JPH0548841A - Ccd line sensor - Google Patents

Ccd line sensor

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Publication number
JPH0548841A
JPH0548841A JP3223405A JP22340591A JPH0548841A JP H0548841 A JPH0548841 A JP H0548841A JP 3223405 A JP3223405 A JP 3223405A JP 22340591 A JP22340591 A JP 22340591A JP H0548841 A JPH0548841 A JP H0548841A
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JP
Japan
Prior art keywords
ccd
array
line sensor
output buffer
output
Prior art date
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Application number
JP3223405A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Nishihata
俊彦 西端
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0548841A publication Critical patent/JPH0548841A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase the read speed, to suppress the occurrence of fixed pattern noise, and to realize the easiness of design or the like by increasing the degree of parallelism without restrictions due to the element constitution in an output buffer and uniformizing the distance between a photo diode array (PD array) and CCD analog shift registers (CCD-SR) with respect to the CCD line sensor which transfers and outputs the signal charge in parallel. CONSTITUTION:A PD array 1 is divided in the scanning direction, and shift gates 2-i (i=1 to 4), CCD-SRs 3-i, and output buffers 4-i provided correspondingly to respective divided sections (1) to (4) are arranged on opposite sides of the PD array 1 in adjacent divided sections to secure a sufficient space for output buffers 4-i, and the degree of parallelism is increased without hindrance on the element constitution, and the signal charge of the PD array 1 is transferred and outputted at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像情報を1次元的に光
電変換して読取ってゆくCCDラインセンサに係り、高密
度・高集積化されたフォトダイオードアレイ(PDアレイ)
の信号電荷を高速で読出すことが可能な素子構成に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CCD line sensor for photoelectrically converting image information one-dimensionally and reading the same, which is a high density and highly integrated photodiode array (PD array).
The present invention relates to an element configuration capable of reading the signal charges of the above at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCDラインセンサは、PDアレイによって
1次元的な画像情報をアナログ電気信号へ変換すると共
に、その信号をCCDにより時系列的な電気信号として出
力させる固体撮像デバイスであるが、ファクシミリ装
置、ディジタル複写機、イメージスキャナ等のOA機器
や、AFカメラの測距用センサ、バーコードリーダ等の民
生用機器の画像入力用に広範に用いられている。そし
て、現状において代表的用途であるG3規格のファクシミ
リ装置では、1728又は2048の画素数のCCDラインセンサ
が使用されており、A4又はB4サイズの原稿を約200DPI(d
ot per inch)の主走査線密度で読取っている。
2. Description of the Related Art A CCD line sensor is a solid-state image pickup device that converts one-dimensional image information into an analog electric signal by a PD array and outputs the signal as a time-series electric signal by a CCD. It is widely used for image input of OA equipment such as devices, digital copiers and image scanners, and sensors for AF cameras such as distance measuring sensors and consumer equipment such as bar code readers. In a G3 standard facsimile machine, which is currently a typical application, a CCD line sensor with a pixel number of 1728 or 2048 is used, and an A4 or B4 size document is printed at about 200 DPI (d
The main scanning line density is ot per inch).

【0003】しかし、ISDNを用いるG4規格のファクシミ
リ装置では400DPIの線密度が要求されており、更に高解
像度のディジタル複写機においてはそれ以上の600〜800
DPIの線密度が要求される場合が多く、CCDラインセンサ
の高密度・高集積化は益々重要な課題となりつつあり、
それに伴いPDアレイから読出された信号を如何に高速で
転送出力させるかが問題になっている。
However, a G4 standard facsimile machine using ISDN is required to have a linear density of 400 DPI, and a higher resolution digital copying machine has a higher density of 600 to 800.
In many cases, the linear density of DPI is required, and high density and high integration of CCD line sensors are becoming an increasingly important issue.
Along with this, how to transfer and output signals read from the PD array at high speed has become a problem.

【0004】従来から、CCDラインセンサにおける高速
読出しを可能にする方式としては次のような構成が採用
されている。先ず、図2に示すように、ライン状のPDア
レイ51の両側部にそれぞれシフトゲート52,53とCCDアナ
ログシフトレジスタ(CCD-SR)54,55を併設し、奇数番目
のPDに蓄積された信号電荷を一方のシフトゲート52を介
してCCD-SR54へ移送し、CCD-SR54の転送クロックφ11,
φ21により順次転送しながら出力バッファ57を介して出
力端子OS1へ出力させ、偶数番目のPDに蓄積された信号
電荷を他方のシフトゲート53を介してCCD-SR55へ移送
し、CCD-SR55の転送クロックφ12,φ22により順次転送
しながら出力バッファ57を介して出力端子OS2へ出力さ
せる並列転送方式がある。今、PDアレイ51を5000画素数
のものとし、単一構成のシフトゲートとCCD-SRを用いて
信号の読出しを行う場合において、そのCCD-SRの上限転
送周波数を10MHzと仮定すると1走査時間が500μsecと
なる。しかし、前記の図2に示した方式によれば、2本
のCCD-SR54,55で信号電荷の転送を行うため、半分の1
走査時間(250μsec)で足りることになる。即ち、それだ
け高速での読取りが可能になり、PDアレイ51の画素数が
大きくなった場合に有効となる。尚、出力端子OS2に接
続される信号処理部ではCCDラインセンサの読出し速度
より遥かに高速で信号処理を実行できるため、読出し速
度の高速化によってボトルネックを生じるようなことは
ない。
Conventionally, the following structure has been adopted as a method for enabling high-speed reading in a CCD line sensor. First, as shown in FIG. 2, shift gates 52 and 53 and CCD analog shift registers (CCD-SR) 54 and 55 are provided on both sides of a linear PD array 51, respectively, and stored in odd-numbered PDs. The signal charge is transferred to the CCD-SR54 through one shift gate 52, and the transfer clock φ11 of the CCD-SR54,
While sequentially transferring by φ21, it is output to the output terminal OS1 via the output buffer 57, and the signal charge accumulated in the even-numbered PD is transferred to the CCD-SR55 via the other shift gate 53 and transferred to the CCD-SR55. There is a parallel transfer method in which data is output to the output terminal OS2 via the output buffer 57 while being sequentially transferred by the clocks φ12 and φ22. Now, assuming that the PD array 51 has a number of 5000 pixels and the signal is read using a shift gate and CCD-SR of a single configuration, assuming that the upper limit transfer frequency of the CCD-SR is 10 MHz, it takes 1 scan time. Becomes 500 μsec. However, according to the method shown in FIG. 2, the signal charges are transferred by the two CCD-SRs 54 and 55, so that the half
The scanning time (250 μsec) is sufficient. That is, it becomes possible to read at such high speed, and it becomes effective when the number of pixels of the PD array 51 becomes large. Since the signal processing unit connected to the output terminal OS2 can execute signal processing at a speed much higher than the reading speed of the CCD line sensor, a bottleneck does not occur due to the speeding up of the reading speed.

【0005】また、他の方式として、図3に示すよう
に、PDアレイ61(画素数:2m)の片側に単一のシフトゲー
ト62と2本のCCD-SR63,64を併設し、PDアレイ61の1〜m
番目のPDとm+1〜2m番目のPDに蓄積された信号電荷をそ
れぞれシフトゲート62を介して2本のCCD-SR63,64へ分
割して移送し、1〜m番目のPDから移送された信号電荷は
CCD-SR63の転送クロックφ11,φ21により順次転送され
て出力バッファ65を介して出力端子OS1へ出力させ、m+1
〜2m番目のPDから移送された信号電荷はCCD-SR64の転送
クロックφ12,φ22により順次転送されて出力バッファ6
6を介して出力端子OS2へ出力させる並列転送方式があ
る。この方式は、PDアレイ61の信号電荷の取出し方が前
記の方式と異なるが、並列転送を行うことについては前
記の方式と同様であり、信号の読出し速度を2倍にする
ことができる。また、この方式では、分割数を2以上に
することも可能であり、原理的には読出し速度を分割数
の逆数倍だけ高速化できることになる。
As another method, as shown in FIG. 3, a PD array 61 (the number of pixels: 2 m) is provided with a single shift gate 62 and two CCD-SRs 63, 64 on one side, and a PD array is provided. 61 of 1 ~ m
The signal charges stored in the 1st to mth PDs and the m + 1 to 2mth PDs are transferred to the two CCD-SRs 63 and 64 via the shift gates 62, respectively, and transferred from the 1st to mth PDs. Signal charge is
Transferred sequentially by transfer clock φ11 and φ21 of CCD-SR63 and output to output terminal OS1 via output buffer 65, m + 1
The signal charge transferred from the ~ 2mth PD is sequentially transferred by the transfer clocks φ12, φ22 of the CCD-SR64 and output buffer 6
There is a parallel transfer method that outputs to the output terminal OS2 via 6. This method is different from the above method in how to extract the signal charges from the PD array 61, but is similar to the above method in that the parallel transfer is performed, and the signal reading speed can be doubled. Further, in this method, the number of divisions can be set to two or more, and in principle, the reading speed can be increased by a reciprocal multiple of the number of divisions.

【0006】また更に、前記の2方式を複合化させた方
式も採用され得る。即ち、PDアレイを複数区間に分割
し、各区間における奇数番目と偶数番目の信号電荷を両
側のCCD-SRに振り分け、各CCD-SRで順次転送出力させる
方式である。
Furthermore, a system in which the above two systems are combined can also be adopted. That is, this is a method in which the PD array is divided into a plurality of sections, the odd-numbered and even-numbered signal charges in each section are distributed to CCD-SRs on both sides, and each CCD-SR sequentially transfers and outputs them.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な並列転送方式を採用することにより、CCDラインセン
サの信号電荷の読出し速度を高速化できることになる
が、各方式については次のような問題点がある。先ず、
図2の方式によると、PDアレイ51の信号を奇数番目と偶
数番目の2種類に分けて2並列転送することになるた
め、その読出し速度は1本のCCD-SRで転送している場合
との比較で2倍の高速化が限度となる。
By the way, by adopting the above-mentioned parallel transfer system, the reading speed of the signal charges of the CCD line sensor can be increased, but the following problems are involved in each system. There is a point. First,
According to the method of FIG. 2, since the signals of the PD array 51 are divided into two types of odd-numbered and even-numbered and are transferred in parallel in two, the read speed is as compared with the case of transferring with one CCD-SR. In comparison, the speedup of 2 times is the limit.

【0008】図3の方式では、原理的には前記の方式の
ような限界がないが、双方のCCD-SR63,64がPDアレイ61
に対して片側に整列せしめられるため、出力バッファ66
を組込むためのスペースを確保することが困難になる。
即ち、CCDラインセンサに適用される出力バッファの一
般的な構成は図4(図3の出力バッファ66に対応)及び図
5(等価回路図)に示され、フローティングダイオード部
(FD)71、リセットゲート部72及びリセット電圧印加部73
からなる出力制御回路74と、4個のFET構成による増幅
回路75とから構成されているが、これらの回路素子を構
成するためのスペースを前記のCCD-SR63,64の間に確保
することが困難となり、通常はCCD-SR63,64のCCDレジス
タのピッチをPDアレイ61のPDのピッチより小さくするこ
とによって前記のスペースを確保させるようにしてい
る。
In the system of FIG. 3, there is no limit in principle as in the above system, but both CCD-SRs 63 and 64 are PD array 61.
Output buffer 66 because it is aligned on one side with respect to
It becomes difficult to secure a space for incorporating the.
That is, the general structure of the output buffer applied to the CCD line sensor is shown in FIG. 4 (corresponding to the output buffer 66 of FIG. 3) and FIG. 5 (equivalent circuit diagram).
(FD) 71, reset gate unit 72, and reset voltage application unit 73
It is composed of an output control circuit 74 composed of and an amplifier circuit 75 composed of four FETs, and it is possible to secure a space for composing these circuit elements between the CCD-SR 63 and 64. This is difficult, and normally the above-mentioned space is secured by making the pitch of the CCD register of the CCD-SR 63, 64 smaller than the pitch of the PD of the PD array 61.

【0009】従って、画像の読取り解像度を向上させる
ためにPDアレイ61のPDのピッチを更に小さくすると、そ
れに比例して出力バッファ66の素子構成スペースが小さ
くなり、素子の製造が困難になると共に、信号の増幅度
や転送効率に問題が生じる。更に、図3から明らかなよ
うに、PDアレイ61とCCD-SR63,64の長さが異なるために
各PDから対応するCCDレジスタまでの距離も異なり、シ
フトゲート62を介しての信号移送速度にバラツキが発生
して画像情報に固定パターンノイズが現われることがあ
る。また、同様の理由から、素子・配線の設計手順が複
雑化し、ピッチや画素数の変更があった場合の設計作業
が極めて煩雑になるという不都合もある。尚、2方式を
複合化させた方式についても、図3の方式を内在させる
ため、前記と同様の問題点を生じる。
Therefore, if the PD pitch of the PD array 61 is further reduced in order to improve the image reading resolution, the device configuration space of the output buffer 66 becomes proportionally smaller, and the device manufacturing becomes difficult, and at the same time, There is a problem in signal amplification and transfer efficiency. Further, as is apparent from FIG. 3, since the PD array 61 and the CCD-SR 63, 64 have different lengths, the distance from each PD to the corresponding CCD register is also different, and the signal transfer speed via the shift gate 62 is different. Variations may occur and fixed pattern noise may appear in the image information. Further, for the same reason, there is also a disadvantage that the design procedure of the element / wiring becomes complicated and the design work becomes extremely complicated when the pitch or the number of pixels is changed. In addition, even in the method in which the two methods are combined, since the method in FIG. 3 is inherent, the same problem as described above occurs.

【0010】そこで、本発明は、PDアレイに対するシフ
トゲートとCCD-SRの分割配置構成を工夫することによ
り、PDアレイが高密度・高集積化されても出力バッファ
の素子構成スペースを十分に確保でき、信号電荷の並列
転送によって高速読出しが可能なCCDラインセンサを提
供することを目的として創作された。
Therefore, according to the present invention, by devising the arrangement of the shift gate and CCD-SR for the PD array, a sufficient device configuration space for the output buffer can be secured even if the PD array is highly integrated and highly integrated. It was created for the purpose of providing a CCD line sensor which can be read at high speed by parallel transfer of signal charges.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、PDを整列させ
たPDアレイと、そのPDアレイに併設させたシフトゲート
と、そのシフトゲートに併設されており、シフトゲート
を介して各CCDレジスタが前記のPDアレイの各PDに接続
されているCCD-SRと、そのCCD-SRの出力部に設けられた
出力バッファとを基板上に構成したCCDラインセンサ
において、PDアレイの走査方向の区間を分割し、その各
分割区間に対応させて設けられるシフトゲートとCCD-SR
と出力バッファを、隣接する分割区間の相互間でPDアレ
イに対して逆側に位置するように配設したことを特徴と
するCCDラインセンサに係る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a PD array in which PDs are aligned, a shift gate provided in the PD array, and a CCD gate provided in the shift gate. In the CCD line sensor in which the CCD-SR connected to each PD of the PD array and the output buffer provided in the output section of the CCD-SR are configured on the substrate, a section in the scanning direction of the PD array And the shift gate and CCD-SR provided corresponding to each divided section.
And the output buffer are arranged so as to be located on the opposite side to the PD array between the adjacent divided sections, according to a CCD line sensor.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、PDアレイの各分割区間内のPD
で生じた信号電荷をその分割区間に対応したシフトゲー
トとCCD-SRで読出させる。即ち、信号電荷は各分割区間
毎にシフトゲートを介してCCD-SRへ移送され、CCD-SRに
入力されている転送クロックによって順次転送されてな
がら出力バッファを介して出力されることになり、従来
技術と同様に並列転送方式での高速読出しが可能にな
る。
According to the present invention, the PD in each divided section of the PD array is
The signal charges generated in step S1 are read out by the shift gate and CCD-SR corresponding to the divided section. That is, the signal charge is transferred to the CCD-SR via the shift gate for each divided section, and sequentially output by the transfer clock input to the CCD-SR while being output via the output buffer. High-speed reading by the parallel transfer method becomes possible as in the prior art.

【0013】本発明では、前記の並列転送方式に加え
て、各分割区間に対応したシフトゲートとCCD-SRと出力
バッファを隣接する分割区間との関係でPDアレイに対し
て逆側に配設させている。従って、各分割区間に対応し
たCCD-SRの前後には、常に隣接した分割区間に対応した
CCD-SRの走査方向長さに相当する間隔が構成されること
になる。この結果、PDアレイの出力部には出力バッファ
を構成するための十分なスペースが確保され、分割区間
の数を増加させて並列度を上げた転送方式を採用する場
合にも、その限界を飛躍的に向上させることが可能にな
る。即ち、原理的には出力バッファの素子構成に要する
走査方向長さを分割区間の単位とすることができ、その
条件の範囲内で並列度を上げることができる。
According to the present invention, in addition to the above-mentioned parallel transfer method, the shift gate corresponding to each divided section, the CCD-SR, and the output buffer are arranged on the opposite side of the PD array due to the relationship between the adjacent divided sections. I am letting you. Therefore, before and after the CCD-SR corresponding to each divided section, it always corresponds to the adjacent divided section.
An interval corresponding to the length of the CCD-SR in the scanning direction will be configured. As a result, sufficient space is secured in the output section of the PD array to configure the output buffer, and even if a transfer method that increases the number of divided sections and increases the parallelism is adopted, the limit is leapt. Can be improved. That is, in principle, the length in the scanning direction required for the element configuration of the output buffer can be used as the unit of the division section, and the parallelism can be increased within the range of the condition.

【0014】また、本発明では、PDアレイの各分割区間
長とその分割区間に対応したシフトゲート及びCCD-SRの
長さを同一にすることができるため、PDアレイにおける
PDのピッチとCCD-SRにおけるCCDレジスタのピッチを同
一にでき、必然的に各PDとCCDレジスタの間の配線長と
配線パターンを均等に構成できる。
Further, according to the present invention, since the length of each division section of the PD array and the length of the shift gate and CCD-SR corresponding to the division section can be made the same,
The PD pitch and the CCD register pitch in the CCD-SR can be made the same, and inevitably the wiring length and the wiring pattern between each PD and the CCD register can be made uniform.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図1を用いて本発明の一実施例を説明
する。尚、本実施例ではPDアレイを4区間に分割した場
合を例にとっている。図1はCCDラインセンサの全体構
成図であり、1はPDアレイを、2-1,2-2,2-3,2-4はシフト
ゲートを、3-1,3-2,3-3,3-4はCCD-SRを、4-1,4-2,4-3,4
-4は出力バッファを示し、それらの各素子は単一の基板
10の上に結合構成されている。ここに、PDアレイ1は画
素数4n個に対応するものであり、走査方向に4n個のPDを
整列させているが、その信号電荷の出力に関してはそれ
ぞれがn個のPD素子からなる4区間(〜区間)に分割
されており、分割区間に対してはシフトゲート2-1とC
CD-SR3-1と出力バッファ4-1が、分割区間に対しては
シフトゲート2-2とCCD-SR3-2と出力バッファ4-2が、分
割区間に対してはシフトゲート2-3とCCD-SR3-3と出力
バッファ4-3が、分割区間に対してはシフトゲート2-4
とCCD-SR3-4と出力バッファ4-4がそれぞれ対応付けて併
設されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, the case where the PD array is divided into four sections is taken as an example. Fig. 1 is an overall configuration diagram of a CCD line sensor. 1 is a PD array, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 are shift gates, 3-1, 3-2, 3-3. , 3-4 are CCD-SR, 4-1,4-2,4-3,4
-4 indicates an output buffer, each of which is a single board
Composed on top of 10. Here, the PD array 1 corresponds to the number of pixels of 4n, and 4n PDs are aligned in the scanning direction, but regarding the output of the signal charge, each of the 4 sections is composed of n PD elements. It is divided into (to sections), and shift gates 2-1 and C for the divided sections.
The CD-SR3-1 and the output buffer 4-1 are the shift gate 2-2 for the divided section, the CCD-SR3-2 and the output buffer 4-2 are the shift gate 2-3 for the divided section. CCD-SR3-3 and output buffer 4-3 are shift gates 2-4 for divided sections
, CCD-SR3-4 and output buffer 4-4 are installed in association with each other.

【0016】そして、図から明らかなように、各分割区
間〜に対応するシフトゲートとCCD-SRと出力バッフ
ァは、隣接する分割区間の相互間でPDアレイに対して逆
側に位置するように配設されている。即ち、シフトゲー
トとCCD-SRと出力バッファは、奇数番の分割区間に
関してはPDアレイ1の下側に、偶数番の分割区間に
関してはPDアレイ1の上側に配設されている。
As is apparent from the figure, the shift gates, CCD-SRs, and output buffers corresponding to the respective divided sections are located on the opposite side of the PD array between the adjacent divided sections. It is arranged. That is, the shift gate, the CCD-SR, and the output buffer are arranged below the PD array 1 for odd-numbered divided sections and above the PD array 1 for even-numbered divided sections.

【0017】前記の配設関係により、PDアレイ1の各分
割区間〜の走査方向長とシフトゲート2-i,CCD-SR3-
i(i=1〜4)の走査方向長が同一であって、分割区間〜
に対応した出力バッファ4-2,4-3,4-4を前方の分割区
間〜側に構成している場合において、分割区間〜
側には素子が構成されていないため、出力バッファ4-
2,4-3,4-4を構成するためのスペースを十分な余裕をも
って確保できる。従って、シフトゲート2-iとCCD-SR3-i
をPDアレイ1の各分割区間〜の走査方向長より短く
構成して出力バッファ4-2,4-3,4-4の構成スペースを確
保する必要はなく、図3の構成のように出力バッファ4-
2,4-3,4-4を必要以上に小さく構成する必要がなくな
る。その結果、信号の増幅度や転送効率に支障がない回
路設計が可能になり、且つその範囲内でCCDラインセン
サ全体の素子構成を高密度・高集積化することができ
る。
Due to the above-mentioned arrangement, the lengths in the scanning direction of the respective divided sections of the PD array 1 to the shift gate 2-i, CCD-SR3-
i (i = 1 to 4) have the same scanning direction length,
When the output buffers 4-2, 4-3, and 4-4 corresponding to are configured on the front divided section ~ side, the divided section ~
Since no element is configured on the side, the output buffer 4-
The space for constructing 2,4-3,4-4 can be secured with a sufficient margin. Therefore, shift gate 2-i and CCD-SR3-i
It is not necessary to secure the configuration space of the output buffers 4-2, 4-3, 4-4 by configuring the PD array 1 to be shorter than the scanning direction length of each divided section to the output buffers as in the configuration of FIG. Four-
It is not necessary to make 2,4-3,4-4 smaller than necessary. As a result, it is possible to design a circuit that does not hinder the amplification of signals and transfer efficiency, and within the range, the device configuration of the entire CCD line sensor can be highly integrated and highly integrated.

【0018】次に、このCCDラインセンサの動作を説明
する。先ず、原稿からの反射光が1次元的にPDアレイ1
に結像せしめられると、PDアレイ1の各PD(1〜4n)にはそ
の結像光の光量分布に応じて光電変換された信号電荷が
蓄積されるが、シフトゲート制御信号SHのレベルをOFF
→ON→OFFに切換えて各シフトゲート2-1,2-2,2-3,2-4を
一瞬開放し、前記の各PD(1〜4n)の信号電荷をCCD-SR3-
1,3-2,3-3,3-4へ移送する。この実施例では、PDアレイ1
の各分割区間〜に対応させてシフトゲート2-1,2-2,
2-3,2-4とCCD-SR3-1,3-2,3-3,3-4が設けられているた
め、分割区間のPD(1〜n)の信号電荷はCCD-SR3-1へ、
分割区間のPD(n+1〜2n)の信号電荷はCCD-SR3-2へ、分
割区間のPD(2n+1〜3n)の信号電荷はCCD-SR3-3へ、分
割区間のPD(3n+1〜4n)の信号電荷はCCD-SR3-4へ移送
されることになる。
Next, the operation of this CCD line sensor will be described. First, the reflected light from the original is one-dimensionally PD array 1
When the image is formed on the PD array 1, each PD (1 to 4n) of the PD array 1 accumulates the signal charge photoelectrically converted according to the light amount distribution of the image forming light, but the level of the shift gate control signal SH is changed. OFF
→ ON → OFF is switched to open each shift gate 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 for a moment, and the signal charge of each PD (1 to 4n) is CCD-SR3-
Transfer to 1,3-2,3-3,3-4. In this example, PD array 1
Shift gates 2-1, 2-2, corresponding to
Since 2-3,2-4 and CCD-SR3-1,3-2,3-3,3-4 are provided, the signal charge of PD (1 to n) in the divided section is CCD-SR3-1. What,
The signal charge of PD (n + 1 to 2n) in the division section is to CCD-SR3-2, the signal charge of PD (2n + 1 to 3n) in the division section is to CCD-SR3-3, and the PD (3n of division section is The signal charge of (+1 to 4n) is transferred to the CCD-SR3-4.

【0019】そして、リセットゲート端子φ1B,φ2B,φ
3B,φ4Bと出力バッファ4-1,4-2,4-3,4-4のリセット電圧
端子RS1,RS2,RS3,RS4をセット状態にし、各CCD-SR3-1,3
-2,3-3,3-4に対して入力されている転送クロックφ11,
φ21/φ12,φ22/φ13,φ23/φ14,φ24によって各CCD
-SR3-1,3-2,3-3,3-4へ移された信号電荷を各出力バッフ
ァ4-1,4-2,4-3,4-4側へ順次転送する。出力バッファ4-
1,4-2,4-3,4-4では転送されてくる信号電荷に基づいて
時系列的に変化する電圧を出力させ、それぞれの出力端
子OS1,OS2,OS3,OS4へ出力させる。前記の出力端子OS1,O
S2,OS3,OS4からの出力は画像処理システム(図示せず)
へ転送されて処理されることになるが、本実施例では4
並列転送方式を採用しているため、画像処理システムで
は出力端子OS1,OS2,OS3,OS4からの入力信号を1走査分
の信号となるように合成して処理する。
The reset gate terminals φ1B, φ2B, φ
Set the reset voltage terminals RS1, RS2, RS3, and RS4 of 3B, φ4B and output buffers 4-1, 4-2, 4-3, and 4-4 to the set state, and set each CCD-SR3-1, 3
-Transfer clock φ11 input to -2,3-3,3-4
φ21 / φ12, φ22 / φ13, φ23 / φ14, φ24 each CCD
-Sequentially transfer the signal charges transferred to SR3-1, 3-2, 3-3, 3-4 to each output buffer 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 side. Output buffer 4-
In 1,4-2,4-3,4-4, a voltage that changes in time series is output based on the transferred signal charge, and is output to each output terminal OS1, OS2, OS3, OS4. Output terminal OS1, O above
Output from S2, OS3, OS4 is an image processing system (not shown)
However, in this embodiment, it is 4
Since the parallel transfer method is adopted, in the image processing system, the input signals from the output terminals OS1, OS2, OS3 and OS4 are combined and processed so as to be a signal for one scan.

【0020】以降、CCDラインセンサと読取り原稿の副
走査方向への相対的移動に伴って、CCDラインセンサは
前記の動作手順を繰返し、原稿の1次元的な画像情報を
逐次画像処理システム側へ転送することになるが、画像
処理システム側ではそれらの1次元的な画像情報を順次
副走査方向に並列させて2次元的な画像を組立てること
になる。そして、本実施例のCCDラインセンサでは、読
取り信号を4並列転送していることから、一本のCCD-SR
で転送している場合と比較して4倍の読出し速度が実現
でき、また図2や図3に示したCCDラインセンサの構成
に基づく読出し速度に対しても2倍の速度での読出しが
可能になる。
Thereafter, with the relative movement of the CCD line sensor and the read document in the sub-scanning direction, the CCD line sensor repeats the above-described operation procedure, and the one-dimensional image information of the document is sequentially sent to the image processing system side. Although transferred, the image processing system side assembles a two-dimensional image by sequentially arranging the one-dimensional image information in the sub-scanning direction. The CCD line sensor of this embodiment transfers four read signals in parallel, so one CCD-SR
It is possible to realize a read speed four times that of the case where data is transferred in the same way, and it is also possible to read at a speed twice as high as the read speed based on the configuration of the CCD line sensor shown in FIGS. 2 and 3. become.

【0021】ところで、このCCDラインセンサの設計思
想に基づけば、原理的には出力バッファの素子構成スペ
ースが確保できる範囲でPDアレイ1の分割区間数を更に
増加させることも可能であり、その場合には分割区間数
の逆数に比例させて読出し速度を高速化することがで
き、転送機能や増幅器機能を低下させることなく読出し
速度を飛躍的に向上させることが可能になる。
By the way, based on the design concept of this CCD line sensor, in principle, it is possible to further increase the number of division sections of the PD array 1 within a range in which the element configuration space of the output buffer can be secured. The read speed can be increased in proportion to the reciprocal of the number of divided sections, and the read speed can be dramatically improved without lowering the transfer function or the amplifier function.

【0022】また、本実施例では各CCD-SR3-1,3-2,3-3,
3-4に対して出力バッファ4-1,4-2,4-3,4-4を同一方向に
配設しているが、その配設方向は任意であり、分割区間
〜を更に分割して両側に出力バッファを設けること
も可能である。更に、本実施例では分割区間〜の区
間長を均等にして同一数のPDで構成されるようにしてい
るが、場合によっては不均等にしてもよく、1走査線の
画素数や画像処理システム側の仕様等を考慮して各分割
区間長を設定すればよい。
Further, in this embodiment, each CCD-SR3-1, 3-2, 3-3,
Output buffers 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 are arranged in the same direction with respect to 3-4, but the arranging direction is arbitrary, and the division section ~ is further divided. It is also possible to provide output buffers on both sides. Further, in the present embodiment, the section lengths of the divided sections are made equal so as to be composed of the same number of PDs, but they may be made non-uniform in some cases, and the number of pixels of one scanning line and the image processing system may be set. It suffices to set each divided section length in consideration of the specifications on the side.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明は以上の構成を有していることに
より、次のような効果を奏する。PDアレイの各分割区間
に対応したシフトゲートとCCD-SRと出力バッファを、隣
接する分割区間との関係でPDアレイに対して逆側に配設
させているため、出力バッファの素子構成スペースを十
分に確保しながら分割区間数を増加させることができ、
並列度をより増加させた転送方式を実現して読出し速度
を飛躍的に向上させる。また、従来のようにPDアレイの
PDのピッチよりCCD-SRのCCDレジスタのピッチを小さく
する必要がなくなり、設計・製造上の困難性が解消さ
れ、転送信号量や転送効率の低下のないCCDラインセン
サを実現できる。更に、PDアレイの各PDからCCD-SRの各
CCDレジスタまでの配線距離を均一化できるため、当初
の設計が容易であると共に、ピッチや画素数の変更に伴
う設計変更があった際にも容易に対応できる。また、同
様の理由から、信号電荷の移送時間のバラツキに基づく
固定パターンノイズを無くすことができる。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention having the above-mentioned structure has the following effects. Since the shift gate corresponding to each division section of the PD array, the CCD-SR, and the output buffer are arranged on the opposite side of the PD array in relation to the adjacent division sections, the element configuration space of the output buffer is reduced. It is possible to increase the number of division sections while securing enough,
A transfer method with a higher degree of parallelism is realized to dramatically improve the read speed. In addition, the PD array
It is no longer necessary to make the CCD register pitch of the CCD-SR smaller than the PD pitch, eliminating difficulties in design and manufacturing, and realizing a CCD line sensor that does not reduce the transfer signal amount or transfer efficiency. In addition, each PD in the PD array to each CCD-SR
Since the wiring distance to the CCD register can be made uniform, the initial design is easy, and it is also possible to easily cope with design changes due to changes in pitch or the number of pixels. Further, for the same reason, it is possible to eliminate fixed pattern noise due to variations in the transfer time of signal charges.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係るCCDラインセンサの全体
構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a CCD line sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術におけるCCDラインセンサの全体構成
図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a CCD line sensor in a conventional technique.

【図3】従来技術におけるCCDラインセンサの全体構成
図である。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a CCD line sensor in the related art.

【図4】出力バッファの素子構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a device configuration of an output buffer.

【図5】出力バッファの等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of an output buffer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…PDアレイ、2-1,2-2,2-3,2-4…シフトゲート、3-1,3-
2,3-3,3-4…CCD-SR、4-1,4-2,4-3,4-4…出力バッファ、
10…基板、,,,…PDアレイの分割区間。
1 ... PD array, 2-1,2-2,2-3,2-4 ... shift gate, 3-1,3-
2,3-3,3-4 ... CCD-SR, 4-1,4-2,4-3,4-4 ... Output buffer,
10 ... Substrate ..., Divided section of PD array.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フォトダイオードを整列させたフォトダ
イオードアレイと、そのフォトダイオードアレイに併設
させたシフトゲートと、そのシフトゲートに併設されて
おり、シフトゲートを介して各CCDレジスタが前記のフ
ォトダイオードアレイの各フォトダイオードに接続され
ているCCDアナログシフトレジスタと、そのCCDアナログ
シフトレジスタの出力部に設けられた出力バッファとを
基板上に構成したCCDラインセンサにおいて、フォト
ダイオードアレイの走査方向の区間を分割し、その各分
割区間に対応させて設けられるシフトゲートとCCDアナ
ログシフトレジスタと出力バッファを、隣接する分割区
間の相互間でフォトダイオードアレイに対して逆側に位
置するように配設したことを特徴とするCCDラインセ
ンサ。
1. A photodiode array in which photodiodes are aligned, a shift gate provided in the photodiode array, and a CCD gate provided in the shift gate, and each CCD register is provided through the shift gate. In a CCD line sensor in which a CCD analog shift register connected to each photodiode of the array and an output buffer provided at the output part of the CCD analog shift register are formed on a substrate, a section in the scanning direction of the photodiode array And a shift gate, a CCD analog shift register, and an output buffer provided corresponding to each divided section are arranged so as to be located on the opposite side to the photodiode array between adjacent divided sections. A CCD line sensor characterized in that
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6593968B1 (en) * 1998-01-06 2003-07-15 Fuji Xerox Co., Ltd. Linear image sensor, image reading device, and charge transfer method
US7034969B2 (en) 2000-08-01 2006-04-25 Fuji Photo Film Co., Ltd. Divided one-dimensional solid-state imaging device, method of controlling one-dimensional solid-state imaging device, and image reading apparatus and method using the same
JP2013545274A (en) * 2010-09-30 2013-12-19 トゥルーセンス イメージング, インコーポレイテッド Method and apparatus for deinterlacing video data

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