JPH0211193B2 - - Google Patents

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JPH0211193B2
JPH0211193B2 JP57168145A JP16814582A JPH0211193B2 JP H0211193 B2 JPH0211193 B2 JP H0211193B2 JP 57168145 A JP57168145 A JP 57168145A JP 16814582 A JP16814582 A JP 16814582A JP H0211193 B2 JPH0211193 B2 JP H0211193B2
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JP
Japan
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photoelectric conversion
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light receiving
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JP57168145A
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English (en)
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JPS5957563A (ja
Inventor
Nobuo Suzuki
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5957563A publication Critical patent/JPS5957563A/ja
Publication of JPH0211193B2 publication Critical patent/JPH0211193B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

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、複数の受光素子チツプを直線状に配列
してなるいわゆるマルチチツプ形リニアイメージ
センサに関するものであり、複写装置、フアクシ
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、各光電変換素子を1画素
に対応させ、光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画像を読み取る
ものである。
第1図に従来のマルチチツ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ツプ3〜6が直線上
に配列されている。受光素子チツプ3〜6は例え
ばCCDリニアイメージセンサであり、具体的に
は20〜30mm程度の長さを有する。図からわかるよ
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相互間には間隙ができてしま
う。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をそれぞれ配置することにより端部の光
電変換素子相互間で生じる画像の欠除を補償して
いた。なお、14〜16は副イメージセンサ7〜
9の光電変換素子配列を示している。
読取動作においては、原稿を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から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つて完全
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、しかも大き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、本発明の固体リニ
アイメージセンサは、電荷転送形シフトレジスタ
の転送段のピツチを光電変換素子のピツチよりも
小さくすることにより、または電荷転送形シフト
レジスタの電荷転送チヤネルを出力部付近で屈曲
させることにより、各隣接する単位受素子の端部
における光電変換素子を相互の中心間隔Lが各光
電変換素子または光電変換素子の組のピツチPの
3.5倍以下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つて、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つて充分な精度で
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れば、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、したがつ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、メモリ容量を少なくできる分だけ処理
時間も短縮でき読取りの高速化に寄与することと
なる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図示する実施例によつて詳述す
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20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
フオトダイオード(以下、フオトダイオード)2
2a〜22qが直線状に配列されており、その近
傍には垂直電荷転送部25と電荷転送形シフトレ
ジスタ23が設けられている。24は出力部であ
る。
ここで、注目すべきはフオトダイオードアレイ
22a〜22q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線の関係上
フオ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た。そこで、本発明に
係る単位受光素子20においてはフオトダイオー
ドアレイ22a〜22qのピツチよりも電荷転送
形シフトレジスタ23の転送段ピツチを小さくし
て出力部24とシフトレジスタ23をx方向(フ
オトダイオードアレイ22a〜22qの配列方向
と同じ)に収納されている。一方、フオトダイオ
ードアレイ22a〜22qはウエハを切断してチ
ツプ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、チツプ21の切断端面から20〜70「μm」程
度の近さとする。フオトダイオードアレイ22a
〜22qの各ピツチよりシフトレジスタ23の転
送段ピツチは小さく、垂直電荷転送部25でピツ
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23で読出すようにする。この垂直電
荷転送段25はチヤネルがフオトダイオードアレ
イ22a〜22qと対応するシフトレジスタ23
の転送段を結ぶように斜めに設けてある。また、
図示しないが垂直電荷転送部25には転送電極が
設けてある。この転送電極にクロツクパルスを印
加して通常の電荷転送動作により信号電荷をフオ
トダイオードアレイ22a〜22qからシフトレ
ジスタ23へ転送するかあるいはシフトレジスタ
23に向かつて順次電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24を設けた
ものである。このようにすることでフオトダイオ
ードアレイ22a〜22qをチツプ端部に近接し
て設けることができる。
次に、以上のような単位受光素子を用いた本発
明に係るマルチチツプ形イメージセンサの実施例
を第4図に示す。第4図において、マルチチツプ
形のイメージセンサ30は、基板31上に第2図
又は第3図に示す如き複数の単位受光素子32〜
35がそのフオトダイオードアレイ36〜39が
一直線状となるように配列されている(x方向)。
y方向は原稿移動方向である。もつとも原稿が移
動するかイメージセンサが移動するかは応用装置
によつて異なる問題である。
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、第5図に示すように、
単位受光素子、例えば32と33の終端フオトダ
イオード36aと始端ダイオード37aの中心間
隔LがフオトダイオードアレイのピツチPの3.5
倍以下の長さとされている。この3.5倍という値
は後述するように端部のフオ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
を補正しうる限度を示している。
次に動作を説明する。このイメージセンサ30
はいわゆる密着センサとして使用されるものであ
り、1:1の結象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のフオトダイ
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
間隙がなくなつた訳ではない。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LがフオトダイオードのピツチPの
1.5倍以下(以下、L≦1.5Pのように表わす。)の
ときには、端部間隙すなわち不感光部Nは1/2画
素分の長さ以下であるから、単位受光素子32〜
35の出力信号をそのまま持続すればよい。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。
フオトダイオード 36,36b,36a,37a,37b,37
c の出力信号をそれぞれ順に X1,X2,X3,X4,X5,X6 とするとき、合成信号は X1,X2,X3,X4,X5,X6 となる。
次に、1.5P≦L≦2.5Pの場合には不感光部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
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,X2,X3X3 ,X4,X5,X6 もしくは X1,X2,X3X4 ,X4,X5,X6 または X1,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、不感光部Nに相当
する出力信号を両隣りの信号X3,X4を用いて置
き換える。すなわち、合成信号は X1,X2,X3X3,X4 ,X4,X5,X6 または X1,X2,X3,(X3+X4)/2, (X3+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。
例えば、イメージセンサとして電荷転送形イメー
ジセンサ以外にフオトダイオードとMOSトラン
ジスタのスイツチ回路を組合せたものでもよい。
また、シフトレジスタ23はフオトダイオードア
レイ22a〜22q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
オトダイオードを用いた例を示したが、例えば
赤、緑、青の分光感度特性を有するものを使用
し、第6図のように各フオ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、36e,36h,36k,37g,37j
は赤に感度をもつフオトダイオード、36f,3
6i,37e,37h,37kは緑に感度をもつ
フオトダイオード、36g,36j,37f,3
7iは青に感度をもつフオトダイオードである。
ここに、3色のフオトダイオードのピツチを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色のフオトダイオードを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≦3.5P)のときの信号補正は
上述した各例と同じに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマルチチツプ形固体リニアイメ
ージセンサの構成を示す平面図、第2図は本発明
によるマルチチツプ形固体リニアイメージセンサ
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図は他の単位受光素子の構成を示す
一部省略平面図、第4図は本発明によるマルチチ
ツプ形固体リニアイメージセンサの実施例を示す
平面図、第5図は隣接する単位受光素子の端部の
持続部を示す部分拡大図、第6図は光電変換素子
として分光感度特性を有するものを用いた単位受
光素子の端部の持続部を示す部分拡大図である。 30……マルチチツプ形固体リニアイメージセ
ンサ、31……基板、32〜35……単位受光素
子、36〜39……フオトダイオードアレイ、3
6a,37a……端部のフオトダイオード、P…
…フオトダイオードのピツチ、L……中心間隔、
N……不感光部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に、光に応答して信号電荷を発
    生する1画素分の光電変換素子が単独または組と
    なつて直線状に配列されるとともに前記光電変換
    素子によつて発生された信号電荷を読出す電荷転
    送形シフトレジスタが設けられている単位受光素
    子を、各光電変換素子が一方向に直線状になるよ
    うに複数配列し、更に、前記電荷転送形シフトレ
    ジスタの転送段のピツチを前記光電変換素子のピ
    ツチより小さくすることにより各隣接する単位受
    光素子の端部における光電変換素子相互の中心間
    隔Lが各光電変換素子または光電変換素子の組の
    ピツチP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 半導体基板上に、光に応答して信号電荷を発
    生する1画素分の光電変換素子が単独または組と
    なつて直線状に配列されるとともに前記光電変換
    素子によつて発生された信号電荷を読出す電荷転
    送形シフトレジスタが設けられている単位受光素
    子を、各光電変換素子が一方向に直線状になるよ
    うに複数配列し、更に、前記電荷転送形シフトレ
    ジスタの電荷転送チヤンネルを出力部付近で屈曲
    させることにより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Lが各光電
    変換素子または光電変換素子の組のピツチP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。
JP57168145A 1982-09-27 1982-09-27 固体リニアイメ−ジセンサ Granted JPS5957563A (ja)

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JPS5957563A JPS5957563A (ja) 1984-04-03
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