JPS5877255A - イメ−ジ・スキヤナ - Google Patents

イメ−ジ・スキヤナ

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JPS5877255A
JPS5877255A JP57135817A JP13581782A JPS5877255A JP S5877255 A JPS5877255 A JP S5877255A JP 57135817 A JP57135817 A JP 57135817A JP 13581782 A JP13581782 A JP 13581782A JP S5877255 A JPS5877255 A JP S5877255A
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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】 発明の背景 文書又は他の物体からイメージ・データを電子的に捕捉
するものとして、ソリッド・ステート・リニア走査アレ
イが知られている。元来、リニア・アレイは、イメージ
領域を構成するライン・イメージを前進的に露出させる
ため、イメージ源に関して相対的移動を必要とする。現
在のソリッド・ステート・リニア・アレイは、アレイの
個々のセルで点ごとに、対応する個々の感知装置に露出
された光に比例した電荷を発生することによって動作す
る。イメージを処理することのできる速度は、感知装置
に内在する光の感度反び利用できる光源の強さによって
制限される。
そのようなス=ヤナの感度を増大させる1つの既知の手
法は、時間遅延集積(TD I )法として知られてい
る。この方法は、米国特許第5833762号に説明さ
れている。TDIアレイは一連のリニア・プレイであっ
て、その電荷発生セルは、イメ−ジの相対移動の方向で
カップルされ、進行方向の同一のライン・イメージがリ
ニア・アレイの次のものへ露出されるようになっている
。アレイのカップリングによって、各アレイのセルによ
って発生された電荷は、一連のアレイに沿ったライン・
イメージの進行と時間的関係に立って、徒続するセルへ
転送されることができる。この構成によって、所与のラ
イン・イメージは、感知装置に対して長い全体的露光時
間を効果的に有する。実際、ライン・イメージが露光さ
れる一連のセルの数を単に増加させることによって、所
望のままに露光時間を増大させることができる。
そのようなTDIプレイを動作させるに当って、電荷の
発生及び転送を正しい時間に生じさせるため、成る種の
制御信号をセルへ印加せねばならない。これらの信号は
、走査プレイに関するライン・イメージの進行速度に関
連する速度で印加されねばならない。通常、これらの信
号を印加するための導体は、ボリン・リコンのような半
透明導電材を使用することによって、“ソリッド・ステ
ート装置の1部分を形成している。材質の透明性は、制
御部材が下方に設けられた感光表面による受光を妨害し
ないようにするため必要となる。制御信号が印加される
速度及び正確性は、ポリシリコンの相対的低電導率によ
って制限される。この低電導率は、信号が導通されねば
ならない長い距離のために、TDIプレイで特に顕著と
なる。制御信号の印加速度は、アレイに対するライン・
イメージの許容速度を直接に制限する。制御信号の正確
性が特に重要なのは、電荷転送中のエラーが累積された
エラーを生じるからである。累積エラーは、前進的に捕
捉されつつあるイメージを、完全に破壊してしまわない
にしても、その質を低下させる。
本発明の要約 本発明は、TDI走査プレイの長さ方向を横切って制御
信号を印加するために、比較的不透明の金属導体を使用
し、かつ光との干渉、を最少にしかつプレイを通じてそ
のような干渉を均一にするため、上記金部導体がプレイ
を横断するように配置  。
する。
プレイを物理的にできるだけ小さくシ、かつ金属制御線
と感知装置の導電領域との間で信頼性ある導通路を形成
するため、アレイの比較的短い集積次元の方向へ感光領
域を細長クシ、従って感知領域な正方形にしない方がよ
い。通常、文書又は他のイメージ源からの正方形画素を
感知するのが望ましいから、本発明は、正方形画素を歪
められた感知領域に等しい引き延ばされた形へ歪めるア
ナモルフィック・レンズを使用する。それによって、歪
められた感知領域によって受取られた光は、実際に正方
形画素からの光を表わす。このようにして集められた光
は、対称レンズを通して結像される正方形画素感知領域
から得られたものに等しくなる。
実施例の説明 第1図はイメージ・スキャナ10を示す。イメージ・ス
キャナ10は、文書12を光源13反びレンズ14を通
して移動させる文書送り11を含む。TDIアレイ15
け、文書の横断領域17の放射像(矢印16によって表
わされる)をレンズ14から掩取る。文書12が矢印1
8の方向へ移動するにつれて、領域17の像はTDIア
レイ15の表面を矢印16の方向へ横切る。後に詳細に
説明するように、TDIアレイ15は、文書12の光像
の電子アナログ像ケラインごとに発生する。
この電子像は線19によって処理回路20へ転送され、
各種の既知の手法によって利用される。例えば、処理回
路20は、遠隔地点へ転送されるファクシミリ像を作る
ために使用されたり、認識される文字形又は他めパター
ン像を与えるために使用される。
スキャナ10は、文書12が文書送りによって移動させ
られるように示すが、本発明は、矢印16によって表わ
される像がレンズ又は他の光学装置の移動によって発生
されるシステムへも等しく適用することができる。更に
、アレイ15は、それ自体が、例えば弓形監視窓を通し
て回転する機密保護監視カメラにおけるような静止場面
に関して移動することができる。
第2図は第1図に示されるTDIアレイの拡大された横
断立面図を示す。12図は、第1図の矢印18の方向を
横断する領域17にあるラインの単一の画素に応答して
電荷ヶ前進的に収集すやアレイ15の領域を示す。アレ
イ15は、光に応答して電子を解放することのできるシ
リコン・ウェーハ21を含む。ウエーノ・21の受光表
面22に隣接するとともにそれから絶縁されて、一連の
電荷収集電極23.24.25.26.27.28.2
9が置かれている。これら電極の1つへ正の電圧が印加
されると、光の入射によりウエーノ・21の中で解放さ
れた電子が電極領域に集積される。これらの電子は、そ
の領域の入射光に比例して隣接した電極により収集され
る。電荷転送電極30.31.32.33.34.65
.56は電荷収集電極の間に配置され、電荷収集電極よ
りも幾分遠く、ウェーハ21から離されている。電圧が
電荷収集電極(例えば23)から除去された時点で1.
正の電圧が電荷転送電極(例えば31)へ印加されると
、電荷収集’l桶23の下に集積された電荷はウェーハ
21を通って横方向に転送型@31の下の位置ヘシフト
される。第2図に示されるように、転送電極31はより
緊密なスペースを有する電荷収集電極24へ電気的に接
続されている、電荷収集111j極24は、電荷31よ
りも強い電位をウェーハ21の表面へ与える。かくて、
転送電極31によって収集電極23から移動させられた
電荷は、電荷収集電極24の下の位置へ移動し続ける。
第2図に示されるTDIアレイは、2つの位相又は交替
する動作状態(P−I7(びp−m)で動作する。隣接
した転送電極及び収集電極の対は、制御線38反び39
を介して同時的な正の電手夕与えられる。制御回路40
は、線38及び39へ交互に正電圧を与えるため、文書
送り11のための駆動モータ41と同期して動作する。
この動作は、矢印16の左方への移動と同期して、電荷
の集積をシリコン・ウニシバ21の表面に沿って左方へ
歩進せしめる。かくて、第1図の領域17から来るライ
ン・イノージ部分は′(これは電極24反び31の下で
中心な有するウエーノ・21の電荷・収集場所42を露
光する)、線3Bが正になる位相p−1で電荷を集積さ
せる。矢印16によって表わされる像が左方へ酌(時、
電圧はp−Iかも除去されP−■へ印加される。かくて
、電荷転送電極32が働いて、電極23によって集積さ
れた電荷を、電荷集積場所43にある電荷収集電極25
の影響の下へと横方向へ引きつける。位相P−■の門に
、収集′電極25は、今やその下に中心を有するように
移動させられた同一のライン・イメージに比例して、追
加の電荷を収集しつつある。
続いて、P−Iで、正の電極が線39から除去されf@
38へ与えられる。従って、電荷転送電極63は、電極
25のところで集積された電荷の全体を引きつけ、それ
を矢印16によって表わされるイメージの左方への進行
と同期して、電荷収集電極柄26のところへもって来る
。この過程は、これら前進ステツブを通して集積された
電荷が出力電極の下に堆積される゛まで継続する。出力
電極は、既知の態様に従って、高速シフト・レジスタ4
401つの段であることができる。シフト・レジスタ4
4は、イメージ・データの全体のラインを線19へ与え
る。次いでそのラインは処理回路20へ与えられる。
上記の説明から、線38反び39を介してどの程度迅速
に電極へ電圧を印加しかつ電極から電圧を除去できるか
が、成功裡に追跡されるイメージ(矢印16で表わされ
る)の最太速1¥を決定することが分る。電極(例えば
23及び61など)はポリシリコンから構成され、従っ
て導電性であるとともに半透明である。これらの電極は
、第2図の断面図を横方向へ、走査アレイの長さ方向へ
配列されている。これら電極への接続は、通常、いずれ
か又は双方の端部からなされ、これは、アレイ15の長
さの少なくとも半分にわたって、電圧□が比較的貧弱な
導体を通して与えられることを必要とする。ポリシリコ
ン電極を厚くするか又は広くすることによって、その導
電率を増加させることは、成る点を越えると非生産的と
なる。厚くすることは透明1里ケ減少させ、従って装置
の感度を低下させる。表面領埒を広くすると、ライン・
キャパシタンスを増加させる。これは正確なサイクリン
グ速度の許容限界を低下させる。動作速度及び感度の増
大を妨げるこれらの問題点は、W、5図に示されるよう
に、曲った金属導体457々、q46を設けることによ
って克服される。
第3図はTDIアレイ15の−E部表面を示す。
矢印16で表わされるイメージはこの表面を横切って移
動する。表面の詳細は第3図の拡大図によって最も良(
見ることができる。既知の技法に従って、ウェーハ21
は酸化障壁47によって複数のチャネル48へ分割され
る。障壁47は電荷の側方への移動υ1を制限し、よっ
て、光によって解放された電子が収集される画素又は電
荷集積場p9T42の1つの大きさを限定する。チャネ
ルは、第2図に示されるような電極23.31.24.
32 などによって横断されている。非常に導電率の高
いかつ比較的に不透明の導体45.46が電極液びチャ
ネルを斜めに横切っている。これらの導体は、領域49
において、例えば電荷収集電極27反び電荷転送電極3
4のような隣接した型棒対へ接続される。導体45の全
てはP−Iを制御する線3日へ接続され、導体46の全
てはp−n’4制御する線39へ接続される。第3図か
ら、ポリシリコン電極の長さに沿って導電させるのに必
要な距離は、実質的に同じ位相の導体(例えば45)の
間の距離の半分へ減少されることが分る。更に、導体4
5及び46は、光に対するウェーハ21の受光、表面2
2の自由アクセスを妨げるが、この妨害はチャネル48
を横切って均一に分布しているので、装置の長さ方向に
沿って、イメージの局部的欠損又は質の低下を生じるこ
とはない。
信頼性のある必要な電気接続を達成するため、金属導体
(例えば46)と1対のポリシリコン電極(1例えば3
1及び24)との間に最小の接触領域を形成することが
必要である。製造過程を単純化するため、シリコン・ウ
ェーハ21の最大の長さをできるだけ小さくすることが
望ましい。スキャ゛す・アレイの長さを増加させないで
接続を達成するための追加的表面領域を得るため、集積
方向で(即ち、算3図に対して垂直に)ウエーノ・21
の大きさを拡張することが望ましい。これは、第3図の
垂直方向で大きい制御電極31.24.32.25など
を選択して、電荷収集場所42の垂直方向の大きさを、
チャネル48の幅に関して長くすることによって達成さ
れる。42及び43の如き典型的な電荷収集場所は、そ
れぞれ第3図の太゛い破線及び鎖線によって示される。
かくて、電荷収集場所42は、第3図においてチャネル
48の中で電極24反び31に中心を有する領域として
表わされる。この領域は、正の電圧が導体46へ印加さ
れて、位f1p−iの間に、電極24反び31が実効化
されたときに生じる。同様の電荷収集場所が、チャネル
48の各々において、電荷24枚び31、反び他のP−
I制御電極26反び28などの周囲に同時に形成される
。同様に、位相P−■の間に、電荷収集場所43が第3
図の下方へ約  ・その長さの半分だけ移動して、電極
25及び!+3に中心を有する鎖線部分の領域にな之。
これまでの説明から、感光領域は集積方向で顕著に引き
延ばされることが分る。しかし、前述したように、多く
の電子像処理システムでは、対称形又は正方形の文字の
像を収集することが望まれる。このような結果は、本発
明によれば、第4図に示されるようなアナモルフィック
・レンズ50の使用によって達成される。アナモルフィ
ック・7、。、 *、5osよ9,1つ。。つアカ、′
な光学縮小を達成するために、例えば映画撮影の分野で
使用される既知の光学技術を用いて設計される。それに
よって、本発明においては、文書12から得られた本質
的に正方形の領域51が、TDIアレイ15の表面上へ
引き延ばされた領域52として投影される。か(て、4
3のような引き延ばされた場所によって集積された電荷
は、本質的に元の文書の正方形領域51から反射した光
に比例したものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従って構成されたTDIイメージ感知
プレイを有する文書スキャナの斜視図を示し、第2図は
第1図に示されたTDI感知アレイを線M−nに沿って
切断した場合の断面図を示し、第3図は第1図に示され
るTDIアレイを線m−mに沿って切断した場合の断面
図を示すとともに折り曲げられて載置された電気導体の
拡大図を含み、第4図はアナモルフィック・レンズを禾
発明に使用1.た場合の動作を簡単な形で示した説明的
斜視図である。 10・・・・イメージ・スキャナ、11・・・・文書送
り、12・・・・文書、13・・・・光源、14・・・
・レンズ、15・・・・時間遅延集積(TDI)アレイ
、17・・・・横断領域、20・・・・処理回路、21
・・・・シリコン・ウェーハ、22・・・・受光表面、
23.24.25.26.27.28.29・・・・電
荷収集電極、31.32.3!l、34.35,36.
37・・・・電荷転送電極、40・・・・制御回路、4
1・・・・1.に動モータ、42.43・・・・電荷′
収集場所、44・・・・シフト・レジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放射像パターンな電子像へ変換するイビージ・スキャナ
    であって、複数の連続した感光電荷保持領域及び放射像
    受取表面を有する時間遅延集積アレイと、上記感光電荷
    保持領域の連続方向に沿って上記プレイと放射像パター
    ンを相対的に移動させる手段と、上記放射像パターンを
    表わす電流粉伝導するため上記プレイの放射像受取表面
    に隣接してかつ」−艶感光電荷保持領域の連続方向に対
    して実質的に90°の角度で配列された複数の制御電極
    と、−h記アレイと放射像パターンの41対的移動に同
    期して上記制御電極の選択されたものへ制御電圧を印加
    するための制御手段と、−F記制イ!11電極を上記制
    御手段へ接続するため上5i1感光電荷保持領域と上記
    制御電極とを斜め方向に横切るように配列された複数の
    電気導体とを具備するイメージスキャナ。
JP57135817A 1981-10-22 1982-08-05 イメ−ジ・スキヤナ Granted JPS5877255A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/313,882 US4375652A (en) 1981-10-22 1981-10-22 High-speed time delay and integration solid state scanner
US313882 1981-10-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5877255A true JPS5877255A (ja) 1983-05-10
JPS6226188B2 JPS6226188B2 (ja) 1987-06-08

Family

ID=23217571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57135817A Granted JPS5877255A (ja) 1981-10-22 1982-08-05 イメ−ジ・スキヤナ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4375652A (ja)
EP (1) EP0077874B1 (ja)
JP (1) JPS5877255A (ja)
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