JPH0682305A - 2次元検出器 - Google Patents
2次元検出器Info
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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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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/156—CCD or CID colour image sensors
-
- 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
- H04N25/48—Increasing resolution by shifting the sensor relative to the scene
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- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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)
- 【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。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4231947A JPH0682305A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 2次元検出器 |
GB9317295A GB2270230A (en) | 1992-08-31 | 1993-08-19 | Two dimensional image detector |
DE4327944A DE4327944A1 (de) | 1992-08-31 | 1993-08-19 | Zweidimensionaler Bilddetektor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4231947A JPH0682305A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 2次元検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0682305A true JPH0682305A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16931562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4231947A Pending JPH0682305A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 2次元検出器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0682305A (ja) |
DE (1) | DE4327944A1 (ja) |
GB (1) | GB2270230A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002082174A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | X線撮影装置 |
JP2006317249A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Shimadzu Corp | X線撮影装置 |
CN102238323A (zh) * | 2010-04-30 | 2011-11-09 | 本田技研工业株式会社 | 摄像装置、摄像方法及摄像程序 |
KR20150013795A (ko) * | 2012-05-13 | 2015-02-05 | 엘비트 시스템즈 일렉트로-옵틱스 엘롭 리미티드 | 증가된 이미지 해상도를 갖는 적외선 검출기 |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100263425B1 (ko) * | 1996-07-22 | 2000-08-01 | 가시오 가즈오 | 고정밀도의 촬상장치 |
US6400402B1 (en) * | 1996-07-22 | 2002-06-04 | Casio Computer Co., Ltd. | Highly precise image pickup apparatus with apertures offset from a lenter |
DE19813558C2 (de) * | 1998-03-27 | 2000-10-26 | Inst Physikalische Hochtech Ev | Anordnung zur Ortsauflösungserhöhung von Strahlungsdetektoren |
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DE10038528A1 (de) * | 2000-08-08 | 2002-02-21 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Erhöhung der spektralen und räumlichen Detektorauflösung |
US6947133B2 (en) | 2000-08-08 | 2005-09-20 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Method for increasing the spectral and spatial resolution of detectors |
EP1198119A3 (en) * | 2000-10-11 | 2004-05-26 | Charles E. Parsons | Improved resolution for an electric image sensor array |
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