JPH07193678A - 超鋭敏センサアレー - Google Patents
超鋭敏センサアレーInfo
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- JPH07193678A JPH07193678A JP6271979A JP27197994A JPH07193678A JP H07193678 A JPH07193678 A JP H07193678A JP 6271979 A JP6271979 A JP 6271979A JP 27197994 A JP27197994 A JP 27197994A JP H07193678 A JPH07193678 A JP H07193678A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 人間の知覚にほぼ一致する高度なエッジ鋭敏
性を有する超鋭敏センサアレーを提供する。 【構成】 イメージをセンシングする装置であって、複
数の第１のセンサ素子を備え、第１のセンサ素子のそれ
ぞれは、その境界内に位置している入射放射強度分布の
空間的変化にセンシティブであり、第１のセンサ素子
は、イメージの近似を表わす信号出力を有するアレーに
間隔を置いて配置され、信号出力は、アレーの前記第１
のセンサの中心−中心間距離よりも優れた解像度でイメ
ージの部分を少なくとも測定するために用いることがで
きる装置。
性を有する超鋭敏センサアレーを提供する。 【構成】 イメージをセンシングする装置であって、複
数の第１のセンサ素子を備え、第１のセンサ素子のそれ
ぞれは、その境界内に位置している入射放射強度分布の
空間的変化にセンシティブであり、第１のセンサ素子
は、イメージの近似を表わす信号出力を有するアレーに
間隔を置いて配置され、信号出力は、アレーの前記第１
のセンサの中心−中心間距離よりも優れた解像度でイメ
ージの部分を少なくとも測定するために用いることがで
きる装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンシングに
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】ほとんどのイメージセンシングは、走査
されるべきイメージを、離散的イメージセンサ素子のア
レー（通常、ｐｉｎダイオード）に投影することによっ
て動作する。投影されたイメージは、次に、センサアレ
ー素子の条件（condition ）を問い合わせることによっ
て決定される。例えば、図１は、エッジ１２を有するイ
メージが投影されるアレー１０の４×５素子部分を示
す。ここで、エッジという用語は、光照明領域と周囲条
件下の領域によって規定された境界を意味すべく用いら
れる。エッジ１２上方のアレー１０の領域は、照明さ
れ、エッジ下方の領域は、暗いと想定される。２０個の
正方形１４として示される、２０個の素子は、ＡからＤ
の行とＲからＶの列に編成される。イメージを走査する
ために、素子のそれぞれの照明状態は、マトリクスアド
レス指定技術（matrix addressing techniques）を用い
て決定される。もし特定の素子、例えば行Ａ、列Ｒの素
子が十分に照明されるならば、素子は、第１の状態（Ｏ
Ｎ）であるとして検知される。もし特定の素子、例えば
行Ｄ、列Ｖの素子が十分に照明されていないならば、素
子は、第２の状態（ＯＦＦ）であるとして検知される。
もし特定の素子が部分的に照明されているならば、その
状態は、素子が照明されている程度及びその照明の強度
に依存する。アレー１０の示された素子の全ての問い合
わせは、ＯＮ状態素子が白そしてＯＦＦ状態素子が斜交
平行線で図１に示したイメージに対してやや粗い近似を
結果として生じる。この斜交平行線表示は、画素（セン
サ素子）値の２進しきい値処理（binary thresholding
）から生ずる。代替の従来技術の実行は、各画素に対
する連続的な値を提供する（グレイ・スケール）。これ
ら従来技術の実行の両方において、画素内のエッジ位置
情報は、空間的平均（spatial average ）に変換され
る。
されるべきイメージを、離散的イメージセンサ素子のア
レー（通常、ｐｉｎダイオード）に投影することによっ
て動作する。投影されたイメージは、次に、センサアレ
ー素子の条件（condition ）を問い合わせることによっ
て決定される。例えば、図１は、エッジ１２を有するイ
メージが投影されるアレー１０の４×５素子部分を示
す。ここで、エッジという用語は、光照明領域と周囲条
件下の領域によって規定された境界を意味すべく用いら
れる。エッジ１２上方のアレー１０の領域は、照明さ
れ、エッジ下方の領域は、暗いと想定される。２０個の
正方形１４として示される、２０個の素子は、ＡからＤ
の行とＲからＶの列に編成される。イメージを走査する
ために、素子のそれぞれの照明状態は、マトリクスアド
レス指定技術（matrix addressing techniques）を用い
て決定される。もし特定の素子、例えば行Ａ、列Ｒの素
子が十分に照明されるならば、素子は、第１の状態（Ｏ
Ｎ）であるとして検知される。もし特定の素子、例えば
行Ｄ、列Ｖの素子が十分に照明されていないならば、素
子は、第２の状態（ＯＦＦ）であるとして検知される。
もし特定の素子が部分的に照明されているならば、その
状態は、素子が照明されている程度及びその照明の強度
に依存する。アレー１０の示された素子の全ての問い合
わせは、ＯＮ状態素子が白そしてＯＦＦ状態素子が斜交
平行線で図１に示したイメージに対してやや粗い近似を
結果として生じる。この斜交平行線表示は、画素（セン
サ素子）値の２進しきい値処理（binary thresholding
）から生ずる。代替の従来技術の実行は、各画素に対
する連続的な値を提供する（グレイ・スケール）。これ
ら従来技術の実行の両方において、画素内のエッジ位置
情報は、空間的平均（spatial average ）に変換され
る。
【０００３】上述したようにイメージングスキャナを用
いるときに、イメージ近似の正確さの増大は、さらに小
さい多くのセンサ素子を必要とする。しかしながら、密
接しているが、分離しているセンサ素子を製作すること
の困難性は、非常に高い鋭敏性（例えば、人間の視覚シ
ステムのそれに近づく鋭敏性）を有するページ幅イメー
ジング装置を製作することを試みるときに、禁止的にな
る。上述した離散的センサ素子に加えて、位置感知検出
器と呼ばれる、別の形式の光感知素子が存在する。位置
感知検出器の一例は、図２に示す検出器２００である。
この検出器は、照明スポット２１０のセントロイドの位
置を決定するために用いることができる、光発生アナロ
グ電流２０２、２０４、２０６、及び２０８を出力す
る。ｘ方向（水平方向）の光スポットのセントロイド
は、数量（Ｉ206−Ｉ208 ）／（Ｉ206 ＋Ｉ208 ）から
計算することができ、ｙ方向（垂直方向）の光スポット
のセントロイドは、（Ｉ202 −Ｉ204 ）／（Ｉ202 ＋Ｉ
204 ）から計算することができる。ここで、Ｉ20x は、
横方向素子の一つからの電流である。少なくとも部分的
に、位置感知検出器は、一般的に大きい（約１ｃｍ×１
ｃｍから５ｃｍ×５ｃｍまで）のでそれらはイメージン
グアレーに用いられない。
いるときに、イメージ近似の正確さの増大は、さらに小
さい多くのセンサ素子を必要とする。しかしながら、密
接しているが、分離しているセンサ素子を製作すること
の困難性は、非常に高い鋭敏性（例えば、人間の視覚シ
ステムのそれに近づく鋭敏性）を有するページ幅イメー
ジング装置を製作することを試みるときに、禁止的にな
る。上述した離散的センサ素子に加えて、位置感知検出
器と呼ばれる、別の形式の光感知素子が存在する。位置
感知検出器の一例は、図２に示す検出器２００である。
この検出器は、照明スポット２１０のセントロイドの位
置を決定するために用いることができる、光発生アナロ
グ電流２０２、２０４、２０６、及び２０８を出力す
る。ｘ方向（水平方向）の光スポットのセントロイド
は、数量（Ｉ206−Ｉ208 ）／（Ｉ206 ＋Ｉ208 ）から
計算することができ、ｙ方向（垂直方向）の光スポット
のセントロイドは、（Ｉ202 −Ｉ204 ）／（Ｉ202 ＋Ｉ
204 ）から計算することができる。ここで、Ｉ20x は、
横方向素子の一つからの電流である。少なくとも部分的
に、位置感知検出器は、一般的に大きい（約１ｃｍ×１
ｃｍから５ｃｍ×５ｃｍまで）のでそれらはイメージン
グアレーに用いられない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】理想的には、イメージ
ング装置は、エッジ位置、エッジ鋭敏性として知られた
ケイパビリティを決定するために人間の視覚システムの
能力と一致することが可能であるべきである。画素密度
を増大することにより高い空間解像度を達成することの
困難性のゆえに、現行のイメージスキャナは、人間の知
覚の高度なエッジ鋭敏性と一致することができない。そ
れゆえに、新しいイメージング及びスキャニング技術が
必要である。そのような新しい技術は、もしそれらが相
互画素間隔の何分の一までエッジの位置を識別すること
ができるならば、特に価値がある。相互画素間隔よりも
微細にエッジ間隔を解像することの能力は、超鋭敏と称
される。本発明の目的は、上記従来の技術における問題
点に鑑み、人間の知覚にほぼ一致する高度なエッジ鋭敏
性を有する超鋭敏センサアレーを提供する。
ング装置は、エッジ位置、エッジ鋭敏性として知られた
ケイパビリティを決定するために人間の視覚システムの
能力と一致することが可能であるべきである。画素密度
を増大することにより高い空間解像度を達成することの
困難性のゆえに、現行のイメージスキャナは、人間の知
覚の高度なエッジ鋭敏性と一致することができない。そ
れゆえに、新しいイメージング及びスキャニング技術が
必要である。そのような新しい技術は、もしそれらが相
互画素間隔の何分の一までエッジの位置を識別すること
ができるならば、特に価値がある。相互画素間隔よりも
微細にエッジ間隔を解像することの能力は、超鋭敏と称
される。本発明の目的は、上記従来の技術における問題
点に鑑み、人間の知覚にほぼ一致する高度なエッジ鋭敏
性を有する超鋭敏センサアレーを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、イ
メージをセンシングする装置であって、複数の第１のセ
ンサ素子を備え、第１のセンサ素子のそれぞれは、その
境界内に位置している入射放射強度分布の空間的変化に
センシティブであり、第１のセンサ素子は、イメージの
近似を表わす信号出力を有するアレーに間隔を置いて配
置され、信号出力は、アレーの前記第１のセンサの中心
−中心間距離よりも優れた解像度でイメージの部分を少
なくとも測定するために用いることができる装置によっ
て達成される。更に、本発明の上記目的は、センサ素子
のアレーに投射したイメージを近似する方法であって、
（ａ）第１のセンサ素子にふりかかる放射強度分布の空
間的変化に対するパラメトリックモデルを形成し、
（ｂ）第１のセンサ素子のそれぞれにふりかかる放射強
度分布の空間的変化に応じて第１のセンサ素子のアレー
から信号を出力し、（ｃ）出力信号から第１のセンサ素
子のそれぞれに対するモデルのパラメータを決定し、
（ｄ）アレーへの放射の強度分布を、第１のセンサ素子
内で、近似すべくステップ（ａ）のパラメトリックモデ
ル及びステップ（ｃ）で得られたパラメータを使用する
段階を具備する方法によっても達成される。
メージをセンシングする装置であって、複数の第１のセ
ンサ素子を備え、第１のセンサ素子のそれぞれは、その
境界内に位置している入射放射強度分布の空間的変化に
センシティブであり、第１のセンサ素子は、イメージの
近似を表わす信号出力を有するアレーに間隔を置いて配
置され、信号出力は、アレーの前記第１のセンサの中心
−中心間距離よりも優れた解像度でイメージの部分を少
なくとも測定するために用いることができる装置によっ
て達成される。更に、本発明の上記目的は、センサ素子
のアレーに投射したイメージを近似する方法であって、
（ａ）第１のセンサ素子にふりかかる放射強度分布の空
間的変化に対するパラメトリックモデルを形成し、
（ｂ）第１のセンサ素子のそれぞれにふりかかる放射強
度分布の空間的変化に応じて第１のセンサ素子のアレー
から信号を出力し、（ｃ）出力信号から第１のセンサ素
子のそれぞれに対するモデルのパラメータを決定し、
（ｄ）アレーへの放射の強度分布を、第１のセンサ素子
内で、近似すべくステップ（ａ）のパラメトリックモデ
ル及びステップ（ｃ）で得られたパラメータを使用する
段階を具備する方法によっても達成される。
【０００６】
【作用】本願発明は、超鋭敏センシングを実行する。超
鋭敏センシングは、その出力信号が入射光の内部強度分
布に依存するセンサのアレーを用いて実行される。出力
信号は、超鋭敏イメージを生成するために用いられるセ
ンサ内強度分布を決定すべく処理される。そのような超
鋭敏イメージは、エッジの精細度（definition）を向上
し、そしてぎざぎざ（jaggies ）及びモアレ効果のよう
な望ましくないアーチファクトを縮小する。本発明の他
のアスペクトは、以下の説明及び添付した図面を参照す
ることにより明らかになるであろう。
鋭敏センシングは、その出力信号が入射光の内部強度分
布に依存するセンサのアレーを用いて実行される。出力
信号は、超鋭敏イメージを生成するために用いられるセ
ンサ内強度分布を決定すべく処理される。そのような超
鋭敏イメージは、エッジの精細度（definition）を向上
し、そしてぎざぎざ（jaggies ）及びモアレ効果のよう
な望ましくないアーチファクトを縮小する。本発明の他
のアスペクトは、以下の説明及び添付した図面を参照す
ることにより明らかになるであろう。
【０００７】
【実施例】上述したように、従来技術のイメージングス
キャナの鋭敏性は、（所与のイメージ拡大に対する）ス
キャナのセンサアレーの個々の素子の分離によって制限
される。この制限は、位置センサを照明している光のエ
ッジを近似する超鋭敏技術を用いて本発明で克服され
る。図３は、超鋭敏センシングの使用に適するセンサ３
００を示す。センサ３００は、インチ当たり約４００ス
ポットで光強度の空間分布を検出するために十分に小さ
く製作されるアモルファスシリコン位置感知検出器であ
る。センサ３００は、その上に一対の低部電極３０４及
び３０６が配置される基板３０１を有する。より低い、
微結晶抵抗層３０８は、低部電極３０４及び３０６の上
に形成される。抵抗層３０８の上は、酸化錫インジウム
のような材料の上部の透明な、抵抗層３１２によって覆
われている垂直ｐｉｎダイオード３１０である。抵抗層
３１２の上は、透明絶縁層３１３である。抵抗層３１２
まで絶縁層３１２を通り抜ける開口部は、標準フォトリ
ソグラフィック方法を用いて形成される。抵抗層３１２
に電気的に接続する頂部電極（top electrodes）３１４
及び３１６は、形成された開口部の上に配置される。材
料及び寸法における種々の強調を除いて、センサ３００
は、図２に示したセンサ２００に類似する。
キャナの鋭敏性は、（所与のイメージ拡大に対する）ス
キャナのセンサアレーの個々の素子の分離によって制限
される。この制限は、位置センサを照明している光のエ
ッジを近似する超鋭敏技術を用いて本発明で克服され
る。図３は、超鋭敏センシングの使用に適するセンサ３
００を示す。センサ３００は、インチ当たり約４００ス
ポットで光強度の空間分布を検出するために十分に小さ
く製作されるアモルファスシリコン位置感知検出器であ
る。センサ３００は、その上に一対の低部電極３０４及
び３０６が配置される基板３０１を有する。より低い、
微結晶抵抗層３０８は、低部電極３０４及び３０６の上
に形成される。抵抗層３０８の上は、酸化錫インジウム
のような材料の上部の透明な、抵抗層３１２によって覆
われている垂直ｐｉｎダイオード３１０である。抵抗層
３１２の上は、透明絶縁層３１３である。抵抗層３１２
まで絶縁層３１２を通り抜ける開口部は、標準フォトリ
ソグラフィック方法を用いて形成される。抵抗層３１２
に電気的に接続する頂部電極（top electrodes）３１４
及び３１６は、形成された開口部の上に配置される。材
料及び寸法における種々の強調を除いて、センサ３００
は、図２に示したセンサ２００に類似する。
【０００８】電極３０４、３０６、３１４、及び３１６
からの電流、センサ３００に投射された光３２０の強度
分布による電流Ｉ2 、Ｉ4 、Ｉ1 、及びＩ3 のそれぞれ
は、外部増幅器（図５参照）に印加される。電流は、セ
ンサを照明する光の分布に対する超鋭敏近似（hyperacu
ity approximation ）を決定すべく下記のように分析さ
れる。副画素の正確性は、セル全体にわたって平均化さ
れる強度から識別されるようにセンサセル内の空間強度
分布を識別する能力に関連する。このセル内空間感知度
は、続いてあるものにイメージを同様な副画素の正確性
にさせる。センサ内の照明されている光分布を近似する
ために、センサ内の光の分布に対するパラメトリックモ
デルがまず決定され、そして次に、電流Ｉ1 からＩ4 を
用いて、モデルに対するパラメータが決定されてモデル
に印加される。その結果は、照明している光分布の超鋭
敏近似である。超鋭敏センシングに対して特に有用なモ
デルは、エッジモデルである。エッジモデルでは、入射
する光の強度は、ブラック領域３２４とセンサ３００の
作用面積の範囲を定める均等グレーレベル領域３２６と
の間の直線エッジ３２２によって正確に叙述されること
が想定される。直線近似を用いて、直線でないかもしれ
ない、照明している光のエッジを近似することは、最初
は受け入れられないと思われるかもしれないが、センサ
３００の大きさが、興味のある最も小さい曲線と比較可
能であるか或いはそれよりも小さいので、そのような線
形近似は、非常によい。エッジ近似がセンサの境界と同
様にグレーレベルと交差する位置は、素子３００からの
４つの電流から決定されうる（下記参照）。従って、イ
メージのエッジは、センサ３００の大きさよりもさらに
小さな空間寸法（より正確に決定される）に割り当てら
れうる。
からの電流、センサ３００に投射された光３２０の強度
分布による電流Ｉ2 、Ｉ4 、Ｉ1 、及びＩ3 のそれぞれ
は、外部増幅器（図５参照）に印加される。電流は、セ
ンサを照明する光の分布に対する超鋭敏近似（hyperacu
ity approximation ）を決定すべく下記のように分析さ
れる。副画素の正確性は、セル全体にわたって平均化さ
れる強度から識別されるようにセンサセル内の空間強度
分布を識別する能力に関連する。このセル内空間感知度
は、続いてあるものにイメージを同様な副画素の正確性
にさせる。センサ内の照明されている光分布を近似する
ために、センサ内の光の分布に対するパラメトリックモ
デルがまず決定され、そして次に、電流Ｉ1 からＩ4 を
用いて、モデルに対するパラメータが決定されてモデル
に印加される。その結果は、照明している光分布の超鋭
敏近似である。超鋭敏センシングに対して特に有用なモ
デルは、エッジモデルである。エッジモデルでは、入射
する光の強度は、ブラック領域３２４とセンサ３００の
作用面積の範囲を定める均等グレーレベル領域３２６と
の間の直線エッジ３２２によって正確に叙述されること
が想定される。直線近似を用いて、直線でないかもしれ
ない、照明している光のエッジを近似することは、最初
は受け入れられないと思われるかもしれないが、センサ
３００の大きさが、興味のある最も小さい曲線と比較可
能であるか或いはそれよりも小さいので、そのような線
形近似は、非常によい。エッジ近似がセンサの境界と同
様にグレーレベルと交差する位置は、素子３００からの
４つの電流から決定されうる（下記参照）。従って、イ
メージのエッジは、センサ３００の大きさよりもさらに
小さな空間寸法（より正確に決定される）に割り当てら
れうる。
【０００９】エッジモデルを用いて、測定された電流に
よる、エッジ位置の決定は、次のように達成されうる。
まず、電流比ｘ’＝Ｉ3 ／（Ｉ1 ＋Ｉ3 ）及びｙ’＝Ｉ
4 ／（Ｉ2 ＋Ｉ4 ）が計算される。そして、電流比か
ら、センサ境界を有する近似されたエッジのインタセプ
ト（intercept ）が、３つの分離条件（separate condi
tions ）を用いて独自に決定されうる。まずはじめに、
もし点（ｘ’，ｙ’）が、図４の下方の、左パネルのブ
ラック正方形によって規定された領域内に位置するなら
ば、エッジ近似は、ｗ＝３Ｌｘ’でｘ軸とインタセプト
し、かつｈ＝３Ｌｙ’でｙ軸とインタセプトする。ここ
で、Ｌは、センサの大きさである。図４の上方の、左パ
ネルに示された照明条件に対応する、この条件は、形式
１条件と称される。第２の条件は、もし（ｘ’，ｙ’）
が、図４の下方の、中央パネルのブラック領域内に位置
するときに生起する。その場合、エッジ近似インタセプ
トｈ1 及びｈ2 は、（２−３ｘ’）ｙ’Ｌ／（１−３
ｘ’（１−ｘ’））及び（−１＋３ｘ’）ｙ’Ｌ／（１
−３ｘ’（１−ｘ’））によってそれぞれ与えられる。
図４の上方の、中央パネルの照明条件に対応する、この
条件は、形式２条件と称される。最後に、もし（ｘ’，
ｙ’）が、図４の下方の、右パネルに示されたブラック
領域内に位置するならば、エッジ近似インタセプトｈ及
びｗは、関係式ｈ＝（ｘ’−１／２）Ｌ2 ／（ｘ’ｗ／
２−ｗ2 ／６Ｌ）及びｗ＝（ｙ’−１／２）Ｌ2／
（ｙ’ｈ／２−ｈ2 ／６Ｌ）から見出される。図４の上
方の、右パネルに示された照明条件に対応する、この条
件は、形式３条件と称される。（ｘ’，ｙ’）の他の値
は、種々の回転鏡映によるセンサ境界を有するエッジ近
似インタセプトをもたらす。エッジに対する線形近似の
決定は、従って独特である。
よる、エッジ位置の決定は、次のように達成されうる。
まず、電流比ｘ’＝Ｉ3 ／（Ｉ1 ＋Ｉ3 ）及びｙ’＝Ｉ
4 ／（Ｉ2 ＋Ｉ4 ）が計算される。そして、電流比か
ら、センサ境界を有する近似されたエッジのインタセプ
ト（intercept ）が、３つの分離条件（separate condi
tions ）を用いて独自に決定されうる。まずはじめに、
もし点（ｘ’，ｙ’）が、図４の下方の、左パネルのブ
ラック正方形によって規定された領域内に位置するなら
ば、エッジ近似は、ｗ＝３Ｌｘ’でｘ軸とインタセプト
し、かつｈ＝３Ｌｙ’でｙ軸とインタセプトする。ここ
で、Ｌは、センサの大きさである。図４の上方の、左パ
ネルに示された照明条件に対応する、この条件は、形式
１条件と称される。第２の条件は、もし（ｘ’，ｙ’）
が、図４の下方の、中央パネルのブラック領域内に位置
するときに生起する。その場合、エッジ近似インタセプ
トｈ1 及びｈ2 は、（２−３ｘ’）ｙ’Ｌ／（１−３
ｘ’（１−ｘ’））及び（−１＋３ｘ’）ｙ’Ｌ／（１
−３ｘ’（１−ｘ’））によってそれぞれ与えられる。
図４の上方の、中央パネルの照明条件に対応する、この
条件は、形式２条件と称される。最後に、もし（ｘ’，
ｙ’）が、図４の下方の、右パネルに示されたブラック
領域内に位置するならば、エッジ近似インタセプトｈ及
びｗは、関係式ｈ＝（ｘ’−１／２）Ｌ2 ／（ｘ’ｗ／
２−ｗ2 ／６Ｌ）及びｗ＝（ｙ’−１／２）Ｌ2／
（ｙ’ｈ／２−ｈ2 ／６Ｌ）から見出される。図４の上
方の、右パネルに示された照明条件に対応する、この条
件は、形式３条件と称される。（ｘ’，ｙ’）の他の値
は、種々の回転鏡映によるセンサ境界を有するエッジ近
似インタセプトをもたらす。エッジに対する線形近似の
決定は、従って独特である。
【００１０】上述した超鋭敏センシングは、エッジモデ
ルを用いた。他のセンサ内強度モデルは、可能である。
例えば、超鋭敏センシングに有用や第２のモデルは、照
明している光に対するグレイスケール近似を説明する。
そのモデルは、ｘ及びｙが空間次元でありΦが光強度で
ある３次元（ｘ，ｙ，Φ）空間の平面であるべくセンサ
内の強度が取られるパラメータ化を含む。もし画素内の
光強度、Φ（ｘ，ｙ）が、セルの中心に原点を有するΦ
（ｘ，ｙ）＝Ｃ＋Ａｘ＋Ｂｙによって表されるならば、
Ｃ＝ＩT ／Ｌ2 である。ここで、ＩT ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ
3 ＋Ｉ4 、Ａ＝ｘ’ＩT ／Ｌ4 、Ｂ＝３ｙ’ＩT ／Ｌ4
である。それゆえに、センサ内の強度に対する区分的線
形モデルを容易に構築しうる。上述した超鋭敏センサ
は、イメージング装置において有用である。超鋭敏セン
サのアレーを用いるイメージング装置は、超鋭敏イメー
ジングアレーと称される。図５は、超鋭敏センサ５０２
のアレーの２×３部分５００を示す。各センサ５０２
は、電流増幅器５１２（４つだけが示されている）に接
続する４つの電極５１０を有する。各センサ５０２から
の電流は、各センサ５０２の入射光のエッジの近似を形
成すべく上述したように分解される。
ルを用いた。他のセンサ内強度モデルは、可能である。
例えば、超鋭敏センシングに有用や第２のモデルは、照
明している光に対するグレイスケール近似を説明する。
そのモデルは、ｘ及びｙが空間次元でありΦが光強度で
ある３次元（ｘ，ｙ，Φ）空間の平面であるべくセンサ
内の強度が取られるパラメータ化を含む。もし画素内の
光強度、Φ（ｘ，ｙ）が、セルの中心に原点を有するΦ
（ｘ，ｙ）＝Ｃ＋Ａｘ＋Ｂｙによって表されるならば、
Ｃ＝ＩT ／Ｌ2 である。ここで、ＩT ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ
3 ＋Ｉ4 、Ａ＝ｘ’ＩT ／Ｌ4 、Ｂ＝３ｙ’ＩT ／Ｌ4
である。それゆえに、センサ内の強度に対する区分的線
形モデルを容易に構築しうる。上述した超鋭敏センサ
は、イメージング装置において有用である。超鋭敏セン
サのアレーを用いるイメージング装置は、超鋭敏イメー
ジングアレーと称される。図５は、超鋭敏センサ５０２
のアレーの２×３部分５００を示す。各センサ５０２
は、電流増幅器５１２（４つだけが示されている）に接
続する４つの電極５１０を有する。各センサ５０２から
の電流は、各センサ５０２の入射光のエッジの近似を形
成すべく上述したように分解される。
【００１１】例えば、図５は、照明された領域と暗い領
域の間の境界によって規定されたエッジ５２０を示す。
各センサ５０２のエッジ５２０の位置は、上述したモデ
ルを用いて近似される。部分５００の全体のエッジの位
置は、各センサ５０２からの近似を一緒に区分的に適合
することによって決定される。エッジ５２０の近似の正
確性は、本センサ５０２と類似な距離で分離される離散
的センサ素子を用いる従来技術のイメージングセンサで
生成されたものよりも優れている。図６は、図１で用い
たものと同じ照明に適用した本発明の使用から生じるイ
メージ鋭敏性における改善を示す。アレー６００は、こ
の例では、位置感知検出器である、個々の画素センサ６
１４からなる。エッジモデルに関連する出力は、線６１
６によって示されるような副画素エッジ位置を決定する
ために用いられた。照明している境界６１２に対する近
似における改善された正確性は、明らかである。超鋭敏
センサを用いるアレーは、組み込んでいる画素の同等な
アレーの４倍の出力を有するが、光エッジの位置の決定
の向上は、二桁の大きさよりもかなり大きく。
域の間の境界によって規定されたエッジ５２０を示す。
各センサ５０２のエッジ５２０の位置は、上述したモデ
ルを用いて近似される。部分５００の全体のエッジの位
置は、各センサ５０２からの近似を一緒に区分的に適合
することによって決定される。エッジ５２０の近似の正
確性は、本センサ５０２と類似な距離で分離される離散
的センサ素子を用いる従来技術のイメージングセンサで
生成されたものよりも優れている。図６は、図１で用い
たものと同じ照明に適用した本発明の使用から生じるイ
メージ鋭敏性における改善を示す。アレー６００は、こ
の例では、位置感知検出器である、個々の画素センサ６
１４からなる。エッジモデルに関連する出力は、線６１
６によって示されるような副画素エッジ位置を決定する
ために用いられた。照明している境界６１２に対する近
似における改善された正確性は、明らかである。超鋭敏
センサを用いるアレーは、組み込んでいる画素の同等な
アレーの４倍の出力を有するが、光エッジの位置の決定
の向上は、二桁の大きさよりもかなり大きく。
【００１２】超鋭敏アレーは、次のようにガラス基板上
に製作されうる。まず、クロム／モリブデン金属層がス
パッタリングによって基板上に堆積される。そして、ク
ロム／モリブデン金属層が低部電極対（図３の電極３０
４及び３０６に対応する）を形成すべくパターン化され
る。次に、ドーピングされた微結晶シリコンの横方向抵
抗性薄膜（抵抗層３０８に対応する）が基板及び低部電
極にわたり均等に堆積される。ドーピングされない、約
３００ｎｍの厚みの水素化されたアモルファスシリコン
層と、薄いｐ型アモルファスシリコン接触層がプラズマ
成長を用いて抵抗薄膜上に覆われる。酸化錫インジウム
（ＩＴＯ）の透明な導電層が水素化されたアモルファス
シリコン層上に堆積される。次に、窒化シリコンの絶縁
層が酸化錫インジウム上に覆われる。その絶縁層が酸化
錫インジウム層までのトレンチを開くべくパターン化さ
れる。そしてアルミニウムが露出した頂部表面上に堆積
される。そのアルミニウムが頂部電極接触、バイアス
（vias）、及び接触パッド或いは薄膜パストランジスタ
へ電流信号を印加するリードを形成するためにパターン
化される。もちろん、上述した製作処理の多くの変形が
可能である。半導体処理の技術分野で訓練されたものに
とって自明であるような変形は、基本的発明を変えな
い。
に製作されうる。まず、クロム／モリブデン金属層がス
パッタリングによって基板上に堆積される。そして、ク
ロム／モリブデン金属層が低部電極対（図３の電極３０
４及び３０６に対応する）を形成すべくパターン化され
る。次に、ドーピングされた微結晶シリコンの横方向抵
抗性薄膜（抵抗層３０８に対応する）が基板及び低部電
極にわたり均等に堆積される。ドーピングされない、約
３００ｎｍの厚みの水素化されたアモルファスシリコン
層と、薄いｐ型アモルファスシリコン接触層がプラズマ
成長を用いて抵抗薄膜上に覆われる。酸化錫インジウム
（ＩＴＯ）の透明な導電層が水素化されたアモルファス
シリコン層上に堆積される。次に、窒化シリコンの絶縁
層が酸化錫インジウム上に覆われる。その絶縁層が酸化
錫インジウム層までのトレンチを開くべくパターン化さ
れる。そしてアルミニウムが露出した頂部表面上に堆積
される。そのアルミニウムが頂部電極接触、バイアス
（vias）、及び接触パッド或いは薄膜パストランジスタ
へ電流信号を印加するリードを形成するためにパターン
化される。もちろん、上述した製作処理の多くの変形が
可能である。半導体処理の技術分野で訓練されたものに
とって自明であるような変形は、基本的発明を変えな
い。
【００１３】上述から、本発明の原理の多くの変更及び
変形は、当業者にとって自明であろう。特に、センサ素
子の形状及び構成は、特定のアプリケーションに適合す
べく変えられうる。従って、本発明の範囲は、添付した
特許請求の範囲によって規定される。
変形は、当業者にとって自明であろう。特に、センサ素
子の形状及び構成は、特定のアプリケーションに適合す
べく変えられうる。従って、本発明の範囲は、添付した
特許請求の範囲によって規定される。
【００１４】
【発明の効果】本発明の装置は、イメージをセンシング
する装置であって、複数の第１のセンサ素子を備え、第
１のセンサ素子のそれぞれは、その境界内に位置してい
る入射放射強度分布の空間的変化にセンシティブであ
り、第１のセンサ素子は、イメージの近似を表わす信号
出力を有するアレーに間隔を置いて配置され、信号出力
は、アレーの前記第１のセンサの中心−中心間距離より
も優れた解像度でイメージの部分を少なくとも測定する
ために用いることができるので、超鋭敏センシングを実
行することができる。また、本発明の方法は、センサ素
子のアレーに投射したイメージを近似する方法であっ
て、（ａ）第１のセンサ素子にふりかかる放射強度分布
の空間的変化に対するパラメトリックモデルを形成し、
（ｂ）第１のセンサ素子のそれぞれにふりかかる放射強
度分布の空間的変化に応じて第１のセンサ素子のアレー
から信号を出力し、（ｃ）出力信号から第１のセンサ素
子のそれぞれに対するモデルのパラメータを決定し、
（ｄ）アレーへの放射の強度分布を、第１のセンサ素子
内で、近似すべくステップ（ａ）のパラメトリックモデ
ル及びステップ（ｃ）で得られたパラメータを使用する
段階を具備するので、超鋭敏センシングを実行すること
ができる。
する装置であって、複数の第１のセンサ素子を備え、第
１のセンサ素子のそれぞれは、その境界内に位置してい
る入射放射強度分布の空間的変化にセンシティブであ
り、第１のセンサ素子は、イメージの近似を表わす信号
出力を有するアレーに間隔を置いて配置され、信号出力
は、アレーの前記第１のセンサの中心−中心間距離より
も優れた解像度でイメージの部分を少なくとも測定する
ために用いることができるので、超鋭敏センシングを実
行することができる。また、本発明の方法は、センサ素
子のアレーに投射したイメージを近似する方法であっ
て、（ａ）第１のセンサ素子にふりかかる放射強度分布
の空間的変化に対するパラメトリックモデルを形成し、
（ｂ）第１のセンサ素子のそれぞれにふりかかる放射強
度分布の空間的変化に応じて第１のセンサ素子のアレー
から信号を出力し、（ｃ）出力信号から第１のセンサ素
子のそれぞれに対するモデルのパラメータを決定し、
（ｄ）アレーへの放射の強度分布を、第１のセンサ素子
内で、近似すべくステップ（ａ）のパラメトリックモデ
ル及びステップ（ｃ）で得られたパラメータを使用する
段階を具備するので、超鋭敏センシングを実行すること
ができる。
【図１】従来技術のイメージングアレーの４素子対５素
子部分の略図である。
子部分の略図である。
【図２】従来技術の位置感知検出器の簡易図である。
【図３】画素内の光分布情報を抽出するのに適するセン
サの図である。
サの図である。
【図４】エッジ情報を抽出するために位置検知検出器を
用いる方法の説明図である。
用いる方法の説明図である。
【図５】本発明の原理によるイメージングアレーの２素
子対３素子部分の略図である。
子対３素子部分の略図である。
【図６】本発明の原理による強度分布感知画素のアレー
を用いて得られた強度情報を示す図である。
を用いて得られた強度情報を示す図である。
３００ センサ ３０１ 基板 ３０４、３０６ 低部電極 ３０８ 微結晶抵抗層 ３１０ 垂直ｐｉｎダイオード ３１２ 抵抗層 ３１３ 透明絶縁層 ３１４、３１６ 頂部電極 Ｉ1 〜Ｉ4 電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド ケイ ビーゲルセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94028 ポートラ ヴァリー ミモザ ウ ェイ 200
Claims (2)
- 【請求項１】 イメージをセンシングする装置であっ
て、複数の第１のセンサ素子を備え、該第１のセンサ素
子のそれぞれは、その境界内に位置している入射放射強
度分布の空間的変化にセンシティブであり、前記第１の
センサ素子は、前記イメージの近似を表わす信号出力を
有するアレーに間隔を置いて配置され、前記信号出力
は、前記アレーの前記第１のセンサの中心−中心間距離
よりも優れた解像度で前記イメージの部分を少なくとも
測定するために用いることができることを特徴とする装
置。 - 【請求項２】 センサ素子のアレーに投射したイメージ
を近似する方法であって、 （ａ）第１のセンサ素子にふりかかる放射強度分布の空
間的変化に対するパラメトリックモデルを形成し、 （ｂ）前記第１のセンサ素子のそれぞれにふりかかる放
射強度分布の空間的変化に応じて該第１のセンサ素子の
アレーから信号を出力し、 （ｃ）前記出力信号から前記第１のセンサ素子のそれぞ
れに対する前記モデルのパラメータを決定し、 （ｄ）前記アレーへの放射の強度分布を、第１のセンサ
素子内で、近似すべく前記ステップ（ａ）のパラメトリ
ックモデル及び前記ステップ（ｃ）で得られた前記パラ
メータを使用する段階を具備することを特徴とする方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15204493A | 1993-11-12 | 1993-11-12 | |
| US08/152044 | 1993-11-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193678A true JPH07193678A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3881039B2 JP3881039B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=22541310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27197994A Expired - Lifetime JP3881039B2 (ja) | 1993-11-12 | 1994-11-07 | 超鋭敏センサアレー |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5541652A (ja) |
| JP (1) | JP3881039B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105538396A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-05-04 | 上海和鹰机电科技股份有限公司 | 裁剪机的材料捡拾区校准系统、捡拾系统及其校准方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5790699A (en) * | 1995-10-27 | 1998-08-04 | Xerox Corporation | Macrodetector based image conversion system |
| US5754690A (en) * | 1995-10-27 | 1998-05-19 | Xerox Corporation | Position sensitive detector based image conversion system capable of preserving subpixel information |
| FR2763122B1 (fr) * | 1997-05-09 | 1999-07-16 | Vishay Sa | Dispositif de mesure de position et de deplacement sans contact |
| US6704462B1 (en) * | 2000-07-31 | 2004-03-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Scaling control for image scanners |
| US7202859B1 (en) | 2002-08-09 | 2007-04-10 | Synaptics, Inc. | Capacitive sensing pattern |
| US6828559B2 (en) * | 2002-11-14 | 2004-12-07 | Delphi Technologies, Inc | Sensor having a plurality of active areas |
| US7129935B2 (en) * | 2003-06-02 | 2006-10-31 | Synaptics Incorporated | Sensor patterns for a capacitive sensing apparatus |
| WO2016073958A2 (en) | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Lamina Systems, Inc. | Hyperacuity system and methods for real time and analog detection and kinematic state tracking |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6199369A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
| GB2170373B (en) * | 1984-12-28 | 1989-03-15 | Canon Kk | Image processing apparatus |
| JPS61203785A (ja) * | 1985-03-07 | 1986-09-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | ２値画像デ−タの平滑化処理方法及びその装置 |
| US4765732A (en) * | 1987-03-20 | 1988-08-23 | The Regents Of The University Of California | Hyperacuity testing instrument for evaluating visual function |
| KR930002906B1 (ko) * | 1989-12-23 | 1993-04-15 | 삼성전자 주식회사 | 윤곽 보정회로 |
| US5204910A (en) * | 1991-05-24 | 1993-04-20 | Motorola, Inc. | Method for detection of defects lacking distinct edges |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP27197994A patent/JP3881039B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-04-21 US US08/426,439 patent/US5541652A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105538396A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-05-04 | 上海和鹰机电科技股份有限公司 | 裁剪机的材料捡拾区校准系统、捡拾系统及其校准方法 |
| CN105538396B (zh) * | 2015-12-30 | 2018-01-05 | 长园和鹰智能科技有限公司 | 裁剪机的材料捡拾区校准系统、捡拾系统及其校准方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5541652A (en) | 1996-07-30 |
| JP3881039B2 (ja) | 2007-02-14 |
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