配置された第１種のＴＤＩ方式イメージセンサに対して、一方の側、例えば図面上右側に画素ピッチの１／Ｎずつずらして配置されていれば良い。
また例えば、Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサが、垂直方向の異なる位置に配置されており、その配置位置に応じて、垂直方向の一方の側から他方の側に順番を付けたとき、ｎ番目（ｎは２からＮのいずれか）の位置に配置された第１種のＴＤＩ方式イメージセンサは、（ｎ−１）番目の位置に配置された第１種のＴＤＩ方式イメージセンサに対して、一方の側、例えば図面上下側に１／Ｎと整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずらして配置されていれば良い。
また、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２９ｂ−１〜２９ｂ−４）は、第１種のＴＤＩ方式イメージセンサ（２６−１〜２６−３）よりも画素ピッチが大きく、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々は、互いに水平方向に画素ピッチの１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）ずつずれかつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の格子画像を出力する構成であれば良い。
またＭＵ検出器２８ｂ−１〜２８ｂ−４の各々を構成する第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの数は、４に限定されず、２又は３であっても良く５以上であっても良い。要するに複数であれば良い。
そのような複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されていれば良い。
そのような複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されていれば良い。
また、実施の形態５及び６に係る撮像装置によれば、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々から出力されるＮ枚の格子画像が、Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサから出力されるＮ枚の格子画像とそれぞれ同じ画素配列を有するので、第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの出力に対するオーバーサンプリングの画像処理を第１のＴＤＩ方式イメージセンサの出力に対するオーバーサンプリングの画像処理と同じ方法で行うことができ、オーバーサンプリングの画像処理で得られた画像を用いて行われるパンシャープン処理等の画像処理が容易であり、かつ、撮像装置を全体としてより小さくすることができ、消費電力も少なくなる。
上記した実施の形態には種々の変形が可能である。例えば、各実施の形態中で説明した変形例についての記載は他の実施の形態にも適用可能である。
また、上記の実施の形態では、サブ画素（或いは画素）の水平方向のピッチと垂直方向のピッチが互いに等しいものとして説明したが、サブ画素（或いは画素）の水平方向のピッチと垂直方向のピッチとは異なっていても良い。
また、上記の実施の形態では、サブ画素（或いは画素）の水平方向のピッチと垂直方向のピッチが互いに等しいものとして説明したが、サブ画素（或いは画素）の水平方向のピッチと垂直方向のピッチとは異なっていても良い。
１ 画素、 ２ サブ画素、 ３ 画素アレイ、 ４ 垂直転送チャネル、 ５ 垂直ＣＣＤ、 ６ 水平ＣＣＤ、 ７，７−１，７−２ 出力回路、 ８，８−１，８−２，８−３ 電荷蓄積ゲート、 ９，９−１，９−２，９−３ 電荷蓄積制御ゲート、 １０ 垂直転送電極の組、 １０−１〜１０−４ 垂直転送電極、 １１ 水平転送チャネル、 １２−１，１２−２ 水平転送電極、 １３−１，１３−２ 水平転送電極、 １４ 水平転送電極の組、 １４−１，１４−２ 水平転送電極対、 １５ 金属配線、 １６ 入出力パッド、 １７ 信号電荷、 １８ 画素中心、 １９ 格子点、 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 信号加算される画素の領域、 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ サブ画素列の領域、 ２２ 送出制御ゲート、 ２３ 分離部、 ２４ ベース板、 ２５−１〜２５−４，２５ｂ−１〜２５ｂ−４ ＰＡ検出器、 ２６−１〜２６−３ ＴＤＩ方式イメージセンサ、 ２８−１〜２８−４ ＭＵ検出器、 ２９−１〜２９−４，２９ｂ−１〜２９ｂ−４ ＴＤＩ方式イメージセンサ、 １０１ 焦点面構成部、 １０２ 光学部、 １０３ 駆動部、 １０４ 信号処理部、 １０５ 伝送部、 ２０１，２０１ｂ ＰＡ検出装置、 ２０２，２０２ｂ ＭＵ検出装置。
Claims (9)
- 水平方向及び垂直方向に配列され、各々光電変換を行う複数のサブ画素を有する画素アレイと、
水平方向の異なる位置において垂直方向に配列された複数の前記サブ画素で光電変換により発生された信号電荷を時間遅延積分して前記垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、
前記複数の垂直転送部により転送された信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
前記水平転送部により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力する少なくとも一つの出力回路と、
それぞれ前記複数の垂直転送部に対応して設けられ、各々対応する垂直転送部で転送された信号電荷を蓄積する複数の電荷蓄積部と、
それぞれ前記電荷蓄積部に対応して設けられ、各々対応する電荷蓄積部に蓄積された信号電荷の、前記水平転送部への送出を制御する複数の電荷蓄積制御ゲートとを有し、
前記複数の垂直転送部は、各々相連続するＮ個（Ｎは２以上の整数）の前記垂直転送部から成る複数の群に分割され、
前記垂直転送部は、１撮像周期中に、サブ画素Ｎ個分の垂直転送を行ない、
各群のＮ個の垂直転送部に対応するＮ個の電荷蓄積制御ゲートは、それぞれ１撮像周期中に１回、かつ一つずつ順に選択され、対応する電荷蓄積部から前記水平転送部への信号電荷の送出を行わせる
ＴＤＩ方式イメージセンサ。 - 前記複数の群の各々の垂直転送部に対し、水平方向の一方の側から他方の側への順に順番を付けたとき、
ｉ番目（ｉは２からＮのいずれか）の垂直転送部に対応する電荷蓄積制御ゲートは、（ｉ−１）番目の垂直転送部に対応する電荷蓄積制御ゲートの次に、対応する電荷蓄積部から前記水平転送部への信号電荷の送出を行わせ、
１番目の垂直転送部に対応する電荷蓄積制御ゲートは、Ｎ番目の垂直転送部に対応する電荷蓄積制御ゲートの次に、対応する電荷蓄積部から前記水平転送部への信号電荷の送出を行わせる
請求項１に記載のＴＤＩ方式イメージセンサ。 - 前記複数の群の各々の垂直転送部に対し、水平方向の一方の側から他方の側への順に順番を付けたとき、前記複数の群のｊ番目（ｊは１からＮのいずれか）の垂直転送部に対応する電荷蓄積制御ゲートは互いに同時に対応する電荷蓄積部から前記水平転送部への信号電荷の送出を行わせる
請求項１又は２に記載のＴＤＩ方式イメージセンサ。 - 前記複数の前記電荷蓄積制御ゲートと、前記水平転送部との間に設けられた送出制御ゲートをさらに有し、
前記垂直転送部の各々は、当該垂直転送部に沿って形成された転送チャネルを有し、
前記複数の群の各々の垂直転送部を構成する転送チャネルが、前記送出制御ゲートの下で互いに合流した後、前記水平転送部に接続されている
請求項１から３のいずれかに記載のＴＤＩ方式イメージセンサ。 - 前記水平転送部は、第１の水平転送部と第２の水平転送部とに分割されており、
前記複数の垂直転送部は、
前記画素アレイの、水平方向の一方の側を占める第１のアレイ部分内で発生した信号電荷を転送する第１組の垂直転送部と、
前記画素アレイの、水平方向の他方の側を占める第２のアレイ部分内で発生した信号電荷を転送する第２組の垂直転送部とを含み、
前記少なくとも一つの出力回路は、第１の出力回路と第２の出力回路とを含み、
前記第１の水平転送部の第１の端部と前記第２の水平転送部の第１の端部とが互いに隣接し、かつ互いに分離されており、
前記第１の出力回路は、前記第１の水平転送部の第２の端部に接続され、
前記第２の出力回路は、前記第２の水平転送部の第２の端部に接続され、
前記第１の水平転送部は、前記第１組の垂直転送部で転送された信号電荷を前記第１の出力回路に向けて転送し、
前記第２の水平転送部は、前記第２組の垂直転送部で転送された信号電荷を前記第２の出力回路に向けて転送し、
前記第１の出力回路は、前記第１の水平転送部により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力し、
前記第２の出力回路は、前記第２の水平転送部により転送された信号電荷の量を表す画素信号を出力する
請求項１から４のいずれかに記載のＴＤＩ方式イメージセンサ。 - Ｎが２である請求項１から５のいずれか１項に記載のＴＤＩ方式イメージセンサ。
- パンクロマチック検出器と、複数バンドのマルチスペクトル検出器とを有し、
前記パンクロマチック検出器は、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数バンドのマルチスペクトル検出器は、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、
前記第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、前記第１種のＴＤＩ方式イメージセンサよりも画素ピッチが大きく、
前記Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサは、水平方向に互いに画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に互いに１／Ｎと０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずれた位置に配置されており、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々は、水平方向に画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の格子画像を出力し、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々が請求項１から６のいずれか１項に記載のＴＤＩ方式イメージセンサである
撮像装置。 - パンクロマチック検出器と、複数バンドのマルチスペクトル検出器とを有し、
前記パンクロマチック検出器は、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数バンドのマルチスペクトル検出器は、複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサで構成され、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、互いに異なる波長帯の光を透過する分光フィルタが装着されており、
前記第２種のＴＤＩ方式イメージセンサは、前記第１種のＴＤＩ方式イメージセンサよりも画素ピッチが大きく、
前記Ｎ本の第１種のＴＤＩ方式イメージセンサは、水平方向に互いに画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に互いに１／Ｎと０以上の整数との和と画素ピッチとの積で与えられる距離ずつずれた位置に配置されており、
前記複数本の第２種のＴＤＩ方式イメージセンサの各々は、水平方向に画素ピッチの１／Ｎずつずれ、かつ垂直方向に画素ピッチの１／ＮずつずれたＮ枚の格子画像を出力する
撮像装置。 - Ｎが２である請求項８に記載の撮像装置。
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| JP2020005270A JP7278226B2 (ja) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Ｔｄｉ方式イメージセンサ、及び撮像装置 |
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| JP2021114652A true JP2021114652A (ja) | 2021-08-05 |
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| JP2021166780A (ja) * | 2017-12-15 | 2021-10-21 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
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| JP2021166781A (ja) * | 2017-12-15 | 2021-10-21 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008236156A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | 光検出器及び人工衛星搭載光学センサ |
-
2020
- 2020-01-16 JP JP2020005270A patent/JP7278226B2/ja active Active
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