JPH04183086A - 固体撮像装置 - Google Patents

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】 Ｌｌ上り五月上１ 本発明は、複数本（通常３本）のラインセンサを単一の
基板上に配設した単板式カラーラインセンサを撮像装置
に関し、特に、このようなカラーラインセンサを同一基
板上に複数本配設したカラー用マルチラインセンサ型撮
像装置に関する。

支釆立１夏 近年、固体撮像装置の進歩はめざましく、２００万画素
を有するＣＣＤエリア（面）センサも実用化されつつあ
る。しかし、２００万画素といえども、水平及び垂直各
方向の画素数はそれぞれ２０００及び１０００個程度で
あり、銀塩フィルムや印刷の解像度には未だ及ばない。

このように、現状では膨大な画素数を必要とするエリア
センサでは十分な解像度を得ることは難しいが、画素を
１次元方向にのみ配列したラインセンサでは既に数千画
素程度のものが実用化されている。このため、面撮影で
高解像度が必要とされる場合には、ラインセンサをそれ
に垂直な方向に走査して（あるいは逆に、被写体の方を
ラインセンサに対して移動させて）面画像データを得る
という方法がとられる。しかし、この方法では１ライン
ずつ撮影して画像データを読み出すものであるため、１
画面の撮影に数秒から数分かがるという時間的な問題が
ある。当然、動画の撮影は不可能である。

日が　　しよ゛と　る この問題を解決し、高解像度の面画像を比較的高速で撮
影することができる固体撮像装置として、ラインセンサ
を複数本並列に配列したマルチラインセンサを本願出願
人は既に特願昭６３−２４２９５３号として出願してい
る。

本出願はその改良に関するものであり、特に、マルチラ
インセンサの走査（移動）によって所定撮像範囲のカラ
ー画像を撮影する場合に、さらに撮影時間を短縮するこ
とのできる固体撮像装置を提供するものである。

るための 上記目的を達成するため、本発明は、互いに異なる色に
感応するｍ本のラインセンサから成るカラーラインセン
サを複数本、同一の基板上に平行に配列して構成される
カラー用マルチラインセンサ型固体撮像装置において、
上記配列の上端部又は下端部に（ｍ−１）本の互いに異
なる色に感応するラインセンサを追加して設けたことを
特徴とす作−」Ｌ ｍ本のラインセンサから成るカラーラインセンサを基板
上に単に複数本（８本とする）並べただけの場合（ここ
で、カラーラインセンサの配列ピッチをＤとする）、こ
の基板と同程度の大きさ（垂直距離ＤＸＮ）の画像を撮
影しようとすると、基板を距離りだけ動かしたのでは、
画像の上又は下の端部は全てのラインセンサによっては
撮影されないことになる（すなわち、一部のラインセン
サは上又は下）端Ｎｓをカバーしない）。このため、画
像の全ての範囲を全てのラインセンサで撮影しようとす
ると、距離りに加えてさらに（（ｍ−１）／　ｍ）　Ｘ
　Ｄの距離だけ基板を移動させなければならない。

それに対し、本発明のように上端部又は下端部に（ｍ−
１）本の（異なる色の）ラインセンサを追加して設ける
ことにより、基板を距離りだけ移動させるだけで、画像
の上下端も全てのラインセンサによって撮影されること
ができるようになる。

去」１例− 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第
１図は本発明を適用したカラー用マルチラインセンサ撮
像装置の構成を模式的に示したものである。まず１本実
施例の撮像装置の構造を説明する。本撮像装置は基本的
には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の各単
色ラインセンサを平行に並べた組（これを１本のカラー
ラインセンサとする）をＮ組、（すなわち、８本のカラ
ーラインセンサを）１枚の基板５上に平行に配列したも
のである。

しかし、後述するように、最初（上端）と最後（下端）
の方でその基本構造とは異なった構成をとっている。

ＲｌＧ、　　Ｂの各単色ラインセンサは、それぞれの色
成分に感度を有する光電変換素子の１次元配列（光電変
換素子列）１．２．３と、それら光電変換素子１．２．
３で生成された電荷を出力端側０８（ｋ）に転送するア
ナログシフトレジスタ４との対で構成される。ここで、
各アナログシフトレジスタ４はＣＯＤで形成されている
。上記の通り、このＲ，Ｇ、Ｈの３本の単色ラインセン
サＲ（ｋ）、Ｇ　（ｋ）、Ｂ　（ｋ）の組が１本のカラ
ーラインセンサを構成し、本実施例の撮像装置は、最初
の１本の青色用単色ラインセンサＢ（０）及び最後の１
本の赤色用単色ラインセンサＲ（Ｎ＋１）を別にして、
８本のカラーラインセンサ［Ｒ（１）Ｇ（１）（１）　
Ｂ　（１）〜Ｒ（Ｎ）Ｇ　（Ｎ）Ｂ　（Ｎ）］により構
成されている。

各カラーラインセンサは１枚の基板５上にピッチＤで平
行に配列され、また、１本のカラーラインセンサ内にお
いて３本の単色ラインセンサＲ（ｋ）、Ｇ　（ｋ）、Ｂ
　（ｋ）はそれぞれＤ／３のピッチで配列されている。

すなわち、全ての単色ラインセンサは同一のピッチＤ／
３で基板５上に平行に配列されている。

本実施例の固体撮像装置において特徴的な点は、これら
８本のカラーラインセンサの両端部に１本づつ、追加の
単色ラインセンサを設けていることである。この追加単
色ラインセンサの感応色は、（それら追加のものを除く
）基本構造の３Ｎ本の単色ラインセンサの配列規則に従
って１本追加した場合の色とする。すなわち、第１図の
例では、基本構造の３Ｎ本の単色ラインセンサは上から
下へ［ＲＧＢ］と並べられているため、最上端に追加す
る１本の単色ラインセンサの感応色は「Ｂ」となる。こ
れをＢ　（０）とする。また、この規則から、最下端に
追加する１本の単色ラインセンサの感応色は「Ｒ」とな
る。これをＲ（Ｎ＋１）とする。従って、本実施例の撮
像装置には、赤色用の単色ラインセンサがＲ（１）〜Ｒ
（Ｎ＋１）のＮ＋１本、緑色用の単色ラインセンサがＧ
（１）〜Ｇ　（Ｎ）の８本、そして、青色用の単色ライ
ンセンサがＢ（０）〜Ｂ　（Ｎ）のＮ＋１本設けられて
いることになる。なお、これら追加単色ラインセンサＢ
（０）及びＲ（Ｎ＋１）も、各上下端の単色ラインセン
サＲ（１）及びＢ　（Ｎ）からＤ／３の距離に配置され
る。

次に、本実施例の固体撮像装置によって面撮像を行なう
場合の動作を第２図（ａ）により説明する。

いま、同図左側の、ＮＸＤの垂直距離を有する有効撮像
範囲を撮像するものとする。撮像開始時点では本固体撮
像装置（チップ）は、そのＧ（１）ラインセンサ（第１
番目の緑色光用ラインセンサ）がこの有効撮像範囲の上
端に一致した位置にあるものとする。

面撮像が開始されると本撮像装置は垂直方向下方に移動
してゆき、距離Ｄ（本撮像装置におけるカラーラインセ
ンサの配列ピッチ）だけ移動したところで撮影が完了す
る。この間に、すなわちチップ５が距離りを移動する間
に、各単色ラインセンサは基本的にはＭ回、光電変換と
信号の読み出しを行ない、画像信号として出力する。し
かし、詳しく言えば、上端部と下端部の単色ラインセン
サＢ（０）及びＲ（Ｎ＋１）の出力の全てが画像信号と
して用いられるのではない。以下に、各単色ラインセン
サの撮像範囲について詳しく説明する。

まず、緑色用の単色ラインセンサＧ（１）〜Ｇ　（Ｎ）
はそれぞれ同図の左側に示されている有効撮像範囲の丁
度１７Ｎづつを走査し、全Ｎ本で有効撮像範囲の全部を
カバーする。上記の通り、撮像装置が距離りを走査する
間、８本のラインセンサＧ（１）〜Ｇ　（Ｎ）のそれぞ
れがＭ回の光電変換（及び信号出力）を行なうため、本
撮像装置による有効撮像範囲内の垂直方向の緑色光の実
効画素数はＭＸＮ個となる。上下各１端を除くＮ−１本
の赤色用及び緑色用単色ラインセンサＲ（２）〜Ｒ（Ｎ
）、Ｂ（１）〜Ｂ（Ｎ−１）も同様に有効撮像範囲の１
７Ｎの範囲をカバーする。

しかし、上端の赤色用の単色ラインセンサＲ（１）は、
本撮像装置が走査を開始した時点では距離（１／３）Ｄ
だけ有効撮像範囲の外（上）側にあるため、本撮像装置
の距離りの走査の間には、後半の（２／３）　Ｄの範囲
のみ有効撮像範囲の撮像を行なう。また、下端の赤色用
の単色ラインセンサＲ（Ｎ＋１）は本撮像装置が距離（
１／３）Ｄだけ走査した時点で有効撮像範囲の外（下）
に出てしまうため、（１／３）　Ｄの範囲のみ撮像を行
なう。従って、これら上下端の赤色゛用ラインセンサＲ
（１）及びＲ（Ｎ＋１）は両者合わせて有効走査範囲の
１／Ｎの範囲をカバーする。同様に、上端の青色用単色
ラインセンサＢ（０）は（１／３）　Ｄの範囲だけ撮像
し、下端の青色用単色ラインセンサＢ　（Ｎ）は（２／
３）Ｄの範囲だけ撮像して、両者合わせて１／Ｎの範囲
をカバーする。このように、赤色用単色ラインセンサ及
び青色用単色ラインセンサはＮ＋１本で有効撮像範囲を
撮像する。しかし、いずれの色においても、実効画素数
はＭＸＮ個となる。

このような動作をする本実施例のカラー用マルチライン
センサ型撮像装置の効果を明らかにするために、同じ有
効撮像範囲をこのような追加の単色ラインセンサ（Ｂ（
０）及びＲ（Ｎ＋１））を設けない通常のカラー用マル
チラインセンサ型撮像装置で撮像する場合を考える。第
２図（ｂ）に示すように、有効撮像範囲の上端から３色
で撮像を行なうために、走査開始時点では撮像装置の第
１番目のカラーラインセンサ中の最′も下の単色ライン
センサ（同図ではＥ　（１））を有効撮像範囲の上端に
合わせておかなければならない。また、有効撮像範囲の
下端も３色で撮像を行なうために、第Ｎ番目のカラーラ
インセンサ中の最も上の単色ラインセンサ（同図ではＲ
（Ｎ））が下端に到達する時点まで移動を行なわなけれ
ばならない。これらのため、撮像装置は距離りだけ移動
したのでは不十分であり、さらに（２／３）Ｄだけ余分
に移動しなければならない。

すなわち、Ｎ木のカラーラインセンサから構成される通
常の撮像装置ではＮＸＤの垂直距離の有効撮像範囲をカ
バーするのに合計（５／３）　Ｄの距離を移動しなけれ
ばならないのに対し、上記実施例の撮像装置では同じ有
効撮像範囲をカバーするのに距離りの移動で済み、撮像
時間を大幅に短縮することができる。

なお、上記実施例ではラインセンサをＲ，Ｇ。

Ｂの３原色に対応して設けたが、ラインセンサの感応色
の組み合せはその他にも種々の組み合せで構成すること
ができ、例えば、マゼンタ（Ｒ＋　Ｂ）、シアン（Ｂ　
＋　Ｇ）、黄（Ｇ＋Ｒ）等の組み合せも可能である。

丑１目８１１ 以上説明した通り、本発明の単板式カラー用マルチライ
ンセンサを撮像装置では、上下に各１色のラインセンサ
を追加して設けたことにより、面撮像を行なう際のチッ
プ移動距離を少なくすることができる。このため、従来
よりも１枚の画像の撮影時間を短くすることができ、動
きのあるカラー画像の撮影も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した単板式カラー用マルチライン
センサ型撮像装置の構成図、第２図（ａ）は実施例の撮
像装置による面撮影の様子を説明するための説明図、同
図（ｂ）は従来の撮像装置による面撮影の様子を説明す
るための説明図である。 Ｒ（１）〜Ｒ（Ｎ＋１）・・・赤色用単色ラインセンサ
ト・・赤色用光電変換素子列 Ｇ（１）〜Ｇ　（Ｎ）・・・緑色用単色ラインセンサ２
・・・緑色用光電変換素子列 Ｂ（０）〜Ｂ　（Ｎ）・・・青色用単色ラインセンサ３
・・・青色用光電変換素子列 ０３（０）〜０８（３Ｎ＋１）（４’）・・・アナログ
シフトレジスタ５・・・基板 出願人　ミノルタカメラ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに異なる色に感応するｍ本のラインセンサか
   ら成るカラーラインセンサを複数本、同一の基板上に平
   行に配列して構成されるカラー用マルチラインセンサ型
   固体撮像装置において、上記配列の上端部又は下端部に
   （ｍ−１）本の互いに異なる色に感応するラインセンサ
   を追加して設けたことを特徴とする固体撮像装置。