JPH05236210A - 高分解能撮像方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ｎ倍の素子数の一次元配列の受光素子の出力
を、受光素子の大きさを抑圧することなく確保する。 【構成】移動方向に直交して一次元に配列された多素子
センサ列を移動方向に対して１／ｎ画素シフトしながら
４段並べて受光部１を形成し、これら各一次元配列の受
光素子列の各出力を、それぞれ水平レジスタ２で順次取
り出し、その出力信号を順次オンチップ３で増幅する。
この４段の信号出力を加算合成することにより、受光部
分を求めることができ、等価的には４倍の素子数の一次
元配列の、高分解の出力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高分解能撮像方式に関
し、特に人工衛星などに搭載されて地上観測を行う場合
に用いる高分解能撮像方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工衛星などに搭載され、高分解能で地
上観測を行なう場合に、受光素子を一次元配列（ライン
配列）し、受光出力を次次に水平レジスタ，オンチップ
アンプを経由して出力している。従って、分解能を上げ
るに受光部を小さくすることが必要となるが、これには
製造上の限界があった。

【０００３】図２は従来の多素子センサの構成図であ
る。従来の多素子センサは、ｍ個の受光素子（１），
（２），…，（ｍ）を一次元配列した受光部６と、受光
部６の出力を順次出力する水平レジスタ７と、水平レジ
スタ７の出力を増幅するオンチップアンプ８とを有し、
撮像対象から受光したオンチップアンプ８の出力を処理
して画像を得ていた。

【０００４】この場合、図２に方形で表現した受光素子
の受光面の広がりがそれぞれ画素を構成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多素子
センサは、分解能を上げるために受光部６を小さくする
にしても限界があり、また１画素の信号量も少なくなる
ので、受光部を小さくするにも限度があり、分解能に限
度があるという問題点があった。

【０００６】また、受光入力が受光素子の中間で受光さ
れると、取得信号量が２画素に半分ずつ分散され、受光
入力に対する分解能の低下につながるという問題点があ
った。

【０００７】本発明の目的は上述した欠点を除去し、分
解能の限度を大幅に改善した高分解能撮像方式を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の高分解能撮像方
式は、撮像目標に対して相対的に移動しながら撮像する
受光素子の一次元配列を移動方向に対して１／ｎ画素ず
つ順次ずらしてｎ段に配列した受光部と、前記受光部の
受光素子の出力をｎ段の一次元配列のそれぞれごとに順
次とり出す複数の水平レジスタと、前記複数の水平レジ
スタの出力を増幅する複数のオンチップアンプとを有す
る多素子センサを備え、前記複数のオンチップアンプの
出力を加算合成して、等価的にｎ倍の受光素子の一次元
配列の高分解能を確保する手段を有して構成される。

【０００９】また本発明の高分解能撮像方式は、前記多
素子センサを同一の基板上に形成した構成を有する。

【００１０】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１１】図１は、本発明の一実施例の高分解能撮像
方式の構成図である。

【００１２】図１に示す実施例は、多素子センサ４と、
多素子センサ４の出力を加算，合成して出力する合成処
理器５とを備えて成る。

【００１３】また、多素子センサ４は、図２に示す一次
元配列の受光部６を１／３画素のピッチで移動方向にず
らして配列した受光部１と、受光部１の各段の一次元配
列受光素子ごとの出力を順次送出する４個の水平レジス
タ２と、４個の水平レジスタの出力を増幅出力する４個
のオンチップアンプ３とを備えて成り、この多素子セン
サ４は同一基板上に形成されている。

【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。

【００１５】移動方向に対して１／３画素分ずつシフト
して次次に一次元配列された４段ｎ個の受光素子列は、
一定の周期で次次に撮像対象の受光入力を電気信号に変
換して出力する。従って、４段の受光素子列の出力は、
４周期目に受光操作する受光素子列を基準とし、他の出
力を遅延させることによって同じ位置の出力を図２の従
来例に比し４倍多く、一般的には受光素子列の段数ｎ倍
にして取得することができ、これによって分解能を著し
く改善しうることとなる。

【００１６】図４の（ａ）は、受光部６の（ｋ）番目の
受光素子に単位量１の信号量が受光され出力Ｓ５を得る
状態を示している。図中Ｌは１画素の幅を表現し、Ｌ／
３はその１／３で図１の実施例における二段目以降の配
列位相差を示す。

【００１７】図４の（ｂ）は、受光部６の（ｋ）番目と
（ｋ＋１）番目の中間で（ａ）と同じ信号量１が受光さ
れた状態を示し、この場合の出力は受光素子（ｋ）と
（ｋ＋１）にそれぞれ１／３ずつの等量に分散入力する
ことを表現している。

【００１８】図４の意味するところは、（ａ）の場合は
受光素子（ｋ）で入力したことが明らかであるが、
（ｂ）の場合は（ｋ）と（ｋ＋１）のいずれとも判定で
きず、このことは撮像分解能の限度を示している。

【００１９】図３は、本実施例における撮像動作と分解
能の改善を示す。

【００２０】受光部１は、一段目一次元配列Ｓ１で、受
光素子（ｋ）と（ｋ＋１）の中間で信号量１を受光した
ものとする。

【００２１】一周期後は二段目一次元配列Ｓ２が受光
し、次の一周期後は三段目一次元配列Ｓ３が受光し、さ
らに次の一周期後は四段目一次元配列Ｓ４が受光し、そ
れぞれの出力は、出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３およびＳ４で表
現される。

【００２２】これら出力は、四段目一次元配列Ｓ４を基
準として、一段目一次元配列Ｓ１を３ライン分遅延さ
せ、二段目一次元配列Ｓ２を２ライン分遅延させ、三段
目一次元配列Ｓ３を１ライン分遅延させることによって
図３に示す状態で確保される。

【００２３】これら出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３およびＳ４を
水平レジスタ２およびオンチップアンプ３を通して出力
し、合成処理器５で加算し、かつ加算回数で除算する形
式で合成出力Ｒを得る。

【００２４】この合成出力Ｒは、最大値７／９を示す
が、これは出力Ｓ２＋出力Ｓ３＋出力Ｓ４＝２／３＋１
＋２／３＝７／３を３で割って得られる値である。

【００２５】この７／９で表現された最大値は、一段目
一次元配列Ｓ１の（ｋ）と（ｋ＋１）の中間に受光入力
が存在することを意味し、図４の従来例に比し著しい分
解能の向上が得られる。

【００２６】このようにして、等価的には受光素子数を
一次元配列の成層段数によるｎ倍とした高分解能の撮像
が確保される。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、一次元配
列の多素子センサを１／ｎ画素ずつシフトしてｎ段並べ
て形成した受光部の出力信号を、走査周期を考慮した遅
延をかけて時間的に整合して加算，合成することによ
り、等価的にｎ倍の一次元配列の多素子センサの出力信
号を読み出したことと等価な分解能を受光素子の大きさ
を抑圧することなく確保できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高分解能撮像方式の構成図
である。

【図２】従来の一次元配列の多素子センサの構成図であ
る。

【図３】図１の多素子センサ４の撮像動作の説明図であ
る。

【図４】図２の多素子センサの撮像動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 受光部 ２ 水平レジスタ ３ オンチップアンプ ４ 多素子センサ ５ 合成処理器 ６ 受光部 ７ 水平レジスタ ８ オンチップアンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像目標に対して相対的に移動しながら
   撮像する受光素子の一次元配列を移動方向に対して１／
   ｎ画素ずつ順次ずらしてｎ段に配列した受光部と、前記
   受光部の受光素子の出力をｎ段の一次元配列のそれぞれ
   ごとに順次とり出す複数の水平レジスタと、前記複数の
   水平レジスタの出力を増幅する複数のオンチップアンプ
   とを有する多素子センサを備え、前記複数のオンチップ
   アンプの出力を加算合成して、等価的にｎ倍の受光素子
   の一次元配列の高分解能を確保する手段を有することを
   特徴とする高分解能撮像方式。
2. 【請求項２】 前記多素子センサを同一の基板上に形成
   したことを特徴とする請求項１記載の高分解能撮像方
   式。