JP4602380B2 - Image input method using storage type sensor and apparatus therefor - Google Patents
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本発明は、蓄積型センサ(以下、TDIセンサと記す)を用いた画像入力方法およびその装置に関する。 The present invention relates to an image input method and apparatus using a storage type sensor (hereinafter referred to as a TDI sensor).
光学像の画像入力に使用される1次元画像センサには、CCD型リニアセンサ、CMOS型リニアセンサ、TDI(Time Delay and Integration)センサ等種々のセンサがある。この中でTDIセンサは感度特性に優れることから画像入力の高速化に適した画像センサとして使用される(例えば、特許文献1参照)。図7に示されるように、このTDIセンサ10の主要部は、画像を撮像するための複数の1次元画素列11、該1次元画素列11間に配置された垂直転送レジスタ12、上記1次元画素列11の最終段に並行して配置された水平転送レジスタ13から構成されている。ここで、1次元画素列11には、例えばフォトダイオードを受光部とし横方向の1ラインに数千画素数からなる画素が配列されている。そして、この1次元画素列11は数ライン〜数百ラインに配設されて縦方向の蓄積段数となる。このようにして、複数の1次元画素列11は縦横方向に配列された画素群を形成している。
As a one-dimensional image sensor used for image input of an optical image, there are various sensors such as a CCD linear sensor, a CMOS linear sensor, and a TDI (Time Delay and Integration) sensor. Among these, the TDI sensor is used as an image sensor suitable for speeding up image input since it has excellent sensitivity characteristics (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 7, the main part of the
垂直転送レジスタ12は、CCD(Charge Coupled Device)シフトレジスタから成り、1次元画素列11で受光し光電変換された画像の(撮像)電荷を上記縦方向である蓄積段方向(以下、TDI方向という)に、例えば4相の垂直転送クロック(Vclk1、Vclk2、Vclk3およびVclk4)により転送し、同一の光学像の電荷を積算する。水平転送レジスタ13は、同様にCCDシフトレジスタから成り、1次元画素列11の最終段に隣接するトランスファーゲートを介して上記TDI方向に積算され蓄積された電荷を読み出し、センサ出力部の出力アンプ14側に向かって、1次元画素列11のライン方向の画素の配列順に上記積算された蓄積電荷を、例えば3相の水平転送クロック(Hclk1、Hclk2およびHclk3)により転送する。
The
そして、上記水平転送レジスタ13により転送された蓄積電荷は、出力ゲート、電荷検出部から出力アンプ14を通り出力回路でディジタル信号にされて出力される。ここで、センサ出力部は上記出力ゲート、電荷検出部、出力アンプ14および出力回路を含んで構成される。なお、1次元画素列11で受光し光電変換された画像の電荷は、センサ出力部の出力アンプ14a側に出力するような構成になっていてもよい。この場合には、画像の電荷は上述の場合とは逆のTDI方向に転送され積算される。そして、水平転送レジスタ13aがこの逆方向に積算された電荷を読み出し出力アンプ14a側に向かって転送することになる。ここで、センサ出力部の切り換え機構により、出力アンプ14側あるいは出力アンプ14a側の駆動切り換えが自在に行えるようになっている。
The accumulated charge transferred by the
このTDIセンサ10の特徴は、ライン方向の各画素で取得される電荷を垂直転送レジスタ12によりTDI方向に蓄積させながら転送することで、蓄積段数分の電荷を積算することが出来ることである。この蓄積段数分の電荷の蓄積効果により、TDIセンサは入力画像を蓄積段数分の感度に向上させることが可能になる。
The feature of the
ここで、TDIセンサ10は、後述されるスキャン同期信号毎に、上記受光部の画素で光電変換された電荷を垂直転送レジスタ12でTDI方向に1段つまり1画素分転送する。そして、上記スキャン同期信号毎に、最終段の1次元画素列11から水平転送レジスタ13にトランスファーゲートを介して蓄積電荷を転送し、水平転送レジスタ13の電荷転送によりセンサ出力部14からシリアルに1次元画素列11のライン方向で撮像された画像に関するセンサ出力を読み出す。
Here, the
上記TDIセンサ10は、上述したように高感度になることから、例えば半導体集積回路の製造において欠陥検査用の1次元画像センサとして多用される。ここでは、半導体基板上に形成された微細な半導体素子パターンあるいはフォトリソグラフィ工程で転写される回路パターンの形成された原画パターン(マスク、フォトマスク或いはレチクルともいう)に関する光学画像をこのTDIセンサ10により撮像して画像入力する。
Since the
図8は、TDIセンサ10により実際に被写体15のL/S(ライン/スペース)パターンの画像入力する方法を模式的に示す。図8に示されるように、光源を含む照明光学系により照明光16を被写体15に照射して、被写体像のL/Sパターンを拡大光学系17でTDIセンサ10の受光面上に結像させ、上述したTDI方向と同じ方向となる被写体移動方向に被写体15をステージなどで移動させながら連続的にL/Sパターンの画像を撮像し入力する。ここで、従来技術においてはTDIセンサ10は照明光学系と共に固定されている。
FIG. 8 schematically shows a method of actually inputting an L / S (line / space) pattern image of the
そして、画像入力時は、被写体15の被写体移動方向の移動速度すなわちTDIセンサ10の受光面に結像するL/Sパターンの画像の移動速度を、TDI方向の蓄積電荷の転送速度に正確に合わせて、常に同一の光学像である同じパターンの画像から光電変換された電荷がTDIセンサ10で積算されるようにする。このために、センサ受光面上のL/Sパターンの画像がTDI方向へ移動する速度を、TDIセンサ10におけるTDI方向への電荷の転送速度に正確に合わせることが必要になる。
When inputting an image, the moving speed of the
そこで、図9に示すように、L/Sパターンすなわち被写体15の位置情報に基づいてTDI同期制御回路18からTDIセンサ10のスキャン同期信号が出力され、それに合せてセンサ駆動回路19で垂直転送クロック(Vclk1、Vclk2、Vclk3およびVclk4)が生成される。そして、上述したように蓄積電荷がTDIセンサ10の例えば半導体表面の電荷転送領域をTDI方向に転送される。ここで、被写体15の被写体移動方向における移動速度と電荷のTDI方向における転送速度が同じになるように制御される。そして、TDIセンサ10の受光面上に結像したL/Sパターン画像20から光電変換され積算されて得られた蓄積電荷は、スキャン同期信号毎にトランスファーゲートから水平転送シフトレジスタ13(あるいは13a)に読み出され、出力アンプ14(あるいは14a)からセンサ出力I/F21を介し出力回路のA/D変換回路22を経てディジタル信号としてセンサ出力される。
Therefore, as shown in FIG. 9, a scan synchronization signal of the
ここで、TDIセンサ10上に結像するL/Sパターン画像20と、光電変換により変換されかつ蓄積されながら転送される蓄積電荷は、常に同じ相対位置関係にあるように制御され、受光部である1次元画素列11で光電変換された電荷がTDI方向に蓄積段数分に積算して読み出されることが好ましい。
Here, the L /
ところで、図10に示すように、TDIセンサ10の駆動方法は、一定の転送時間(ΔT)の間に蓄積段数1段分の距離分、電荷を転送し、トランスファーゲートをオン状態にして例えば3相クロック(Hclk1、Hclk2およびHclk3)の水平転送クロックHclkを駆動させて、センサ出力を読み出す。図10は、このTDIセンサ10を駆動させるための転送クロックのタイミングチャートの一例を示す。図10に示すように、上述したスキャン同期信号であるスキャンクロックに同期して、TDI方向の垂直転送レジスタ12に例えば図10に示したような4相のクロック波形の垂直転送クロック(Vclk1、Vclk2、Vclk3およびVclk4)を印加し、転送時間(ΔT)の間に上記電荷をTDI方向に蓄積段数1段分だけ転送する。そして、最終段の1次元画素列11と水平転送レジスタ13の間に配置されるトランスファーゲートを上記スキャンクロックに同期させオン状態にして、水平転送レジスタ13の水平転送クロックHclkを駆動させ、1次元画素列11から成るライン方向のセンサ出力をセンサ出力部から順次に読み出す。
By the way, as shown in FIG. 10, the driving method of the
このようなTDIセンサ10の駆動方法は、垂直転送クロックを図10に示した転送時間(ΔT)内に駆動することから、水平転送クロックによるセンサ出力の読出し時に、垂直転送クロックからセンサ読出し信号に入るクロストークによるノイズを抑制することが出来るようになる。しかしながら、TDI方向への電荷転送が一定の転送時間(ΔT)内に行われることから、蓄積段数1段分内でみると、電荷の垂直転送が止まっている間にも、TDIセンサ上に結像する被写体の像は連続的に移動しており、TDI方向に転送される蓄積電荷と、光電変換されて新たに入力される電荷の相対位置がわずかにずれることになる。
Since the
図11は、TDI方向の電荷転送タイミングに対し、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差を示した概念図である。ここで、縦軸には上記偏差量を画素単位でとり、横軸には上述したスキャン同期信号数をスキャンサイクルとして示している。相対位置の偏差量では、転送時間(ΔT)の前でTDI方向の1段に当る最大1画素分に相当する偏差が、転送時間(ΔT)後ではゼロになり、転送時間(Δt)の初めすなわち転送が始まる初期では、最大の偏差量となるほぼ1画素分の位置偏差が生じる。 FIG. 11 is a conceptual diagram showing the deviation of the relative position between the charge newly input by photoelectric conversion and the accumulated charge transferred in the TDI direction with respect to the charge transfer timing in the TDI direction. Here, the vertical axis represents the deviation amount in units of pixels, and the horizontal axis represents the number of scan synchronization signals described above as a scan cycle. In the relative position deviation amount, the deviation corresponding to a maximum of one pixel corresponding to one stage in the TDI direction before the transfer time (ΔT) becomes zero after the transfer time (ΔT), and the beginning of the transfer time (Δt). That is, at the beginning of the transfer, a positional deviation of about one pixel, which is the maximum deviation amount, occurs.
このように、TDIセンサ10で得られる画像は、そのTDI方向の偏差が0からほぼ1画素の間で変動しながら画像を入力することになり、L/SパターンのL/Sピッチが画素サイズの10倍以下程度と非常に細かくなる場合には、TDIセンサ10によるL/SパターンのTDI方向での解像性能が低下するという問題があった。
上述したような事情に鑑みて本発明はなされたものであり、その目的とするところは、TDIセンサにおいて、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差を簡便に低減させることにある。そして、TDIセンサを用いた画像入力において撮像する光学像のTDI方向における解像性能が向上する画像入力方法およびその装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to determine the relative position between the charge newly input by photoelectric conversion and the accumulated charge transferred in the TDI direction in the TDI sensor. The purpose is to easily reduce the deviation. It is another object of the present invention to provide an image input method and apparatus for improving the resolution performance in the TDI direction of an optical image picked up in image input using a TDI sensor.
上記目的を達成するために、第1の発明にかかる蓄積型センサを用いた画像入力方法は、複数の画素を縦横方向に配列し、これらの画素で光電変換された各電荷をそれぞれ縦方向に積算しながら転送する垂直転送レジスタと、該垂直転送レジスタの最終段から転送された積算された電荷を、横方向に並行して転送する水平転送レジスタと、該水平転送レジスタにより転送された電荷を読み出しディジタル信号として出力するセンサ出力部とを有する蓄積型センサを用いた画像入力方法であって、前記垂直転送レジスタにおける電荷転送タイミングに合せて、前記蓄積型センサの位置を周期的に1画素に相当する距離を往復移動させ前記画像を入力する、という構成になっている。
In order to achieve the above object, an image input method using a storage type sensor according to a first aspect of the present invention has a plurality of pixels arranged in the vertical and horizontal directions, and the respective charges photoelectrically converted by these pixels in the vertical direction. The vertical transfer register that transfers while accumulating, the horizontal transfer register that transfers the accumulated charge transferred from the last stage of the vertical transfer register in parallel in the horizontal direction, and the charge transferred by the horizontal transfer register An image input method using a storage type sensor having a sensor output unit that outputs a readout digital signal, wherein the position of the storage type sensor is periodically set to one pixel in accordance with the charge transfer timing in the vertical transfer register. The image is input by reciprocating a corresponding distance .
そして、第2の発明にかかる画像入力装置は、複数の画素を縦横方向に配列し、これらの画素で光電変換された各電荷をそれぞれ縦方向に積算しながら転送する垂直転送レジスタと、該垂直転送レジスタの最終段から転送された積算された電荷を、横方向に並行して転送する水平転送レジスタと、該水平転送レジスタにより転送された電荷を読み出しディジタル信号として出力するセンサ出力部とを有する蓄積型センサを用いた画像入力装置であって、前記垂直転送レジスタにおける電荷転送タイミングに合せて、前記蓄積型センサの位置を周期的に1画素に相当する距離を往復移動させるセンサ位置移動手段を備えている構成になっている。 The image input device according to the second invention comprises a vertical transfer register in which a plurality of pixels are arranged in the vertical and horizontal directions, and the electric charges photoelectrically converted by these pixels are transferred while being accumulated in the vertical direction, and the vertical transfer register. A horizontal transfer register for transferring the accumulated charges transferred from the final stage of the transfer register in parallel in the horizontal direction; and a sensor output unit for reading out the charges transferred by the horizontal transfer register and outputting them as digital signals. An image input device using a storage type sensor, wherein a sensor position moving means for periodically reciprocating the position of the storage type sensor by a distance corresponding to one pixel in accordance with a charge transfer timing in the vertical transfer register. It has a configuration that is equipped.
本発明によれば、TDIセンサを用いた画像入力において、その光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差が簡便に低減され、その撮像する光学像のTDI方向における解像性能が向上する。 According to the present invention, in the image input using the TDI sensor, the deviation of the relative position between the charge newly input by the photoelectric conversion and the accumulated charge transferred in the TDI direction is easily reduced, and the optical image to be captured The resolution performance in the TDI direction is improved.
本発明の好適な実施形態について図1ないし図3を参照して説明する。図1は、TDIセンサ10を用いた画像入力装置の一例を示す概略構成図である。図2は、TDI方向の電荷転送タイミングに対し、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差を示した概念図である。そして、図3は、上記相対位置の偏差を相殺するためのTDIセンサ10の位置移動を示す平面図である。以下、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略する。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image input apparatus using a
初めに本実施形態にかかる画像入力装置について説明する。図1に示されるように、上述したTDIセンサ10を用いた画像入力装置30は、その特徴的な要部として、支持基板31上に固定して載置されたTDIセンサ10、支持基板31即ちTDIセンサ10に対して周期的な位置移動を与えるTDIセンサ移動機構32、および該センサ移動駆動部32を制御するTDIセンサ移動制御回路33を有している。その他に、図9で説明したようなTDI同期制御回路18、センサ駆動回路19、センサ出力I/F21、A/D変換回路22が備えられている。
First, the image input apparatus according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the
ここで、支持基板31は、例えば絶縁体材料あるいは導電体材料で構成され、TDIセンサ10を固持するようになっている。そして、TDIセンサ移動機構32は、例えばピエゾ素子等を含んで構成され、TDIセンサ移動制御回路33からの位置制御信号である電圧信号により上記ピエゾ素子を駆動させ、所定の周期で支持基板31を位置移動させるようになっている。この位置移動は、TDIセンサ10において画素の電荷が積算されるTDI方向、すなわち図7に示した被写体15の被写体移動方向であって、後述されるように電荷転送タイミングに合わせ、その移動幅はTDI方向のセンサー1画素の幅に対応する、数μm〜数十μmとなるように行われる。ここで、上記TDIセンサ移動機構32、TDIセンサ移動制御回路33等は本実施形態においてセンサ位置移動手段を構成している。
Here, the
上記TDIセンサ移動制御回路33は、センサ駆動回路19から生成される電荷を転送するための垂直・水平転送クロックに同期する電気信号に基づいて、TDIセンサ移動機構32に位置制御信号を供給する。ここで、センサ駆動回路19は、上述したように被写体位置情報に基づきTDI同期制御回路18で生成されたスキャンクロックに同期して、TDI方向の転送クロックとなる垂直転送クロック、およびセンサ出力を読み出す水平転送クロックを発生させる。このようにして、TDIセンサ移動機構32は、電荷転送タイミングに合わせてTDIセンサ10の位置を制御し移動させることになる。
The TDI sensor
そして、上述したようにTDIセンサ10において被写体の画像から光電変換され積算されて得られた蓄積電荷は、スキャンクロック毎にトランスファーゲートから水平転送シフトレジスタ13(あるいは13a)に読み出され、出力アンプ14(あるいは14a)からセンサ出力I/F21を介し出力回路のA/D変換回路22を経てディジタル信号としてセンサ出力されるようになっている。
As described above, the accumulated charge obtained by photoelectrically converting and integrating the subject image in the
なお、上記画像入力装置30において、TDI移動機構32はピエゾ素子に替えて電磁石を含んだ構成になっていてもよい。
In the
上述したように、TDIセンサ10により被写体の画像を入力するときは、TDI方向の電荷の転送速度と、被写体の像がTDIセンサ10上で動く速度を正確に合せて画像入力をする必要があるが、上述したようにTDI方向への電荷の転送は一定の転送時間内に行われるため、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向で蓄積される電荷の相対位置の偏差が最大1画素分の程度になる。
As described above, when inputting a subject image by the
そこで、本実施形態の画像入力方法は、例えば画像入力装置30においてスキャンクロックのタイミングに合せて、TDIセンサ10のTDI方向の位置を制御し移動させることで、TDIセンサ10のTDI方向の電荷転送動作により生ずる、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差を相殺させるようにする。
Therefore, in the image input method of the present embodiment, for example, the
本実施形態におけるTDIセンサ10の駆動において、図10に示したような例えば4相の垂直転送クロック(Vclk1、Vclk2、Vclk3およびVclk4)と水平転送クロックHclkが用いられる。このようにすると従来技術で説明したように、図2に示すTDI方向の転送タイミングに対し、上記相対位置の偏差量は、0からほぼ1画素の間で変動する。ここで、図2は、縦軸に上述した相対位置の偏差量を画素単位でとり、横軸にはスキャン同期信号数をスキャンサイクルとして示す。
In driving the
そこで、例えば図1に示したTDIセンサ移動機構32により、荷電転送タイミングに合わせてTDIセンサ10をTDI方向に位置移動させ、TDI方向の電荷転送タイミングにより生ずるTDIセンサ10における上記相対位置の偏差を相殺すべく制御する。例えば、TDI方向の電荷転送タイミングが図10場合では、上記相対位置の偏差は図2に示すようになり、この偏差を相殺するためには、例えば図3に示すようにTDIセンサ10をTDI方向に制御して連続的に移動させる。
Therefore, for example, the TDI
すなわち、図3(A)に示すように、図2に記した○印Aの転送時間終了後は、TDIセンサ10のTDI方向の位置は基準位置としてゼロにする。そして、TDIセンサ10上の上記相対位置の偏差量が○印Bの約0.5画素になるところでは、図3(B)に示すようにTDIセンサ10はTDI方向にΔLB例えば0.5画素分移動した位置になるようにする。同様に、TDIセンサ10上の上記相対位置の偏差量が○印Cの約1.0画素になるところでは、図3(C)に示すようにTDIセンサ10はTDI方向にΔLB例えば1.0画素分移動した位置になるようにする。なお、○印A、○印Bおよび○印C間におけるTDIセンサ10の位置移動は、例えば上記偏差量に比例して増加するようにする。そして、○印A'では、上述したようにTDI方向の転送タイミングにおける蓄積電荷の相対位置の偏差量がゼロになることから、TDIセンサ10は再び基準位置に戻されるようになる。
That is, as shown in FIG. 3A, the position of the
このように、TDIセンサ10のTDI方向における位置の移動量を、スキャンクロックのタイミングに合せて周期的に制御することで、TDI方向の電荷転送タイミングに対し、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差を極めて簡便に低減させることができる。
As described above, the amount of movement of the position of the
図4は、図2,3を参照して説明したTDIセンサ10のTDI方向への位置の移動により、TDI方向の電荷転送タイミングに対し光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差が低減する様子を示す概念図である。図4に示されるように、従来技術におけるTDI方向への電荷転送は一定の転送時間内に行われることから、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向で蓄積される電荷の相対位置の偏差量が最大1画素程度になる。これに対して、上述したように電荷転送タイミングに合わせてTDIセンサ10をTDI方向に移動制御することにより、上記偏差量は大幅に低減し、例えば最大0.2画素程度まで低減させることができる。このようにして、TDI方向における蓄積電荷の相対位置の偏差量は、理想的にはTDIセンサ10のTDI方向の位置移動により完全に相殺しゼロにすることができる。但し、実際の場合にはTDIセンサ11の位置移動における制御の精度などから上述したように少しの偏差残りが生じる。
In FIG. 4, by the movement of the position of the
次に、本実施形態における効果について図5および図6を参照して更に説明する。図5,6はパターン光学像のTDI方向の解像性能を示すMTF(Modulation Transfer Function)特性図である。ここで、図5は本実施形態の場合の上記偏差量が0.2画素の場合のシミュレーション結果であり、図6は比較例として示した従来技術の偏差量が1.0画素の場合のシミュレーション結果である。そして、これ等の図の横軸には、図8で説明したL/SパターンのL/Sピッチが画素単位でとられ、0値側に近づく程、L/Sパターンが微細になりL/Sピッチが細かくなる。また、これ等の図の縦軸はMTF値であり、その値が1で最も解像性能が高く、MTF値が小さくなると解像性能が低下し画像ぼけが大きくなる。 Next, the effect in this embodiment is further demonstrated with reference to FIG. 5 and FIG. 5 and 6 are MTF (Modulation Transfer Function) characteristic diagrams showing the resolution performance of the pattern optical image in the TDI direction. Here, FIG. 5 is a simulation result when the deviation amount in the present embodiment is 0.2 pixels, and FIG. 6 is a simulation when the deviation amount of the related art shown as a comparative example is 1.0 pixel. It is a result. In the horizontal axis of these figures, the L / S pitch of the L / S pattern described in FIG. 8 is taken in pixel units, and the L / S pattern becomes finer as the value approaches 0 side. S pitch becomes fine. The vertical axis of these figures is the MTF value. When the value is 1, the resolution performance is the highest, and when the MTF value is decreased, the resolution performance decreases and the image blur increases.
本実施形態の場合では、図5に示されるように、L/Sのピッチがナイキスト周波数に当たる2画素になってもMTFは95%に低下しないことが判る。これに対して、図6に比較として示した従来技術のTDIセンサの駆動方法の場合では、L/Sのピッチが約6画素になるとMTFが95%に低下するようになる。このように本実施形態では、従来技術の場合よりもパターン光学像のTDI方向の解像度は大幅に向上することが明らかである。 In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5, it can be seen that the MTF does not decrease to 95% even when the pitch of L / S becomes two pixels corresponding to the Nyquist frequency. On the other hand, in the case of the conventional TDI sensor driving method shown as a comparison in FIG. 6, the MTF decreases to 95% when the L / S pitch is about 6 pixels. As described above, in this embodiment, it is apparent that the resolution in the TDI direction of the pattern optical image is significantly improved as compared with the conventional technique.
本実施形態では、TDIセンサ10のTDI方向の電荷転送タイミングにより生ずる、光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差が、電荷転送タイミングに合わせてTDIセンサ10をTDI方向に位置制御して周期的に移動させることにより、極めて簡便にしかも高い精度で低減される。このようにして、TDIセンサによるTDI方向での光学像の解像性能が向上し、被写体の微細なパターンの画像入力が容易になる。
In the present embodiment, the deviation of the relative position between the charge newly input by photoelectric conversion and the accumulated charge transferred in the TDI direction, which is generated by the charge transfer timing in the TDI direction of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.
例えば、TDIセンサ10の水平転送レジスタ13は、1次元画素列11のライン方向の半分の各画素からの蓄積電荷を読み出す部分と、1次元画素列11のライン方向の残りの半分の各画素からの蓄積電荷を読み出す部分とに分割され、それぞれに異なる水平転送クロックで駆動する構成になっていてもよい。
For example, the horizontal transfer register 13 of the
また、TDIセンサ10の水平転送レジスタは、互いに並列に配設された複数の水平転送レジスタから構成されてもよい。この場合には、1次元画素列11のライン方向の画素からの各蓄積電荷が並列読み出し可能になり、TDIセンサによる微細パターンの画像入力が更に高速に行えるようになる。
The horizontal transfer register of the
また、TDIセンサの位置移動は、TDIセンサの駆動における光電変換で新たに入力される電荷とTDI方向に転送される蓄積電荷の相対位置の偏差を相殺するようになればよいことから、上記実施形態で説明したようなTDI方向でなくその逆方向になる場合があっても構わない。 Further, since the position movement of the TDI sensor only needs to cancel the deviation of the relative position between the charge newly input by photoelectric conversion in the drive of the TDI sensor and the accumulated charge transferred in the TDI direction. There may be a case where the direction is not the TDI direction as described in the embodiment but the opposite direction.
また、上記実施形態では4相の垂直転送クロックあるいは3相の水平転送クロックの場合を一例として説明したが、これ等の電荷転送クロックはこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, the case of a four-phase vertical transfer clock or a three-phase horizontal transfer clock has been described as an example. However, these charge transfer clocks are not limited to this.
そして、TDIセンサを用いた画像入力装置で、本発明の説明に直接必要としない部分等について記載は省略されているが、必要とされる装置構成、信号処理方法や制御手法等を適宜選択して用いることができる。 In the image input apparatus using the TDI sensor, the description of the parts that are not directly necessary for the description of the present invention is omitted, but the required apparatus configuration, signal processing method, control method, etc. are appropriately selected. Can be used.
10 蓄積型(TDI)センサ
11 1次元画素列
12 垂直転送レジスタ
13,13a 水平転送レジスタ
14,14a 出力アンプ
15 被写体
16 照明光
17 拡大光学系
18 TDI同期制御回路
19 センサ駆動回路
20 L/Sパターン画像
21 センサ出力I/F
22 A/D変換回路
30 画像入力装置
31 支持基板
32 TDIセンサ移動機構
33 TDIセンサ移動制御回路
DESCRIPTION OF
22 A /
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前記垂直転送レジスタにおける電荷転送タイミングに合せて、前記蓄積型センサの位置を周期的に1画素に相当する距離を往復移動させ前記画像を入力することを特徴とする蓄積型センサを用いた画像入力方法。 A vertical transfer register that arranges a plurality of pixels in the vertical and horizontal directions and transfers the charges photoelectrically converted by these pixels in the vertical direction and the accumulated charges transferred from the last stage of the vertical transfer register Is an image input method using a storage type sensor having a horizontal transfer register that transfers in parallel in the horizontal direction, and a sensor output unit that outputs a charge transferred by the horizontal transfer register as a digital signal,
Image input using a storage-type sensor, wherein the image is input by periodically reciprocating the position of the storage-type sensor by a distance corresponding to one pixel in accordance with the charge transfer timing in the vertical transfer register. Method.
前記垂直転送レジスタにおける電荷転送タイミングに合せて、前記蓄積型センサの位置を周期的に1画素に相当する距離を往復移動させるセンサ位置移動手段を備えていることを特徴とする画像入力装置。 A vertical transfer register that arranges a plurality of pixels in the vertical and horizontal directions and transfers the charges photoelectrically converted by these pixels in the vertical direction and the accumulated charges transferred from the last stage of the vertical transfer register Is an image input device using a storage type sensor having a horizontal transfer register for transferring in parallel in the horizontal direction and a sensor output unit for reading out the charges transferred by the horizontal transfer register and outputting them as digital signals,
An image input apparatus comprising: a sensor position moving means for periodically reciprocating a position corresponding to one pixel in accordance with a charge transfer timing in the vertical transfer register.
The sensor position moving means cancels a positional deviation in the storage type sensor caused by the charge transfer timing of the vertical transfer register between the charge input to the pixel by the photoelectric conversion and the charge transferred in the vertical direction. The image input apparatus according to claim 3, wherein the position of the storage type sensor is moved as described above.
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