JPH0682305A - ２次元検出器 - Google Patents

２次元検出器

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JPH0682305A
JPH0682305A JP4231947A JP23194792A JPH0682305A JP H0682305 A JPH0682305 A JP H0682305A JP 4231947 A JP4231947 A JP 4231947A JP 23194792 A JP23194792 A JP 23194792A JP H0682305 A JPH0682305 A JP H0682305A
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JP
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sensor
pixel
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JP4231947A
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Hideo Hirose
秀男 広瀬
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14868—CCD or CID colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の分解能が、アレイセンサを構成する画
素サイズ以下の高分解能の２次元検出器を提供する。 【構成】 アレイセンサの各画素に対応して微小窓を設
けた２次元格子等のマスクを、そのセンサの検出面に密
接して配置し、その微小窓の移動によって、センサの１
画素を更に分割した画素データ群を得るよう構成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＸ線顕微鏡等の
高分解能顕微鏡に用いられる２次元放射線検出器、ある
いは電子カメラ等に利用されるＣＣＤイメージセンサな
どの２次元検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような２次元検出器には、一般に、
複数の画素を行列状に配列した面センサ（アレイセン
サ）が用いられており、その各画素に入射した光もしく
は放射線の量に応じた電荷をそれぞれ外部へ取り出し
て、その画素ごとの各電気信号を画像情報として供する
構造となっている。そして、このような２次元検出器を
用いた顕微鏡等の撮像装置では、分割した細かい画素か
らの各信号を合成することによって、被写体の全体像を
得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２次元検出
器の画像の分解能は、一般に、画素のサイズで決定され
る。そこで、分解能を向上させるためには、各画素を更
に微細化すればよいが、機械加工および電極配線等の加
工上の問題から、現状では１画素の大きさは10μｍ程度
が限界となっており、これ以上の分解能は望めない。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、画像の分解能がアレ
イセンサを構成する画素サイズ以下の、高分解能の２次
元検出器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例に対応する図１を参照しつつ説明す
ると、本発明は、複数の画素ｐ・・ｐが行列状に形成され
たアレイセンサ１と、その検出面側に配置されたマスク
２を有し、そのマスク２には、上記の各画素ｐに対応す
る位置に、それぞれ、面積が当該画素ｐよりも小さい窓
２ａ・・２ａが設けられているとともに、その各窓２ａの
検出平面上での位置を、それぞれ画素ｐの配列ピッチよ
りも小さい間隔で変更してゆく手段（微小移動機構３）
を備えていることによって特徴づけられる。
【０００６】
【作用】例えば、図２に示すように、マスク２の各窓２
ａの面積を、センサの画素ｐの面積の１／４として、そ
の窓２ａを検出平面上、この場合はセンサ１の検出面上
に沿って、(a) に示すＡの位置から(b) ，(c) および
(d) のＢ，Ｃ，Ｄの位置に順次に移動させることで、分
解能が画素ｐのサイズ（幅）の１／２の画像を得ること
が可能となる。
【０００７】
【実施例】本発明実施例の構成を、以下、図面に基づい
て説明する。図１は本発明実施例の全体構成図である。
【０００８】アレイセンサ１は、ＣＣＤイメージセンサ
で、正方形状の画素ｐ・・ｐが行列状に配列されている。
その１画素の大きさは10μｍ×10μｍである。さて、ア
レイセンサ１の検出面側に２次元格子２が、その検出面
に密接して配置されている。この２次元格子２は複数の
窓２ａ・・２ａが格子状に設けられたマスクで、その各窓
２ａを透過した光のみがセンサの各画素ｐに入射する。
また、この２次元格子２の各窓２ａは正方形状で、その
面積はセンサの画素ｐの１／４で、さらに、各窓２ａの
行および列方向の配列ピッチは、センサの画素ｐの配列
ピッチと同一で、従って、その各窓２ａ・・２ａは、２次
元格子２をアレイセンサ１上に配置した際には、それぞ
れがセンサの各画素ｐの互いに対応する部位に位置す
る。
【０００９】そして、上記の構造の２次元格子２は、そ
の全体が微小移動機構３によって、上下左右の方向に、
それぞれ後述する順序で、一定の距離５μｍづつ移動さ
れ、その移動ごとの各画素データが例えば画像メモリ
（図示せず）等に、その移動の位置に対応して格納され
る。
【００１０】次に、本発明実施例の作用を、以下、図２
を参照して２次元格子２の移動の手順とともに述べる。
まず、撮像の初期設定として、２次元格子２をアレイセ
ンサ１に対して正確に位置合わせする。すなわち、図２
(a) に示すように、センサの画素ｐの領域Ａに２次元格
子２の窓２ａが一致するように正確な位置合わせを行
い、この状態で、１回目の画素データＤA を採取する。
【００１１】次いで、２次元格子２を右方向に距離５μ
ｍだけ平行移動させて、その各窓２ａを図２(b) に示す
ように、センサの画素ｐの領域Ｂに一致させた後、下方
向に平行移動させて窓２ａを同図(c) に示す領域Ｃに一
致させ、この２回の移動ごとの画素データＤB およびＤ
C をそれぞれ採取する。そして、最後に２次元格子２を
左方向に平行移動させて同図(d) に示す領域Ｄに一致さ
せて、この位置での画素データＤD を採取する。
【００１２】以上の３回の２次元格子の移動によって、
センサの各画素ｐを、更に四つの領域に分割したデータ
ＤA 〜ＤD が得られることになり、それらのデータを合
成して、例えばＣＲＴ（図示せず）の画面上に表示する
ことによって、アレイセンサ１上に結像された像の全体
画像を得ることができる（図３の表示例を参照）。そし
て、このような２次元格子２の走査によって、画像の空
間分解能を、センサの画素ｐのサイズの１／２つまり５
μｍに向上させることができる。
【００１３】ここで、以上の実施例においては、センサ
の１画素ｐで分割された各領域Ａ・・Ｄへの光の照射時間
を一定にする必要があり、その具体的な手段としては、
例えば、光源としてパルス光源を使用し、そのパルス数
を分割領域Ａ・・Ｄの各位置でそれぞれ等しくする、等の
手法を採用する。また、微小移動機構３は２次元格子２
をμｍオーダで移動させることが要求されることから、
その駆動源としては、ＰＺＴなどに代表される圧電素子
を用いる。
【００１４】なお、以上の実施例では、２次元格子２の
みを、検出平面上で微小移動させる構造としているが、
アレイセンサ１と２次元格子２とを密着して一体化をは
かりその一体化ユニットを微小移動するといった構造を
採用してもよい。この場合、センサの画素ｐでの受光部
位を、感度が良好な部分（例えば中央部）に固定するこ
とができ、しかも窓位置の移動によってもその受光部位
は変わることがないので、各分割領域をそれぞれ同一の
条件で検出することができ、これにより、ムラの少ない
画像を得ることも可能になる。
【００１５】さらに、２次元格子としては、上記したよ
うな窓位置が固定された構造のもののほか、例えば、液
晶等の偏光特性を有する物質に、電極をマトリクス状に
配置して、センサの１画素ｐに対して複数の微小画素マ
トリクスを形成することにより格子状マスクを構成し、
その各微小画素への印加電圧の制御により透過窓と遮光
部とを切り換えて、図２の(a) 〜(d) に示す各領域Ａ・・
Ｄに対応する位置に透過窓を順次に配置してゆく構造を
採用しても、本発明は容易に実施できる。この場合、マ
スクの微小移動機構を省略できるといった利点がある。
【００１６】なお、以上の実施例では、センサの画素ｐ
を更に４分割した例について説明したが、これに限られ
ることなく、例えば図４に示すように画素ｐを、格子窓
４２ａ・・４２ａで９分割する構造としてもよいし、ある
いはそれ以上の分割構造も可能で、従って、本発明によ
ると、画像の空間分解を画素サイズに対して１桁以上に
向上させることも可能になる。
【００１７】また、本発明は、ＣＣＤイメージセンサの
ほか、例えばＭＣＰ．やシンチレータあるいはＸ線セン
サ等、多数の画素によって構成されるセンサを用いた他
の２次元検出器に適用可能であることは勿論である。な
お、Ｘ線センサ等を用いて放射線２次元検出器を構成す
る場合には、２次元格子などのマスクを構成する材料と
しては例えばアルミニウム，銅，金等を用いる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アレイセンサの各画素に対応して微小窓を設けた２次元
格子等のマスクをセンサの検出面に密接して配置し、そ
の微小窓の移動によって、センサの１画素を更に分割し
た画素データ群を得るよう構成したので、画像の分解能
を、従来に対して１桁以上も向上させることが可能とな
る。このことから、本発明の検出器を、例えば高分解能
顕微鏡に適用すれば、ナノメータでの観察の実現化も達
成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の全体構成図
【図２】その実施例の２次元格子２の移動の手順を説明
する図
【図３】本発明実施例で得られる画像の表示例を示す図
【図４】本発明実施例の変形例を示す図
【符号の説明】
１・・・・アレイセンサ ｐ・・ｐ・・・・画素 ２・・・・２次元格子（マスク） ２ａ・・２ａ・・・・窓 ３・・・・微小移動機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の画素が行列状に形成されたアレイ
    センサと、その検出面側に配置されたマスクを有し、そ
    のマスクには、上記画素に対応する位置に、それぞれ、
    面積が当該画素よりも小さい窓が設けられているととも
    に、その各窓の検出平面上での位置を、それぞれ上記画
    素の配列ピッチよりも小さい間隔で変更してゆく手段を
    備えた２次元検出器。
JP4231947A 1992-08-31 1992-08-31 ２次元検出器 Pending JPH0682305A (ja)

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GB9317295A GB2270230A (en) 1992-08-31 1993-08-19 Two dimensional image detector

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