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JP7370302B2 - Imaging device - Google Patents
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JP7370302B2 - Imaging device - Google Patents

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JP7370302B2 JP2020107601A JP2020107601A JP7370302B2 JP 7370302 B2 JP7370302 B2 JP 7370302B2 JP 2020107601 A JP2020107601 A JP 2020107601A JP 2020107601 A JP2020107601 A JP 2020107601A JP 7370302 B2 JP7370302 B2 JP 7370302B2
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Description

本開示は、撮像装置に関する。本開示は特に、リモートセンシング等の分野で用いるのに適したイメージセンサを備える撮像装置に関する。 The present disclosure relates to an imaging device. The present disclosure particularly relates to an imaging device including an image sensor suitable for use in fields such as remote sensing.

人工衛星等の飛翔体に搭載されて上空から地表面を撮像することを目的としたTDI(Time Delay Integration)-CCD方式のイメージセンサが開発されている。
また、複数の上記のイメージセンサを、その各々の水平転送の方向がCT(Cross Track)方向に一致し、垂直転送の方向をAT(Along Track)方向に一致するように配置した撮像装置も知られている。
A TDI (Time Delay Integration)-CCD type image sensor has been developed that is mounted on a flying object such as an artificial satellite and is intended to image the earth's surface from above.
Furthermore, an imaging device is known in which a plurality of the above image sensors are arranged so that the horizontal transfer direction of each image sensor corresponds to the CT (Cross Track) direction and the vertical transfer direction of each image sensor corresponds to the AT (Along Track) direction. It is being

そのような撮像装置をCT方向に傾けて斜め下方を撮像を行う場合、各画素の受光方向の傾き角が大きいほど、当該画素で撮像される範囲(受光範囲乃至撮像範囲)が大きく、画像の鮮鋭度が劣化すると言う問題がある。
特許文献1には、出力周期をイメージセンサ毎に別個に設定可能とし、受光範囲が広いほど(即ち、CT方向の、より外側に位置しているイメージセンサほど)出力周期を長くすることが提案されている。
When such an imaging device is tilted in the CT direction to capture an image diagonally downward, the larger the tilt angle of the light receiving direction of each pixel, the larger the range imaged by that pixel (light receiving range or imaging range), and the larger the image capturing range. There is a problem that the sharpness deteriorates.
Patent Document 1 proposes that the output period can be set separately for each image sensor, and that the wider the light receiving range (that is, the farther the image sensor is located in the CT direction), the longer the output period. has been done.

特開2011-024167公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-024167

しかしながら、特許文献1に示した撮像装置では、同じイメージセンサ内で、CT方向のある位置の画素については鮮鋭度を高くすることができても、他の位置にある画素については鮮鋭度の高い画像が得られない場合があると言う問題がある。 However, in the imaging device shown in Patent Document 1, even if it is possible to increase the sharpness of pixels at a certain position in the CT direction within the same image sensor, the sharpness of pixels at other positions is high. There is a problem in that images may not be obtained.

本開示の目的は以上の問題点を解決し、イメージセンサ内のCT方向における位置によらず、すべての画素について鮮鋭な画像を得ることができる撮像装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to solve the above problems and provide an imaging device that can obtain sharp images for all pixels regardless of their position in the CT direction within an image sensor.

本開示による撮像装置は、
複数のTDI方式のイメージセンサを備え、地表面に対してAT方向に移動しながら撮像を行なう撮像装置であって、
前記複数のイメージセンサは、前記撮像装置の焦点面上において、CT方向の互いに異なる位置に配置され、
前記イメージセンサの各々は、複数の画素列を成すように配置された複数の画素を含み、各画素で光電変換により電荷を発生し、発生された電荷を前記移動の速度に合わせて垂直転送することで時間遅延積分する転送電極を備えた画素アレイと、時間遅延積分された電荷を水平転送する水平転送部と有し、
前記焦点面上の前記AT方向に延びた基準線からより遠くに配置されたイメージセンサほど前記画素のサイズが小さく、
前記撮像装置が、地表面のうちの、直下方向よりも前記CT方向の一方に離れた部分を撮像する状態にあり、前記撮像装置のポインティング角が予め定められた値よりも大きいとき、
前記複数のイメージセンサのうちの、前記基準線に対し、前記撮像されている部分が位置する側に対応する側に位置し、かつ前記基準線から離れた位置に配置されているイメージセンサにおいて、前記基準線からより遠くに位置する画素ほど当該画素で発生された電荷に対する前記時間遅延積分の段数が多くなるように制御される。
An imaging device according to the present disclosure includes:
An imaging device that includes a plurality of TDI image sensors and captures images while moving in an AT direction with respect to the ground surface,
The plurality of image sensors are arranged at mutually different positions in the CT direction on the focal plane of the imaging device,
Each of the image sensors includes a plurality of pixels arranged in a plurality of pixel columns, each pixel generates a charge by photoelectric conversion, and the generated charge is vertically transferred in accordance with the speed of the movement. The pixel array includes a transfer electrode that performs time-delay integration, and a horizontal transfer section that horizontally transfers the time-delay integrated charges.
The farther the image sensor is placed from the reference line extending in the AT direction on the focal plane, the smaller the size of the pixel,
When the imaging device is in a state of imaging a part of the ground surface that is farther away in one of the CT directions than the direction directly below, and the pointing angle of the imaging device is larger than a predetermined value;
Of the plurality of image sensors, the image sensor is located on a side corresponding to the side where the imaged portion is located with respect to the reference line, and is arranged at a position away from the reference line, Control is performed such that the farther a pixel is located from the reference line, the greater the number of stages of the time delay integration for the charge generated at the pixel.

本開示によれば、イメージセンサ内のCT方向における位置によらず、すべての画素について鮮鋭な画像を得ることができる。 According to the present disclosure, a sharp image can be obtained for all pixels regardless of the position in the CT direction within the image sensor.

実施の形態1に係る撮像装置を、地上局とともに示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing an imaging device according to a first embodiment together with a ground station; FIG. 図1の焦点面検出器の構成例を示す配置図である。FIG. 2 is a layout diagram showing an example of the configuration of the focal plane detector in FIG. 1; 図2に示される複数のイメージセンサの各々の構成例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of each of a plurality of image sensors shown in FIG. 2. FIG. (a)及び(b)は、図1及び図2に示した撮像装置が地表面の撮像を行なう場合の、画素の受光方向と、当該画素により撮像される地表面上の範囲(撮像範囲)との関係を示す図である。(a) and (b) show the light receiving direction of a pixel and the range on the ground surface imaged by the pixel (imaging range) when the imaging device shown in FIGS. 1 and 2 images the ground surface. FIG. (a)は、図1及び図2に示した撮像装置が直下方向を撮像する様子を示す概略図であり、(b)は、図5(a)の状態における、イメージセンサと、地表面上の撮像範囲との対応関係の概略を示す図である。(a) is a schematic diagram showing how the imaging device shown in FIGS. 1 and 2 images directly below, and (b) is a schematic diagram showing the image sensor and the ground surface in the state of FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing the correspondence relationship between the image capturing range and the imaging range. (a)は、図1及び図2に示した撮像装置が斜め下方を撮像する様子を示す概略図であり、(b)は、図6(a)の状態における、イメージセンサと、地表面上の撮像範囲との対応関係の概略を示す図である。(a) is a schematic diagram showing how the imaging device shown in FIGS. 1 and 2 images diagonally downward, and (b) is a schematic diagram showing the image sensor and the ground surface in the state of FIG. 6(a). FIG. 2 is a diagram schematically showing the correspondence relationship between the image capturing range and the imaging range. 撮像装置が直下方向を撮像しているときの、中央に位置するイメージセンサの、それぞれ異なる位置の画素と、対応する撮像範囲との関係を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between pixels at different positions of the image sensor located at the center and the corresponding imaging range when the imaging device is imaging in the direction directly below. 撮像装置が左斜め下方を撮像しているときの、左端に位置するイメージセンサの、それぞれ異なる位置の画素と、対応する撮像範囲との関係を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between pixels at different positions of the image sensor located at the left end and the corresponding imaging range when the imaging device is imaging diagonally downward to the left. (a)~(c)は、イメージセンサの画素サイズを示す図である。(a) to (c) are diagrams showing pixel sizes of an image sensor. 図2の左側に位置するイメージセンサの一例における画素アレイ、垂直転送部、及びTDI段数設定回路を示す図である。3 is a diagram showing a pixel array, a vertical transfer section, and a TDI stage number setting circuit in an example of the image sensor located on the left side of FIG. 2. FIG. 図10のTDI段数設定回路の構成例を示す図である。11 is a diagram showing a configuration example of the TDI stage number setting circuit of FIG. 10. FIG. 図2の右側に位置するイメージセンサの一例におけるの画素アレイ、垂直転送部、及びTDI段数設定回路を示す図である。3 is a diagram showing a pixel array, a vertical transfer section, and a TDI stage number setting circuit in an example of the image sensor located on the right side of FIG. 2. FIG. 図12のTDI段数設定回路の構成例を示す図である。13 is a diagram showing a configuration example of the TDI stage number setting circuit of FIG. 12. FIG. 図2の左側に位置するイメージセンサの他の例における画素アレイ、垂直転送部、及びTDI段数設定回路を示す図である。3 is a diagram showing a pixel array, a vertical transfer section, and a TDI stage number setting circuit in another example of the image sensor located on the left side of FIG. 2. FIG. 図2の右側に位置するイメージセンサの他の例における画素アレイ、垂直転送部、及びTDI段数設定回路を示す図である。3 is a diagram showing a pixel array, a vertical transfer section, and a TDI stage number setting circuit in another example of the image sensor located on the right side of FIG. 2. FIG. (a)及び(b)は、撮像装置のイメージセンサにおいて、水平方向の積分を行なわない場合の、水平転送及び読み出しの処理のために用いられる信号を示す波形図であり、(c)及び(d)は、撮像装置のイメージセンサにおいて、水平方向の積分を、積分段数を変えながら行う場合の、水平転送及び読み出しの処理のために用いられる信号を示す波形図である。(a) and (b) are waveform diagrams showing signals used for horizontal transfer and readout processing when horizontal integration is not performed in the image sensor of the imaging device; d) is a waveform diagram showing signals used for horizontal transfer and readout processing when horizontal integration is performed while changing the number of integration stages in an image sensor of an imaging device. (a)及び(b)は、撮像装置のイメージセンサにおいて、水平方向の積分を、積分段数を一定に維持しながら行う場合の、水平転送及び読み出しの処理のために用いられる信号を示す波形図である。(a) and (b) are waveform diagrams showing signals used for horizontal transfer and readout processing when horizontal integration is performed while maintaining a constant number of integration stages in an image sensor of an imaging device. It is. (a)は、水平転送部の一部及び読み出し回路の概略を示す図、(b)は、水平方向の積分を行なわない場合における、水平転送部におけるポテンシャル井戸の状態の遷移と電荷の転送を示す図、(c)は、水平方向の積分を行なわない場合に、転送電極に印加される転送クロック及び読み出し回路に印加されるリセットパルスを示す波形図である。(a) is a diagram schematically showing a part of the horizontal transfer section and the readout circuit, and (b) is a diagram showing the state transition of the potential well and the charge transfer in the horizontal transfer section when horizontal integration is not performed. FIG. 2C is a waveform diagram showing the transfer clock applied to the transfer electrode and the reset pulse applied to the readout circuit when horizontal integration is not performed. (a)は、水平転送部の一部及び読み出し回路の概略を示す図、(b)は、水平方向の積分を行なう場合における、水平転送部におけるポテンシャル井戸の状態の遷移と電荷の転送を示す図、(c)は、水平方向の積分を行なう場合に、転送電極に印加される転送クロック及び読み出し回路に印加されるリセットパルスを示す波形図である。(a) is a diagram schematically showing a part of the horizontal transfer section and the readout circuit, and (b) is a diagram showing the state transition of the potential well and charge transfer in the horizontal transfer section when horizontal integration is performed. FIG. 5C is a waveform diagram showing a transfer clock applied to the transfer electrode and a reset pulse applied to the readout circuit when horizontal integration is performed. 図2に示される複数のイメージセンサの位置関係を示す図である。3 is a diagram showing the positional relationship of a plurality of image sensors shown in FIG. 2. FIG. 実施の形態2に係る撮像装置で用いられる焦点面検出器の構成例を示す配置図である。7 is a layout diagram showing a configuration example of a focal plane detector used in an imaging device according to a second embodiment. FIG. 図21に示される複数のイメージセンサの位置関係を示す図である。22 is a diagram showing the positional relationship of a plurality of image sensors shown in FIG. 21. FIG. 実施の形態3に係る撮像装置で用いられる焦点面検出器の構成例を示す配置図である。FIG. 7 is a layout diagram showing a configuration example of a focal plane detector used in an imaging device according to Embodiment 3;

実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る撮像装置を、地上局とともに示す機能ブロック図である。図1の撮像装置100は飛翔体、例えば人工衛星に搭載され、地表面を被写体として撮像を行う。
地上局200は、撮像装置100に対し、撮像装置100を遠隔操作するための各種の制御信号を送信するとともに、撮像装置100から、撮像で得られた撮像データ、及び撮像装置100の状態を示す各種の状態信号を受信する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a functional block diagram showing an imaging device according to a first embodiment together with a ground station. The imaging device 100 in FIG. 1 is mounted on a flying object, for example, an artificial satellite, and images the ground surface as a subject.
The ground station 200 transmits various control signals for remotely controlling the imaging device 100 to the imaging device 100, and also indicates the imaging data obtained by imaging and the state of the imaging device 100 from the imaging device 100. Receive various status signals.

図示の撮像装置100は、光学系110と、焦点面検出器120と、積分段数制御部130と、姿勢検知部140と、送受信処理部150と、姿勢制御部160とを備える。 The illustrated imaging device 100 includes an optical system 110, a focal plane detector 120, an integral stage number control section 130, an attitude detection section 140, a transmission/reception processing section 150, and an attitude control section 160.

焦点面検出器120は、図2に示されるように、焦点面122上に配置された複数のTDI方式のイメージセンサ1C、2L、2R、3L、及び3Rを含む。イメージセンサ1C、2L、2R、3L、及び3Rの各々は画素アレイ30を有する。
イメージセンサ1C、2L、2R、3L、及び3Rの各々は、例えば、CCDイメージセンサであっても良く、CMOSイメージセンサであっても良い。以下では各イメージセンサがCCDイメージセンサであるものとして説明する。また、以下では、イメージセンサを単に「センサ」ということがある。
As shown in FIG. 2, the focal plane detector 120 includes a plurality of TDI image sensors 1C, 2L, 2R, 3L, and 3R arranged on the focal plane 122. Each of the image sensors 1C, 2L, 2R, 3L, and 3R has a pixel array 30.
Each of the image sensors 1C, 2L, 2R, 3L, and 3R may be, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor. The following description assumes that each image sensor is a CCD image sensor. Furthermore, hereinafter, the image sensor may be simply referred to as a "sensor".

図2は、焦点面122を地表面の側から見た図であり、図2で、AT方向は下から上に向かう方向であり、CT方向は左から右へ向かう方向である。AT方向は、地表面に対する飛翔体の相対的移動方向であり、走査方向とも呼ばれる。 FIG. 2 is a diagram of the focal plane 122 viewed from the ground surface side. In FIG. 2, the AT direction is from bottom to top, and the CT direction is from left to right. The AT direction is the direction of movement of the flying object relative to the ground surface, and is also called the scanning direction.

光学系110は、入射された光を焦点面122に結像する。光学系110は、例えばレンズ、ミラー等の光学要素からなる望遠鏡を含む。 The optical system 110 focuses the incident light on a focal plane 122 . Optical system 110 includes, for example, a telescope made up of optical elements such as lenses and mirrors.

積分段数制御部130は、撮像画像の読み出しの方法、具体的には、焦点面検出器120のセンサにおけるTDI段数及び水平転送における積分段数を決定し、決定に基づく制御を行なう。
姿勢検知部140は、撮像装置100の姿勢を検知する。ここでいう姿勢は、撮像方向、即ち撮像装置100のポインティング角を意味する。
The integration stage number control unit 130 determines the method of reading out the captured image, specifically, the number of TDI stages in the sensor of the focal plane detector 120 and the number of integration stages in horizontal transfer, and performs control based on the determination.
The attitude detection unit 140 detects the attitude of the imaging device 100. The posture here means the imaging direction, that is, the pointing angle of the imaging device 100.

送受信処理部150は、地上局200から送信された姿勢制御信号を姿勢制御部160に伝える。
姿勢制御部160は、送受信処理部150で受信された姿勢制御信号と、姿勢検知部140で検知された姿勢を示す情報とに基づいて、撮像装置100の姿勢を制御する。姿勢の制御は撮像方向、即ち撮像装置100のポインティング角の制御を含む。
The transmission/reception processing unit 150 transmits the attitude control signal transmitted from the ground station 200 to the attitude control unit 160.
The attitude control unit 160 controls the attitude of the imaging device 100 based on the attitude control signal received by the transmission/reception processing unit 150 and information indicating the attitude detected by the attitude detection unit 140. The posture control includes controlling the imaging direction, that is, the pointing angle of the imaging device 100.

焦点面検出器120での撮像で得られた撮像データは、送受信処理部150により地上局200に送信される。
姿勢検知部140で検知された姿勢を示す情報も、送受信処理部150により地上局200へ送信される。
Imaging data obtained by imaging with the focal plane detector 120 is transmitted to the ground station 200 by the transmission/reception processing section 150.
Information indicating the attitude detected by the attitude detection section 140 is also transmitted to the ground station 200 by the transmission/reception processing section 150.

姿勢制御部160は、姿勢検知部140で検知された姿勢を示す情報を積分段数制御部130に伝達する。 The attitude control unit 160 transmits information indicating the attitude detected by the attitude detection unit 140 to the integration stage number control unit 130.

積分段数制御部130は、姿勢制御部160より伝達された撮像装置100の姿勢を示す情報に基づいて、焦点面検出器120を構成する複数のセンサにおけるTDI段数及び水平転送における積分段数を制御する。制御のため、積分段数制御部130は、TDI段数を指定する制御信号及び積分段数を指定する制御信号を出力する。 The integration stage number control unit 130 controls the number of TDI stages in the plurality of sensors forming the focal plane detector 120 and the number of integration stages in horizontal transfer based on information indicating the attitude of the imaging device 100 transmitted from the attitude control unit 160. . For control, the integration stage number control section 130 outputs a control signal specifying the number of TDI stages and a control signal specifying the number of integration stages.

複数のセンサのうちの1以上のセンサにおいては、水平転送における積分が、画素アレイ30内の画素の位置によって異なる段数で行われるように制御される。
また、後述のようにセンサのうちの1以上のセンサにおいては、画素アレイ30が複数の領域に分割されており、該分割領域ごとに独立に設定された段数でTDIが行われるように制御される。
In one or more of the plurality of sensors, integration in horizontal transfer is controlled to be performed in different stages depending on the position of the pixel in the pixel array 30.
Furthermore, as will be described later, in one or more of the sensors, the pixel array 30 is divided into a plurality of regions, and the TDI is controlled so that the number of stages independently set for each divided region is performed. Ru.

センサ2L、2R、3L、及び3Rの各々は、例えば、図3に示されるように、画素アレイ30のほか、複数の垂直転送部40と、水平転送部50と、読み出し回路60と、TDI段数設定回路70と、駆動信号発生回路80とを備えている。 For example, as shown in FIG. 3, each of the sensors 2L, 2R, 3L, and 3R includes a pixel array 30, a plurality of vertical transfer units 40, a horizontal transfer unit 50, a readout circuit 60, and a number of TDI stages. It includes a setting circuit 70 and a drive signal generation circuit 80.

画素アレイ30は、格子状に、従って、複数の画素列を成すように配置された複数の画素Ppを含む。 The pixel array 30 includes a plurality of pixels Pp arranged in a grid pattern, ie, in a plurality of pixel columns.

複数の垂直転送部40は、画素アレイ30の画素で発生された信号電荷を時間遅延積分して垂直方向に、かつ図面で下方に転送する。
垂直転送部40は、画素アレイ30内に構成されており、画素アレイ30の一部と見ることもできる。複数の垂直転送部40により、TDI実行部が構成されている。
The plurality of vertical transfer units 40 integrate the signal charges generated in the pixels of the pixel array 30 with a time delay and transfer the signal charges in the vertical direction and downward in the drawing.
The vertical transfer section 40 is configured within the pixel array 30 and can also be seen as a part of the pixel array 30. The plurality of vertical transfer units 40 constitute a TDI execution unit.

水平転送部50は、垂直転送部40で垂直方向に転送された信号電荷を水平方向に転送する。水平転送部50は水平CCDで構成されている。
読み出し回路60は、水平転送部50で転送された信号電荷を読み出して出力する。
The horizontal transfer unit 50 horizontally transfers the signal charges transferred in the vertical direction by the vertical transfer unit 40. The horizontal transfer section 50 is composed of a horizontal CCD.
The readout circuit 60 reads and outputs the signal charges transferred by the horizontal transfer section 50.

TDI段数設定回路70は、積分段数制御部130からの、TDI段数を指定する制御信号に基づいて、TDI段数を設定する。 The TDI stage number setting circuit 70 sets the TDI stage number based on a control signal from the integral stage number control section 130 that specifies the TDI stage number.

駆動信号発生回路80は、積分段数制御部130からの、積分段数を指定する制御信号に基づいて、水平転送クロック、及びリセットパルスを発生する。 The drive signal generation circuit 80 generates a horizontal transfer clock and a reset pulse based on a control signal from the integration stage number control section 130 that specifies the number of integration stages.

後述のように、センサ1Cは、TDI段数が固定され、水平転送における積分を行なわない。センサ1Cは、図3に示されるのと同じ構成であって、TDI段数を固定し、水平転送における積分段数を1に固定したものであっても良い。
ここで、TDI段数及び水平方向転送における積分段数に関し、「固定」とは、撮像装置100の姿勢に応じて変更されることがないという意味であり、他の要因により変更されることはあり得る。
As will be described later, the sensor 1C has a fixed number of TDI stages and does not perform integration in horizontal transfer. The sensor 1C may have the same configuration as shown in FIG. 3, with the number of TDI stages fixed and the number of integration stages in horizontal transfer fixed at one.
Here, regarding the number of TDI stages and the number of integral stages in horizontal direction transfer, "fixed" means that they do not change depending on the attitude of the imaging device 100, and may change due to other factors. .

センサ1C、2L、2R、3L、及び3Rの各々は、垂直転送の方向がAT方向に一致し(但し、向きは逆であり)、水平転送の方向がCT方向に一致するように配置されている。 Each of the sensors 1C, 2L, 2R, 3L, and 3R is arranged such that the vertical transfer direction matches the AT direction (however, the direction is opposite), and the horizontal transfer direction matches the CT direction. There is.

センサ1C、2L、2R、3L、及び3Rは、焦点面122上において、CT方向の異なる位置に配置されている。
例えば、センサ1Cは、焦点面122上の、CT方向の中央部に配置され、センサ2L及び2Rは、CT方向の中央部から少し離れた位置に配置され、センサ3L及び3Rは、CT方向の中央部からより遠くに離れた位置に配置されている。
The sensors 1C, 2L, 2R, 3L, and 3R are arranged at different positions in the CT direction on the focal plane 122.
For example, the sensor 1C is arranged at the center in the CT direction on the focal plane 122, the sensors 2L and 2R are arranged at positions slightly apart from the center in the CT direction, and the sensors 3L and 3R are arranged at the center in the CT direction. It is located further away from the center.

具体的には、センサ1Cは、その画素アレイ30の水平方向の中心が、焦点面122の基準線123上に位置するように配置され、センサ2L及び2Rは、それらの画素アレイ30の水平方向の中心から上記の基準線123までの距離が互いに等しくなるように配置され、センサ3L及び3Rは、それらの画素アレイ30の水平方向の中心から上記の基準線123までの距離が互いに等しくなるように配置されている。 Specifically, the sensor 1C is arranged such that the horizontal center of its pixel array 30 is located on the reference line 123 of the focal plane 122, and the sensors 2L and 2R are arranged so that the horizontal center of their pixel array 30 is located on the reference line 123 of the focal plane 122. The sensors 3L and 3R are arranged so that the distances from the center of the pixel array 30 to the reference line 123 are equal to each other, and the sensors 3L and 3R are arranged so that the distances from the horizontal center of their pixel array 30 to the reference line 123 are equal to each other. It is located in

基準線123は、例えば焦点面122のCT方向の中心を通り、AT方向に延在する。
従って、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rは、基準線123を含み、CT方向に垂直な面(基準面)を中心として鏡面対称に配置されていると言える。
The reference line 123 passes, for example, through the center of the focal plane 122 in the CT direction and extends in the AT direction.
Therefore, it can be said that the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are arranged mirror-symmetrically about a plane (reference plane) that includes the reference line 123 and is perpendicular to the CT direction.

図1に示した撮像装置100が地表面を撮像するとき、焦点面検出器120に搭載される複数のセンサ3L、2L、1C、2R、及び3Rの撮像データを、CT方向における画素の位置の順に連結して一連の撮像データを生成する。この連結においては、センサ3Lから出力された撮像データの次にセンサ2Lから出力された撮像データを配置し、センサ2Lから出力された撮像データの次にセンサ1Cから出力されたデータを配置し、センサ1Cから出力された撮像データの次にセンサ2Rから出力された撮像データを配置し、センサ2Rから出力された撮像データの次にセンサ3Rから出力された撮像データを配置する。即ち、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rから出力された撮像データを、センサ3L、2L、1C、2R、及び3RのCT方向における位置の順に連結する。 When the imaging device 100 shown in FIG. 1 images the ground surface, the imaging data of the plurality of sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R mounted on the focal plane detector 120 are used to determine the position of the pixel in the CT direction. A series of imaging data is generated by sequentially connecting the images. In this connection, the imaging data output from the sensor 2L is placed next to the imaging data output from the sensor 3L, the data output from the sensor 1C is placed next to the imaging data output from the sensor 2L, The image data output from the sensor 2R is placed next to the image data output from the sensor 1C, and the image data output from the sensor 3R is placed next to the image data output from the sensor 2R. That is, the imaging data output from the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are connected in the order of the positions of the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R in the CT direction.

センサ3L、2L、1C、2R、及び3RをAT方向における同じ位置に配置して、CT方向に直線に沿って配置すると、センサ相互間に隙間が生じ、該隙間では撮像データの欠落が生じる。そこで、センサ3L、2L、1C、2R、及び3RをAT方向にずらし、CT方向における端部が重なり合うように配置して、撮像データの欠落が生じないようにしている。 When the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are arranged at the same position in the AT direction and arranged along a straight line in the CT direction, gaps are created between the sensors, and imaging data is lost in the gaps. Therefore, the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are shifted in the AT direction and arranged so that their ends in the CT direction overlap to prevent missing imaging data.

そのような配置の一例が図2に示されるスタガ配置である。
図2に示される例では、センサ1C、3L、及び3RがAT方向の同じ位置にあって、CT方向に延びた直線上に配置され(整列しており)、センサ2L及び2RがAT方向の同じ位置にあって、CT方向に延びた直線上に配置され(互いに整列しており)、センサ1C、3L、及び3Rと、センサ2L及び2Rとは、AT方向の位置が異なり、CT方向には重なり合わない。
An example of such an arrangement is the staggered arrangement shown in FIG.
In the example shown in FIG. 2, sensors 1C, 3L, and 3R are located at the same position in the AT direction and are arranged (aligned) on a straight line extending in the CT direction, and sensors 2L and 2R are in the same position in the AT direction. Sensors 1C, 3L, and 3R are located at the same position and are arranged on a straight line extending in the CT direction (aligned with each other), and sensors 2L and 2R have different positions in the AT direction and are arranged in the CT direction. do not overlap.

また、センサ3L及び2L、特にそれらの画素アレイ30は、CT方向の端部が、AT方向に重なり、センサ2L及び1C、特にそれらの画素アレイ30は、CT方向の端部が、AT方向に重なり、センサ3R及び2R、特にそれらの画素アレイ30は、CT方向の端部が、AT方向に重なり、センサ2R及び1C、特にそれらの画素アレイ30は、CT方向の端部が、AT方向に重なる。
「AT方向に重なる」とは、AT方向に見たとき、一方が他方に隠されることを意味する。
Furthermore, the ends of the sensors 3L and 2L, especially their pixel array 30, in the CT direction overlap in the AT direction, and the ends of the sensors 2L and 1C, especially their pixel array 30, in the CT direction overlap in the AT direction. The sensors 3R and 2R, especially their pixel arrays 30, have their CT direction ends overlapped in the AT direction, and the sensors 2R and 1C, especially their pixel arrays 30, have their CT direction ends overlapped in the AT direction. Overlap.
"Overlapping in the AT direction" means that one is hidden by the other when viewed in the AT direction.

なお、図2に示した例では、焦点面検出器120が5個のセンサを含むが、焦点面検出器120を構成するセンサの数は5以外であっても良い。 In the example shown in FIG. 2, the focal plane detector 120 includes five sensors, but the number of sensors forming the focal plane detector 120 may be other than five.

以下、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rの画素のサイズが互いに等しい場合について、各画素により撮像される地表面上の範囲(撮像範囲)が、ポインティング角によってどのように変わるかを説明し、それによる問題を説明する。
ここで各画素のポインティング角は、撮像装置100の直下方向に対する、当該画素の受光方向の成す角を意味する。各画素の受光方向は、当該画素によって撮像される地表面上の範囲(撮像範囲)の中心の方向である。
Below, we will explain how the range on the ground surface imaged by each pixel (imaging range) changes depending on the pointing angle when the pixels of sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R have the same size. and explain the problems caused by it.
Here, the pointing angle of each pixel means the angle formed by the light receiving direction of the pixel with respect to the direction directly below the imaging device 100. The light receiving direction of each pixel is the direction of the center of the range on the ground surface (imaging range) imaged by the pixel.

図4(a)及び(b)は、図1及び図2に示した撮像装置100が地表面210の撮像を行なう場合の、特定の画素の受光方向DLと、当該画素により撮像される地表面上の範囲(撮像範囲)との関係を示す。図4(a)は撮像装置100が直下方向を撮像している状態を示し、図4(b)は撮像装置100が斜め下方を撮像している状態を示す。 4(a) and (b) show the light receiving direction DL of a specific pixel and the ground surface imaged by the pixel when the imaging device 100 shown in FIGS. 1 and 2 images the ground surface 210. The relationship with the above range (imaging range) is shown. FIG. 4(a) shows a state in which the imaging device 100 is imaging directly below, and FIG. 4(b) shows a state in which the imaging device 100 is imaging diagonally below.

図4(a)に示した状態では、センサ1Cの画素アレイ30の水平方向の中央に位置する画素の受光方向DLは、鉛直方向(直下方向)VLであり、その場合、撮像範囲G-1Cpは比較的小さい。センサ1Cの画素アレイ30の水平方向の中央に位置する画素に限らず、ポインティング角が小さい画素の撮像範囲は比較的小さい。 In the state shown in FIG. 4(a), the light receiving direction DL of the pixel located at the horizontal center of the pixel array 30 of the sensor 1C is the vertical direction (directly downward direction) VL, and in that case, the imaging range G-1Cp is relatively small. The imaging range of not only the pixel located at the horizontal center of the pixel array 30 of the sensor 1C but also the pixel with a small pointing angle is relatively small.

図4(b)に示した状態では、センサ3Lの画素アレイ30の左端(水平方向の、中央から最も遠い位置)の画素の受光方向DLは、鉛直方向(直下方向)VLに対して傾いている。図示の例では、CT方向に傾いており、直下の部分よりも、図で左に離れた位置が撮像されている。その場合、上記の画素の撮像範囲G-3Lpは、図4(a)に示される撮像範囲G-1Cpに比べて大きくなっており、撮像範囲のCT方向の寸法も、AT方向の寸法も大きくなっている。
センサ3Lの画素アレイ30の左端の画素に限らず、ポインティング角が大きい画素の撮像範囲は、比較的大きい。
In the state shown in FIG. 4B, the light receiving direction DL of the pixel at the left end (the farthest position from the center in the horizontal direction) of the pixel array 30 of the sensor 3L is tilted with respect to the vertical direction (directly below) VL. There is. In the illustrated example, the image is tilted in the CT direction, and a position farther to the left in the figure than the part directly below is imaged. In that case, the imaging range G-3Lp of the above pixel is larger than the imaging range G-1Cp shown in FIG. 4(a), and the dimensions of the imaging range in the CT direction and in the AT direction are also larger. It has become.
The imaging range of not only the leftmost pixel of the pixel array 30 of the sensor 3L but also of pixels with a large pointing angle is relatively large.

以下上記の点についてより詳しく述べる。
図5(a)及び図6(a)は、図1及び図2に示した撮像装置100が地表面210を撮像する様子を概略的に示し、図5(b)及び図6(b)は、撮像の際の、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rと、地表面210上の撮像範囲G-3L、G-2L、G-1C、G-2R、及びG-3Rとの対応関係の概略を示す。
The above points will be discussed in more detail below.
5(a) and 6(a) schematically show how the imaging device 100 shown in FIGS. 1 and 2 images the ground surface 210, and FIG. 5(b) and FIG. 6(b) , Correspondence between sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R and imaging ranges G-3L, G-2L, G-1C, G-2R, and G-3R on the ground surface 210 during imaging. The outline is shown below.

図5(b)及び図6(b)に示される例では、地表面210上の、これらの図において、より左側の部分が、図2において、より左側に位置するセンサで撮像されるものとしている。
なお、実際には、撮像光学系の構成によっては、地表面210の左側の部分が、焦点面122で左側に位置するとは限らない。ここでは、焦点面122上の「左」は、地表面210の左の部分の画像が形成される側を意味するものとする。言い換えると、焦点面122上の「左側」は、地表面210の左の部分に対応する側を意味する。
In the examples shown in FIGS. 5(b) and 6(b), it is assumed that a portion of the ground surface 210 on the left side in these figures is imaged by a sensor located further on the left side in FIG. There is.
Note that, in reality, depending on the configuration of the imaging optical system, the left side portion of the ground surface 210 is not necessarily located on the left side of the focal plane 122. Here, "left" on the focal plane 122 means the side on which the image of the left portion of the ground surface 210 is formed. In other words, "left side" on focal plane 122 means the side corresponding to the left portion of ground surface 210.

図5(b)及び図6(b)では、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rは、それらの画素アレイ30のCT方向の寸法が互いに等しく、それらの画素アレイ30のCT方向の端部が互いに重なり合っていないものとしている。 In FIGS. 5(b) and 6(b), the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R have the same dimensions in the CT direction of their pixel arrays 30, and the edges of their pixel arrays 30 in the CT direction. It is assumed that the parts do not overlap each other.

図5(a)は、撮像装置100が地表面210のうちの直下方向を撮像する様子、即ち直下の点211を中心とする部分(直下の部分)212を撮像する様子を示す。
図5(b)は、図5(a)の状態における、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rと、地表面210上の撮像範囲G-3L、G-2L、G-1C、G-2R、及びG-3Rとの対応関係の概略を示す。
図5(b)で、撮像範囲G-3L、G-2L、G-1C、G-2R、及びG-3RのCT方向の寸法相互間には、大きな差がなく、これらは互いに等しいと見ることができる。
FIG. 5A shows how the imaging device 100 images a portion of the ground surface 210 directly below, that is, a portion 212 centered on a point 211 directly below (a portion directly below).
FIG. 5(b) shows the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R and the imaging ranges G-3L, G-2L, G-1C, and G- on the ground surface 210 in the state of FIG. 5(a). An outline of the correspondence with 2R and G-3R is shown.
In Fig. 5(b), there is no large difference between the dimensions of the imaging ranges G-3L, G-2L, G-1C, G-2R, and G-3R in the CT direction, and they are considered to be equal to each other. be able to.

図6(a)は、撮像装置100が地表面210のうちの左斜め下方を撮像する様子、即ち左斜め下方の部分214を撮像する様子を示す。左斜め下方の部分214は、直下の点211から左の方向に離れた点213を中心とする領域である。ここで、「左」というのは、図6(a)上での方向を示す。従って、「左」は、図2で左側に位置するセンサ3L及び2Lが位置する側(に対応する側)を意味する。
また、以下では、CT方向にのみ傾いており、AT方向には傾いていない場合を想定する。従って、ポインティング角は、CT方向における傾きを示す。
FIG. 6A shows how the imaging device 100 images the diagonally lower left portion of the ground surface 210, that is, the diagonally lower left portion 214. The diagonally lower left portion 214 is an area centered on a point 213 that is away from the point 211 directly below in the left direction. Here, "left" indicates the direction on FIG. 6(a). Therefore, "left" means the side (the side corresponding to) where the sensors 3L and 2L located on the left side in FIG. 2 are located.
Further, in the following, it is assumed that the object is tilted only in the CT direction and not in the AT direction. Therefore, the pointing angle indicates the tilt in the CT direction.

図6(a)には、撮像装置100のポインティング角が符号θ1で示されている。撮像装置100のポインティング角は、撮像装置100の中心に位置する画素、即ち基準線123上の画素のポインティング角に等しい。 In FIG. 6A, the pointing angle of the imaging device 100 is indicated by the symbol θ1. The pointing angle of the imaging device 100 is equal to the pointing angle of a pixel located at the center of the imaging device 100, that is, a pixel on the reference line 123.

図6(b)は、図6(a)の状態における、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rと、地表面210上の撮像範囲G-3L、G-2L、G-1C、G-2R、及びG-3Rとの対応関係の概略を示す。
図6(b)で、撮像範囲G-3L、G-2L、G-1C、G-2R、及びG-3RのCT方向の寸法のうち、撮像範囲G-3Lの寸法が最も大きく、撮像範囲G-3Rの寸法が最も小さい。そして、撮像範囲G-3L、G-2L、G-1C、G-2R、及びG-3Rのうち、左に位置するものほど、そのCT方向の寸法が大きい。但し、撮像範囲G-1C、G-2R、及びG-3Rの寸法相互間の差は小さく、これらは互いに等しいと見ることができる。
FIG. 6(b) shows the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R and the imaging ranges G-3L, G-2L, G-1C, and G- on the ground surface 210 in the state of FIG. 6(a). An outline of the correspondence with 2R and G-3R is shown.
In FIG. 6(b), among the dimensions in the CT direction of the imaging ranges G-3L, G-2L, G-1C, G-2R, and G-3R, the dimension of the imaging range G-3L is the largest, and the imaging range G-3R has the smallest dimensions. Among the imaging ranges G-3L, G-2L, G-1C, G-2R, and G-3R, the further left the imaging range, the larger the dimension in the CT direction. However, the differences between the dimensions of the imaging ranges G-1C, G-2R, and G-3R are small, and they can be considered to be equal to each other.

上記のように、ここでは、センサ3L、2L、1C、2R、及び3R相互間で画素のサイズが同じであることを想定している。その場合、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rの各々の各画素の撮像範囲は、当該センサの撮像範囲と同じ傾向を持つ。
例えば、図5(a)のように直下を撮像している状態では、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rの各画素の撮像範囲は互いに等しい。
As mentioned above, it is assumed here that the pixels of the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R have the same size. In that case, the imaging range of each pixel of each of the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R has the same tendency as the imaging range of the sensor.
For example, in a state where images are taken directly below as shown in FIG. 5A, the imaging ranges of the pixels of the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are equal to each other.

図7は、図5(a)のように直下を撮像している状態における、センサ1Cの左端に位置する画素P-1CL、センサ1Cの中央に位置する画素P-1CC、及びセンサ1Cの右端に位置する画素P-1CRと、それぞれに対応する撮像範囲のCT方向寸法G-1CL、G-1CC、G-1CRを示す。寸法G-1CL、G-1CC、及びG-1CR相互間には大きな差がない。例えば、寸法G-1CL、G-1CC、G-1CRは略10mである。センサ3L、2L、2R、及び3Rの各画素の撮像範囲も、センサ1Cの各画素の撮像範囲に対して大きな差がない。 FIG. 7 shows the pixel P-1CL located at the left end of the sensor 1C, the pixel P-1CC located at the center of the sensor 1C, and the right end of the sensor 1C in a state where the image is taken directly below as shown in FIG. 5(a). The pixel P-1CR located at , and the CT direction dimensions G-1CL, G-1CC, and G-1CR of the corresponding imaging range are shown. There is no significant difference between the dimensions G-1CL, G-1CC, and G-1CR. For example, the dimensions G-1CL, G-1CC, and G-1CR are approximately 10 m. The imaging range of each pixel of the sensors 3L, 2L, 2R, and 3R is also not significantly different from the imaging range of each pixel of the sensor 1C.

図6(a)のように左斜め下方を撮像している状態では、センサ3L及び2Lの各画素の撮像範囲が、センサ1Cの各画素の撮像範囲よりも広く、センサ3R及び2Rの各画素の撮像範囲は、センサ1Cの各画素の撮像範囲に対して大きな差がない。さらにセンサ3Lの各画素の撮像範囲は、センサ2Lの各画素の撮像範囲よりも広い。 In a state where the image is captured diagonally downward to the left as shown in FIG. 6(a), the imaging range of each pixel of sensors 3L and 2L is wider than the imaging range of each pixel of sensor 1C, There is no significant difference in the imaging range of each pixel of the sensor 1C. Furthermore, the imaging range of each pixel of the sensor 3L is wider than the imaging range of each pixel of the sensor 2L.

図8は、図6(a)のように左斜め下方を撮像している状態における、センサ3Lの左端に位置する画素P-3LL、センサ3Lの中央に位置する画素P-3LC、及びセンサ3Lの右端に位置する画素P-3LRと、それぞれに対応する撮像範囲のCT方向寸法G-3LL、G-3LC、及びG-3LRを示す。寸法G-3LL、G-3LC、及びG-3LRのうちで、G-3LRが最も小さく、G-3LCは、G-3LRより大きく、G-3LLは、G-3LCより大きい。即ち、焦点面122の中央側に位置する画素ほど、撮像範囲が狭く、外側に位置する画素ほど撮像範囲が広い。ここで「焦点面122の中央側」とは基準線123により近い側を意味し、「外側」とは基準線123からより遠い側を意味する。 FIG. 8 shows a pixel P-3LL located at the left end of the sensor 3L, a pixel P-3LC located at the center of the sensor 3L, and a pixel P-3LC located at the center of the sensor 3L, in a state where the image is taken diagonally downward to the left as shown in FIG. 6(a). The pixel P-3LR located at the right end of the figure and the CT direction dimensions G-3LL, G-3LC, and G-3LR of the corresponding imaging range are shown. Among the dimensions G-3LL, G-3LC, and G-3LR, G-3LR is the smallest, G-3LC is larger than G-3LR, and G-3LL is larger than G-3LC. That is, the closer a pixel is located to the center of the focal plane 122, the narrower the imaging range is, and the further outside the pixel is located, the wider the imaging range. Here, "the center side of the focal plane 122" means a side closer to the reference line 123, and "outside" means a side farther from the reference line 123.

画素間の撮像範囲の差は、撮像装置100のポインティング角が大きいほど、大きくなる。
センサ3Lの各画素に対応する撮像範囲は、当該画素のポインティング角が大きいほど大きい。
センサ2Lの各画素の撮像範囲についてもセンサ3Lと同様の傾向がある。但し、その程度は比較的小さい。
The difference in imaging range between pixels increases as the pointing angle of the imaging device 100 increases.
The imaging range corresponding to each pixel of the sensor 3L increases as the pointing angle of the pixel increases.
The imaging range of each pixel of the sensor 2L also has the same tendency as the sensor 3L. However, the extent of this is relatively small.

以上のように、図5(a)及び(b)に示される状態では、図7を参照して説明したように、センサ3L、2L、1C、2R、及び3R相互間に各画素に対応する撮像範囲相互間に大きな差がなく、等しいと見ることができる。 As described above, in the states shown in FIGS. 5A and 5B, as explained with reference to FIG. There is no big difference between the imaging ranges, and they can be seen as being equal.

一方、図6(a)及び(b)に示される状態では、図8を参照して説明したように、センサ3L及び2Lの各画素に対応する撮像範囲は、センサ1Cの各画素に対応する撮像範囲に対して大きな差がある。センサ1Cの各画素に対応する撮像範囲に対するセンサ3Lの各画素に対応する撮像範囲の差は、上記のセンサ1Cの各画素に対応する撮像範囲に対するセンサ2Lの各画素に対応する撮像範囲の差よりも大きい。一方、センサ2R及び3Rの各画素に対応する撮像範囲とセンサ1Cの各画素に対応する撮像範囲とには大きな差がなく、等しいと見ることができる。 On the other hand, in the states shown in FIGS. 6(a) and 6(b), as described with reference to FIG. 8, the imaging range corresponding to each pixel of sensors 3L and 2L corresponds to each pixel of sensor 1C. There is a big difference in the imaging range. The difference in the imaging range corresponding to each pixel of the sensor 3L with respect to the imaging range corresponding to each pixel of the sensor 1C is the difference in the imaging range corresponding to each pixel of the sensor 2L with respect to the imaging range corresponding to each pixel of the sensor 1C. larger than On the other hand, there is no large difference between the imaging range corresponding to each pixel of sensors 2R and 3R and the imaging range corresponding to each pixel of sensor 1C, and they can be considered to be equal.

図6(a)及び(b)の状態についての認識から、図6(a)及び(b)の状態とは逆に右斜め下方を撮像する状態に関しては以下のことが言える。
センサ3R及び2Rの各画素に対応する撮像範囲は、センサ1Cの各画素に対応する撮像範囲に対して大きな差がある。センサ1Cの各画素に対応する撮像範囲に対するセンサ3Rの各画素に対応する撮像範囲の差は、上記のセンサ1Cの各画素に対応する撮像範囲に対するセンサ2Rの各画素に対応する撮像範囲の差よりも大きい。一方、センサ2L及び3Lの各画素に対応する撮像範囲とセンサ1Cの各画素に対応する撮像範囲とには大きな差がなく、等しいと見ることができる。
From the recognition of the states shown in FIGS. 6(a) and 6(b), the following can be said about the state in which the image is taken diagonally downward to the right, contrary to the states shown in FIGS. 6(a) and 6(b).
The imaging range corresponding to each pixel of the sensors 3R and 2R is significantly different from the imaging range corresponding to each pixel of the sensor 1C. The difference in the imaging range corresponding to each pixel of sensor 3R with respect to the imaging range corresponding to each pixel of sensor 1C is the difference in the imaging range corresponding to each pixel of sensor 2R with respect to the imaging range corresponding to each pixel of sensor 1C. larger than On the other hand, there is no large difference between the imaging range corresponding to each pixel of the sensors 2L and 3L and the imaging range corresponding to each pixel of the sensor 1C, and they can be considered to be equal.

以上、各画素に対応する撮像範囲のCT方向の寸法について述べたが、各画素に対応する撮像範囲のAT方向の寸法についても同様の傾向がある。 Although the dimension in the CT direction of the imaging range corresponding to each pixel has been described above, the same tendency exists for the dimension in the AT direction of the imaging range corresponding to each pixel.

各画素に対応する撮像範囲が広いと、画像の鮮鋭度が劣化するという問題がある。これは、例えば特許文献1で第6図を参照して説明されているように、AT方向の撮像範囲に、ノイズとなるエリアが含まれるためである。 If the imaging range corresponding to each pixel is wide, there is a problem that the sharpness of the image deteriorates. This is because, as explained with reference to FIG. 6 in Patent Document 1, for example, the imaging range in the AT direction includes an area that becomes noise.

以上、センサ間で画素サイズが同じである場合の問題を説明した。そのような問題の解決のため、本実施の形態では、センサのうちの、より外側に位置するセンサの、AT方向及びCT方向の画素サイズをより小さくしておく。具体的にはセンサ1Cの画素サイズに比べて、センサ2L及び2Rの画素サイズをより小さくしておく。また、センサ2L及び2Rの画素サイズに比べて、センサ3L及び3Rの画素サイズをより小さくしておく。
ここで、「画素サイズ」は、水平方向の画素サイズ(寸法)を意味することもあり、垂直方向の画素サイズ(寸法)を意味することもある。
The problems when the pixel sizes are the same between sensors have been explained above. In order to solve such a problem, in this embodiment, the pixel size in the AT direction and the CT direction of the sensor located on the outer side of the sensors is made smaller. Specifically, the pixel sizes of the sensors 2L and 2R are made smaller than the pixel size of the sensor 1C. Furthermore, the pixel sizes of the sensors 3L and 3R are made smaller than the pixel sizes of the sensors 2L and 2R.
Here, "pixel size" may mean the pixel size (dimension) in the horizontal direction, or may mean the pixel size (dimension) in the vertical direction.

例えば、図9(b)に示される、センサ2L及び2Rの各画素のAT方向の画素サイズH2を、図9(a)に示されるセンサ1CのAT方向の画素サイズH1の整数分の1とし、図9(b)に示されるセンサ2L及び2Rの各画素のCT方向の画素サイズW2を、図9(a)に示されるセンサ1CのCT方向の画素サイズW1の整数分の1とする。整数はここでは2以上の整数であり、例えば2である。 For example, the pixel size H2 in the AT direction of each pixel of the sensors 2L and 2R shown in FIG. 9(b) is set to an integer fraction of the pixel size H1 in the AT direction of the sensor 1C shown in FIG. 9(a). , the pixel size W2 in the CT direction of each pixel of the sensors 2L and 2R shown in FIG. 9(b) is set to an integer fraction of the pixel size W1 in the CT direction of the sensor 1C shown in FIG. 9(a). The integer here is an integer greater than or equal to 2, for example 2.

また、図9(c)に示される、センサ3L及び3Rの各画素のAT方向の画素サイズH3を、図9(b)に示されるセンサ2L及び2RのAT方向の画素サイズH2の整数分の1とし、図9(c)に示されるセンサ3L及び3Rの各画素のCT方向の画素サイズW3を、図9(b)に示されるセンサ2L及び2RのCT方向の画素サイズW2の整数分の1とする。整数はここでは2以上の整数であり、例えば2である。 Furthermore, the pixel size H3 in the AT direction of each pixel of the sensors 3L and 3R shown in FIG. 1, and the pixel size W3 in the CT direction of each pixel of the sensors 3L and 3R shown in FIG. 9(c) is an integer of the pixel size W2 in the CT direction of the sensors 2L and 2R shown in FIG. Set to 1. The integer here is an integer greater than or equal to 2, for example 2.

逆に言えば、センサ1Cの画素サイズH1、W1を、センサ2L及び2Rの画素サイズH2、W2の整数倍とし、センサ2L及び2Rの画素サイズH2、W2を、センサ3L及び3Rの画素サイズH3、W3の整数倍とする。整数は2以上であるのが望ましい。 Conversely, the pixel sizes H1 and W1 of the sensor 1C are set to an integral multiple of the pixel sizes H2 and W2 of the sensors 2L and 2R, and the pixel sizes H2 and W2 of the sensors 2L and 2R are set to the pixel size H3 of the sensors 3L and 3R. , W3 is an integer multiple. Preferably, the integer is 2 or more.

一般化して言えば、CT方向に隣り合う一対のセンサのうちの、焦点面122上の、CT方向の中央側に配置されたセンサ(基準線123に近い側のセンサ)の画素サイズを、CT方向外側(基準線123から遠い側)のセンサの画素サイズの整数倍とする。整数は2以上であるのが望ましい。
整数倍とすることで、CT方向に配列された複数のセンサから出力される撮像データを連結して撮像データを生成する処理が容易となる。
To generalize, the pixel size of the sensor placed on the center side in the CT direction (the sensor closer to the reference line 123) on the focal plane 122 among a pair of adjacent sensors in the CT direction is It is set as an integral multiple of the pixel size of the sensor on the outer side (the side far from the reference line 123). Preferably, the integer is 2 or more.
By using an integer multiple, it becomes easy to generate image data by connecting the image data output from a plurality of sensors arranged in the CT direction.

上記のように、各画素のサイズを変えるとともに、本実施の形態では、後述のように、撮像する方向に応じて、TDI段数及び水平転送における積分段数を制御する。
即ち、センサ3L、2L、2R、及び3RにおけるTDI段数及び水平積分段数は、TDI及び水平積分の結果得られる各信号電荷に対応する画素アレイ30中の面積が、センサ1Cの一つの画素の面積に近くなるように制御される。
As described above, in addition to changing the size of each pixel, in this embodiment, as described later, the number of TDI stages and the number of integration stages in horizontal transfer are controlled depending on the imaging direction.
That is, the number of TDI stages and the number of horizontal integration stages in the sensors 3L, 2L, 2R, and 3R means that the area in the pixel array 30 corresponding to each signal charge obtained as a result of TDI and horizontal integration is the area of one pixel of the sensor 1C. is controlled to be close to .

そのため、センサ3L、2L、2R、及び3Rの各々の画素アレイ内において、その位置によって、TDI段数及び水平積分段数が異なるように構成されている。
以下その点を図10~図15、図16(a)~(d)、並びに図17(a)及び(b)を参照して説明する。
Therefore, the number of TDI stages and the number of horizontal integration stages are configured to differ depending on the position within each pixel array of the sensors 3L, 2L, 2R, and 3R.
This point will be explained below with reference to FIGS. 10 to 15, FIGS. 16(a) to (d), and FIGS. 17(a) and (b).

図10は、図1及び図2に示したセンサのうちの、基準線123よりも左方に配置されるセンサ2Lの一例における画素アレイ30、垂直転送部40、及びTDI段数設定回路70を示す。 FIG. 10 shows a pixel array 30, a vertical transfer section 40, and a TDI stage number setting circuit 70 in an example of a sensor 2L arranged to the left of a reference line 123 among the sensors shown in FIGS. 1 and 2. .

画素アレイ30は、複数の、例えば第1乃至第4の分割領域30-1~30-4に分割されている。分割領域30-1~30-4には、画素アレイ30の外側に位置するものから順に番号が振られている。
分割領域30-1~30-4の各々は、複数の、例えば4個の画素列から成る。
図示の例では、垂直転送部40が、4相駆動CCDで構成されている。
The pixel array 30 is divided into a plurality of, for example, first to fourth divided regions 30-1 to 30-4. The divided regions 30-1 to 30-4 are numbered in order from those located outside the pixel array 30.
Each of the divided regions 30-1 to 30-4 consists of a plurality of, for example, four, pixel columns.
In the illustrated example, the vertical transfer section 40 is composed of a four-phase drive CCD.

複数組の、例えば第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4は、画素アレイ30内において、垂直方向に延在し、その一方の端部(上端)がTDI段数設定回路70に接続されている。
第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4の各々は、複数の、例えば第1乃至第4の金属配線71~74を含む。
A plurality of sets, for example, first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 extend in the vertical direction within the pixel array 30, and one end (upper end) thereof is connected to the TDI stage number setting circuit 70. It is connected to the.
Each of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 includes a plurality of, for example, first to fourth metal wirings 71 to 74.

第1組の金属配線70-1は、第1の分割領域30-1内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。第2組の金属配線70-2は、第2の分割領域30-2内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。第3組の金属配線70-3は、第3の分割領域30-3内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。第4組の金属配線70-4は、第4の分割領域30-4内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。 The first set of metal interconnects 70-1 includes metal interconnects 71 to 74 extending vertically within the first divided region 30-1. The second set of metal wires 70-2 includes metal wires 71 to 74 extending vertically within the second divided region 30-2. The third set of metal wires 70-3 includes metal wires 71 to 74 extending vertically within the third divided region 30-3. The fourth set of metal interconnects 70-4 includes metal interconnects 71 to 74 extending vertically within the fourth divided region 30-4.

また、複数組の、例えば第1乃至第4組の垂直転送電極80-1~80-4が画素アレイ30内を水平方向に延在するように設けられている。第1乃至第4組の垂直転送電極80-1~80-4の各々は4つの垂直転送電極81~84を含む。 Further, a plurality of sets, for example, first to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-4 are provided to extend horizontally within the pixel array 30. Each of the first to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-4 includes four vertical transfer electrodes 81 to 84.

第1組の垂直転送電極80-1は、第1組の金属配線70-1にスルーホール75を介して接続され、第1の分割領域30-1と第2の分割領域30-2との境界部分で切断されている。
第2組の垂直転送電極80-2は、第2組の金属配線70-2にスルーホール75を介して接続され、第2の分割領域30-2と第3の分割領域30-3との境界部分で切断されている。
The first set of vertical transfer electrodes 80-1 are connected to the first set of metal interconnections 70-1 via through holes 75, and are connected to the first divided region 30-1 and the second divided region 30-2. It is cut off at the border.
The second set of vertical transfer electrodes 80-2 are connected to the second set of metal interconnections 70-2 via the through holes 75, and are connected to the second divided region 30-2 and the third divided region 30-3. It is cut off at the border.

第3組の垂直転送電極80-3は、第3組の金属配線70-3にスルーホール75を介して接続され、第3の分割領域30-3と第4の分割領域30-4との境界部分で切断されている。
第4組の垂直転送電極80-4は、第4組の金属配線70-4にスルーホール75を介して接続されている。
The third set of vertical transfer electrodes 80-3 are connected to the third set of metal interconnections 70-3 via the through holes 75, and are connected to the third divided region 30-3 and the fourth divided region 30-4. It is cut off at the border.
The fourth set of vertical transfer electrodes 80-4 is connected to the fourth set of metal wiring 70-4 via a through hole 75.

なお、第1組の垂直転送電極80-1のうち、第2乃至第4の分割領域30-2~30-4内で延在する部分は使用されていないので省略しても良い。同様に、第2組の垂直転送電極80-2のうち、第3及び第4の分割領域30-3及び30-4内で延在する部分は使用されていないので省略しても良い。同様に、第3組の垂直転送電極80-3のうち、第4の分割領域30-4内で延在する部分は使用されていないので省略しても良い。 Note that the portions of the first set of vertical transfer electrodes 80-1 that extend within the second to fourth divided regions 30-2 to 30-4 are not used and may be omitted. Similarly, the portions of the second set of vertical transfer electrodes 80-2 that extend within the third and fourth divided regions 30-3 and 30-4 are not used and may be omitted. Similarly, the portion of the third set of vertical transfer electrodes 80-3 that extends within the fourth divided region 30-4 is not used and may be omitted.

第1組の垂直転送電極80-1には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第1組の金属配線70-1を介して印加される。
第2組の垂直転送電極80-2には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第2組の金属配線70-2を介して印加される。
第3組の垂直転送電極80-3には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第3組の金属配線70-3を介して印加される。
第4組の垂直転送電極80-4には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第4組の金属配線70-4を介して印加される。
Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the first set of vertical transfer electrodes 80-1 via the first set of metal interconnections 70-1.
Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the second set of vertical transfer electrodes 80-2 via the second set of metal interconnections 70-2.
Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the third set of vertical transfer electrodes 80-3 via the third set of metal interconnections 70-3.
Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the fourth set of vertical transfer electrodes 80-4 via the fourth set of metal interconnections 70-4.

第1の分割領域30-1内では、第1乃至第4組の垂直転送電極80-1~80-4により、4段までのTDIが可能である。第2の分割領域30-2内では、第2乃至第4組の垂直転送電極80-2~80-4により、3段までのTDIが可能である。第3の分割領域30-3内では、第3及び第4組の垂直転送電極80-3及び80-4により、2段までのTDIが可能である。第4の分割領域30-4内では、第4組の垂直転送電極80-4による垂直転送、即ち「1段の」TDIしかできない。 In the first divided region 30-1, up to four stages of TDI are possible using the first to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-4. In the second divided region 30-2, up to three stages of TDI are possible using the second to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-2 to 80-4. In the third divided region 30-3, TDI of up to two stages is possible using the third and fourth sets of vertical transfer electrodes 80-3 and 80-4. Within the fourth divided region 30-4, only vertical transfer using the fourth set of vertical transfer electrodes 80-4, that is, "one stage" TDI can be performed.

垂直転送部40の転送速度を衛星の進行に伴う被写体像の移動速度と一致させることでTDI(時間遅延積分)動作が実現できる。 TDI (time delay integration) operation can be realized by matching the transfer speed of the vertical transfer unit 40 with the moving speed of the subject image as the satellite advances.

このように、画素アレイ30内で、左の方ほど(つまり基準線123から離れた部分ほど)、TDI段数の最大値がより多くなるように構成されている。 In this way, the pixel array 30 is configured such that the maximum value of the number of TDI stages increases as it moves to the left (that is, as it moves away from the reference line 123).

TDI段数設定回路70は、第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4の全部に又は一部にのみ、垂直転送クロックφV1~φV4を出力することが可能である。第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちのいずれに垂直転送クロックφV1~φV4を出力するかは、積分段数制御部130からの制御信号Svに応じて決められる。第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちのいずれに垂直転送クロックφV1~φV4を出力するかによって、画素アレイ30の各部分でのTDI段数を制御することができる。 The TDI stage number setting circuit 70 is capable of outputting the vertical transfer clocks φV1 to φV4 to all or only some of the first to fourth metal wirings 70-1 to 70-4. Which of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 are to be outputted with the vertical transfer clocks φV1 to φV4 is determined according to the control signal Sv from the integration stage number control section 130. The number of TDI stages in each part of the pixel array 30 can be controlled depending on which of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 the vertical transfer clocks φV1 to φV4 are outputted to.

TDI段数設定回路70から第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4の全部に垂直転送クロックφV1~φV4が出力される状態では、第1の分割領域30-1内では4段のTDIが行われ、第2の分割領域30-2内では3段のTDIが行われ、第3の分割領域30-3内では2段のTDIが行われ、第4の分割領域30-4内では1段のTDIが行われる。 In a state in which vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to all of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4, there are four stages in the first divided region 30-1. , three-stage TDI is performed in the second divided region 30-2, two-stage TDI is performed in the third divided region 30-3, and third-stage TDI is performed in the fourth divided region 30-4. One stage of TDI is performed within.

TDI段数設定回路70から第2乃至第4組の金属配線70-2~70-4に垂直転送クロックφV1~φV4が出力され、第1組の金属配線70-1には垂直転送クロックφV1~φV4が出力されない状態では、第1及び第2の分割領域30-1及び30-2内では、3段のTDIが行われ、第3の分割領域30-3内では2段のTDIが行われ、第4の分割領域30-4内では1段のTDIが行われる。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to the second to fourth metal wirings 70-2 to 70-4, and vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output to the first metal wiring 70-1. In the state where is not output, three stages of TDI are performed in the first and second divided regions 30-1 and 30-2, two stages of TDI are performed in the third divided region 30-3, One stage of TDI is performed within the fourth divided region 30-4.

TDI段数設定回路70から第3及び第4組の金属配線70-3及び70-4に垂直転送クロックφV1~φV4が出力され、第1及び第2組の金属配線70-1及び70-2には垂直転送クロックφV1~φV4が出力されない状態では、第1乃至第3の分割領域30-1~30-3内では、2段のTDIが行われ、第4の分割領域30-4内では1段のTDIが行われる。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to the third and fourth sets of metal wirings 70-3 and 70-4, and are output to the first and second sets of metal wirings 70-1 and 70-2. When the vertical transfer clocks φV1 to φV4 are not output, two stages of TDI are performed in the first to third divided regions 30-1 to 30-3, and one stage TDI is performed in the fourth divided region 30-4. A stage TDI is performed.

TDI段数設定回路70から第4組の金属配線70-4に垂直転送クロックφV1~φV4が出力され、第1乃至第3組の金属配線70-1~70-3には垂直転送クロックφV1~φV4が出力されない状態では、第1乃至第4の分割領域30-1~30-4のすべてにおいて、1段のTDIが行われる。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to the metal wiring 70-4 of the fourth set, and vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output to the metal wiring 70-1 to 70-3 of the first to third sets. In the state where is not output, one stage of TDI is performed in all of the first to fourth divided regions 30-1 to 30-4.

以下、上記のように、第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちのいずれに垂直転送クロックφV1~φV4を出力するかを変えるための制御、言い換えると、第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちの、垂直転送クロックφV1~φV4を出力する金属配線を選択する機能を備え、それにより画素アレイ30の各部分でのTDI段数を変えることができるTDI段数設定回路70の構成例を図11を参照して説明する。 Hereinafter, as described above, control is performed to change which of the first to fourth metal wirings 70-1 to 70-4 the vertical transfer clocks φV1 to φV4 are outputted to, in other words, the first to fourth metal wirings 70-1 to 70-4 are A function is provided to select the metal wiring that outputs the vertical transfer clocks φV1 to φV4 from among the fourth set of metal wirings 70-1 to 70-4, thereby changing the number of TDI stages in each part of the pixel array 30. An example of the configuration of the TDI stage number setting circuit 70 that can perform the following will be described with reference to FIG.

図11に示されるTDI段数設定回路70は、シフトレジスタ76と、選択回路77とを含む。選択回路77は第1乃至第16の選択スイッチF1~F16を含む。第1乃至第4の選択スイッチF1~F4は、第1組の金属配線70-1の金属配線71~74に対応して設けられており、第5乃至第8の選択スイッチF5~F8は、第2組の金属配線70-2の金属配線71~74に対応して設けられており、第9乃至第12の選択スイッチF9~F12は、第3組の金属配線70-3の金属配線71~74に対応して設けられており、第13乃至第16の選択スイッチF13~F16は、第4組の金属配線70-4の金属配線71~74に対応して設けられている。 The TDI stage number setting circuit 70 shown in FIG. 11 includes a shift register 76 and a selection circuit 77. The selection circuit 77 includes first to sixteenth selection switches F1 to F16. The first to fourth selection switches F1 to F4 are provided corresponding to the metal wirings 71 to 74 of the first set of metal wirings 70-1, and the fifth to eighth selection switches F5 to F8 are The ninth to twelfth selection switches F9 to F12 are provided corresponding to the metal wirings 71 to 74 of the second set of metal wirings 70-2, and the ninth to twelfth selection switches F9 to F12 are provided corresponding to the metal wirings 71 to 74 of the third group of metal wirings 70-3. The thirteenth to sixteenth selection switches F13 to F16 are provided corresponding to the metal wires 71 to 74 of the fourth set of metal wires 70-4.

制御信号Svはクロックパルスで構成されており、受信されたクロックパルスはシフトレジスタ76に入力される。シフトレジスタ76は受信したクロックパルスの数Qに応じて、選択スイッチF1~F16のうち、図11で右端から数えて1番目からQ番目の選択スイッチにHighの信号を供給し、それ以外の選択スイッチにLowの信号を供給する。
例えばクロックパルスの数が8であれば、選択スイッチF9~F16にHighの信号が供給され、選択スイッチF1~F8にLowの信号が供給される。
The control signal Sv is composed of clock pulses, and the received clock pulses are input to the shift register 76. Depending on the number Q of clock pulses received, the shift register 76 supplies a High signal to the first to Q-th selection switches counting from the right end in FIG. Supply a low signal to the switch.
For example, if the number of clock pulses is 8, a High signal is supplied to the selection switches F9 to F16, and a Low signal is supplied to the selection switches F1 to F8.

選択スイッチF1~F16は垂直転送クロックφV1~φV4に対するゲート回路(図11には示されていない)としての役割を持つものであり、各々Highの信号が供給されているときは、垂直転送クロックを通過させ、対応する金属配線に垂直転送クロックを出力させる。各選択スイッチは例えばNMOSトランジスタで構成され、ゲート電極にシフトレジスタ76からのHigh又はLowの信号が供給される。図11では、垂直転送クロックが出力可能な状態であることをONで示し、垂直転送クロックが出力可能でない状態をOFFで示す。 The selection switches F1 to F16 serve as gate circuits (not shown in FIG. 11) for the vertical transfer clocks φV1 to φV4, and when each of them is supplied with a high signal, they select the vertical transfer clocks. The vertical transfer clock is output to the corresponding metal wiring. Each selection switch is composed of, for example, an NMOS transistor, and a High or Low signal from the shift register 76 is supplied to the gate electrode. In FIG. 11, ON indicates that the vertical transfer clock can be output, and OFF indicates that the vertical transfer clock cannot be output.

図11に例示するように、選択スイッチF9~F16にHighの信号が供給されている状態では、選択スイッチF9~F12から第3組の金属配線70-3の金属配線71~74に垂直転送クロックφV1~φV4がそれぞれ出力され、選択スイッチF13~F16から第4組の金属配線70-4の金属配線71~74に垂直転送クロックφV1~φV4がそれぞれ出力される。 As illustrated in FIG. 11, when a High signal is supplied to the selection switches F9 to F16, the vertical transfer clock is transmitted from the selection switches F9 to F12 to the metal wires 71 to 74 of the third set of metal wires 70-3. φV1 to φV4 are outputted, respectively, and vertical transfer clocks φV1 to φV4 are outputted from the selection switches F13 to F16 to the metal wires 71 to 74 of the fourth set of metal wires 70-4, respectively.

以上のように動作するシフトレジスタ76と選択回路77との組み合わせにより、垂直転送クロックφV1~φV4を出力する金属配線を選択し、それにより画素アレイ30の各部分でのTDI段数を変えることができる。
このような機能を利用することで、例えば、撮像装置100のポインティング角の増加に伴って、画素アレイ30のうちの、撮像に用いられる部分のTDI段数を増やすことができる。即ち、撮像装置100のポインティング角に応じて、TDI段数を変えることができる。
By combining the shift register 76 and the selection circuit 77 that operate as described above, it is possible to select the metal wiring that outputs the vertical transfer clocks φV1 to φV4, thereby changing the number of TDI stages in each part of the pixel array 30. .
By using such a function, for example, as the pointing angle of the imaging device 100 increases, the number of TDI stages in the portion of the pixel array 30 used for imaging can be increased. That is, the number of TDI steps can be changed depending on the pointing angle of the imaging device 100.

例えば、直下方向を撮像するときは、積分段数制御部130から制御信号Svとして4個のパルスを供給し、図11の選択スイッチF13~F16にのみHighの信号を供給するようにし、これにより、第1乃至第4の分割領域30-1~30-4のすべてにおいて、1段のTDIを行なうこととする。一方、左斜め下方を撮像するときは、、撮像装置100のポインティング角が増加するに従って、制御信号Svとしてパルスの数を増やしていく。それにより、第1乃至第3の分割領域30-1~30-3におけるTDI段数を次第に増やしていく。 For example, when capturing an image directly below, four pulses are supplied as the control signal Sv from the integration stage number control unit 130, and a High signal is supplied only to the selection switches F13 to F16 in FIG. One stage of TDI is performed in all of the first to fourth divided regions 30-1 to 30-4. On the other hand, when imaging diagonally downward to the left, the number of pulses as the control signal Sv increases as the pointing angle of the imaging device 100 increases. As a result, the number of TDI stages in the first to third divided regions 30-1 to 30-3 is gradually increased.

なお、上記の例では分割領域の各々が4個の画素列から成るが、各分割領域を構成する画素列の数は4に限定されない。 Note that in the above example, each of the divided regions consists of four pixel columns, but the number of pixel columns constituting each divided region is not limited to four.

センサ3Lも同様に構成されている。但し、センサ3Lでは、センサ2Lに比べて、画素サイズがより小さく、TDI段数がより多い。分割領域の数は、センサ2Lと同じであっても良く、より多くても良い。 The sensor 3L is similarly configured. However, the sensor 3L has a smaller pixel size and a greater number of TDI stages than the sensor 2L. The number of divided regions may be the same as that of the sensor 2L, or may be larger.

図12は、図1及び図2に示したセンサのうちの、基準線123よりも右方に配置されるセンサ2Rの一例における画素アレイ30、垂直転送部40、及びTDI段数設定回路70を示す。
図12に示される構成は、図10に示される構成と同様であるが、左と右とが逆になっている。
FIG. 12 shows a pixel array 30, a vertical transfer unit 40, and a TDI stage number setting circuit 70 in an example of a sensor 2R arranged to the right of a reference line 123 among the sensors shown in FIGS. 1 and 2. .
The configuration shown in FIG. 12 is similar to the configuration shown in FIG. 10, but the left and right sides are reversed.

画素アレイ30は、複数の、例えば第1乃至第4の分割領域30-1~30-4に分割されている。分割領域30-1~30-4には、画素アレイ30の外側に位置するものから順に番号が振られている。
分割領域30-1~30-4の各々は、複数の、例えば4個の画素列から成る。
図示の例では、垂直転送部が、4相駆動CCDで構成されている。
The pixel array 30 is divided into a plurality of, for example, first to fourth divided regions 30-1 to 30-4. The divided regions 30-1 to 30-4 are numbered in order from those located outside the pixel array 30.
Each of the divided regions 30-1 to 30-4 consists of a plurality of, for example, four, pixel columns.
In the illustrated example, the vertical transfer section is composed of a four-phase drive CCD.

複数組の、例えば第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4は、画素アレイ30内において、垂直方向に延在し、その一方の端部(上端)がTDI段数設定回路70に接続されている。
第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4の各々は、複数の、例えば第1乃至第4の金属配線71~74を含む。
A plurality of sets, for example, first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 extend in the vertical direction within the pixel array 30, and one end (upper end) thereof is connected to the TDI stage number setting circuit 70. It is connected to the.
Each of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 includes a plurality of, for example, first to fourth metal wirings 71 to 74.

第1組の金属配線70-1は、第1の分割領域30-1内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。第2組の金属配線70-2は、第2の分割領域30-2内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。第3組の金属配線70-3は、第3の分割領域30-3内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。第4組の金属配線70-4は、第4の分割領域30-4内において垂直方向に延在する金属配線71~74を含む。 The first set of metal interconnects 70-1 includes metal interconnects 71 to 74 extending vertically within the first divided region 30-1. The second set of metal wires 70-2 includes metal wires 71 to 74 extending vertically within the second divided region 30-2. The third set of metal wires 70-3 includes metal wires 71 to 74 extending vertically within the third divided region 30-3. The fourth set of metal interconnects 70-4 includes metal interconnects 71 to 74 extending vertically within the fourth divided region 30-4.

また、複数組の、例えば第1乃至第4組の垂直転送電極80-1~80-4が画素アレイ30内を水平方向に延在するように設けられている。第1乃至第4組の垂直転送電極80-1~80-4の各々は4つの垂直転送電極81~84を含む。 Further, a plurality of sets, for example, first to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-4 are provided to extend horizontally within the pixel array 30. Each of the first to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-4 includes four vertical transfer electrodes 81 to 84.

第1組の垂直転送電極80-1は、第1組の金属配線70-1にスルーホール75を介して接続され、第1の分割領域30-1と第2の分割領域30-2との境界部分で切断されている。
第2組の垂直転送電極80-2は、第2組の金属配線70-2にスルーホール75を介して接続され、第2の分割領域30-2と第3の分割領域30-3との境界部分で切断されている。
The first set of vertical transfer electrodes 80-1 are connected to the first set of metal interconnections 70-1 via through holes 75, and are connected to the first divided region 30-1 and the second divided region 30-2. It is cut off at the border.
The second set of vertical transfer electrodes 80-2 are connected to the second set of metal interconnections 70-2 via the through holes 75, and are connected to the second divided region 30-2 and the third divided region 30-3. It is cut off at the border.

第3組の垂直転送電極80-3は、第3組の金属配線70-3にスルーホール75を介して接続され、第3の分割領域30-3と第4の分割領域30-4との境界部分で切断されている。
第4組の垂直転送電極80-4は、第4組の金属配線70-4にスルーホール75を介して接続されている。
The third set of vertical transfer electrodes 80-3 are connected to the third set of metal interconnections 70-3 via the through holes 75, and are connected to the third divided region 30-3 and the fourth divided region 30-4. It is cut off at the border.
The fourth set of vertical transfer electrodes 80-4 is connected to the fourth set of metal wiring 70-4 via a through hole 75.

なお、第1組の垂直転送電極80-1のうち、第2乃至第4の分割領域30-2~30-4内で延在する部分は使用されていないので省略しても良い。同様に、第2組の垂直転送電極80-2のうち、第3及び第4の分割領域30-3及び30-4内で延在する部分は使用されていないので省略しても良い。同様に、第3組の垂直転送電極80-3のうち、第4の分割領域30-4内で延在する部分は使用されていないので省略しても良い。 Note that the portions of the first set of vertical transfer electrodes 80-1 that extend within the second to fourth divided regions 30-2 to 30-4 are not used and may be omitted. Similarly, the portions of the second set of vertical transfer electrodes 80-2 that extend within the third and fourth divided regions 30-3 and 30-4 are not used and may be omitted. Similarly, the portion of the third set of vertical transfer electrodes 80-3 that extends within the fourth divided region 30-4 is not used and may be omitted.

第1組の垂直転送電極80-1には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第1組の金属配線70-1を介して印加される。第2組の垂直転送電極80-2には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第2組の金属配線70-2を介して印加される。第3組の垂直転送電極80-3には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第3組の金属配線70-3を介して印加される。第4組の垂直転送電極80-4には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第4組の金属配線70-4を介して印加される。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the first set of vertical transfer electrodes 80-1 via the first set of metal interconnections 70-1. Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the second set of vertical transfer electrodes 80-2 via the second set of metal interconnections 70-2. Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the third set of vertical transfer electrodes 80-3 via the third set of metal interconnections 70-3. Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the fourth set of vertical transfer electrodes 80-4 via the fourth set of metal interconnections 70-4.

第1の分割領域30-1内では、第1乃至第4組の垂直転送電極80-1~80-4により、4段までのTDIが可能である。第2の分割領域30-2内では、第2乃至第4組の垂直転送電極80-2~80-4により、3段までのTDIが可能である。第3の分割領域30-3内では、第3及び第4組の垂直転送電極80-3及び80-4により、2段までのTDIが可能である。第4の分割領域30-4内では、第4組の垂直転送電極80-4による垂直転送、即ち「1段の」TDIしかできない。 In the first divided region 30-1, up to four stages of TDI are possible using the first to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-4. In the second divided region 30-2, up to three stages of TDI are possible using the second to fourth sets of vertical transfer electrodes 80-2 to 80-4. In the third divided region 30-3, TDI of up to two stages is possible using the third and fourth sets of vertical transfer electrodes 80-3 and 80-4. Within the fourth divided region 30-4, only vertical transfer using the fourth set of vertical transfer electrodes 80-4, that is, "one stage" TDI can be performed.

垂直転送部40の転送速度を衛星の進行に伴う被写体像の移動速度と一致させることでTDI(時間遅延積分)動作が実現できる。 TDI (time delay integration) operation can be realized by matching the transfer speed of the vertical transfer unit 40 with the moving speed of the subject image as the satellite advances.

このように、画素アレイ30内で、右の方ほど(つまり基準線123から離れた部分ほど)、TDI段数の最大値がより多くなるように構成されている。 In this way, the pixel array 30 is configured such that the maximum value of the number of TDI stages increases toward the right (that is, the farther from the reference line 123).

TDI段数設定回路70は、第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4の全部に又は一部にのみ、垂直転送クロックφV1~φV4を出力することが可能である。第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちのいずれに垂直転送クロックφV1~φV4を出力するかは、積分段数制御部130からの制御信号Svに応じて決められる。第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちのいずれに垂直転送クロックφV1~φV4を出力するかによって、画素アレイ30の各部分でのTDI段数を制御することができる。 The TDI stage number setting circuit 70 is capable of outputting the vertical transfer clocks φV1 to φV4 to all or only some of the first to fourth metal wirings 70-1 to 70-4. Which of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 are to be outputted with the vertical transfer clocks φV1 to φV4 is determined according to the control signal Sv from the integration stage number control unit 130. The number of TDI stages in each part of the pixel array 30 can be controlled depending on which of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4 the vertical transfer clocks φV1 to φV4 are outputted to.

TDI段数設定回路70から第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4の全部に垂直転送クロックφV1~φV4が出力される状態では、第1の分割領域30-1内では4段のTDIが行われ、第2の分割領域30-2内では3段のTDIが行われ、第3の分割領域30-3内では2段のTDIが行われ、第4の分割領域30-4内では1段のTDIが行われる。 In a state in which vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to all of the first to fourth sets of metal wirings 70-1 to 70-4, there are four stages in the first divided region 30-1. , three-stage TDI is performed in the second divided region 30-2, two-stage TDI is performed in the third divided region 30-3, and third-stage TDI is performed in the fourth divided region 30-4. One stage of TDI is performed within.

TDI段数設定回路70から第2乃至第4組の金属配線70-2~70-4に垂直転送クロックφV1~φV4が出力され、第1組の金属配線70-1には垂直転送クロックφV1~φV4が出力されない状態では、第1及び第2の分割領域30-1及び30-2内では、3段のTDIが行われ、第3の分割領域30-3内では2段のTDIが行われ、第4の分割領域30-4内では1段のTDIが行われる。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to the second to fourth metal wirings 70-2 to 70-4, and vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output to the first metal wiring 70-1. In the state where is not output, three stages of TDI are performed in the first and second divided regions 30-1 and 30-2, two stages of TDI are performed in the third divided region 30-3, One stage of TDI is performed within the fourth divided region 30-4.

TDI段数設定回路70から第3及び第4組の金属配線70-3及び70-4に垂直転送クロックφV1~φV4が出力され、第1及び第2組の金属配線70-1及び70-2には垂直転送クロックφV1~φV4が出力されない状態では、第1乃至第3の分割領域30-1~30-3内では、2段のTDIが行われ、第4の分割領域30-4内では1段のTDIが行われる。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to the third and fourth sets of metal wirings 70-3 and 70-4, and are output to the first and second sets of metal wirings 70-1 and 70-2. When the vertical transfer clocks φV1 to φV4 are not output, two stages of TDI are performed in the first to third divided regions 30-1 to 30-3, and one stage TDI is performed in the fourth divided region 30-4. A stage TDI is performed.

TDI段数設定回路70から第4組の金属配線70-4に垂直転送クロックφV1~φV4が出力され、第1乃至第3組の金属配線70-1~70-3には垂直転送クロックφV1~φV4が出力されない状態では、第1乃至第4の分割領域30-1~30-4のすべてにおいて、1段のTDIが行われる。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output from the TDI stage number setting circuit 70 to the metal wiring 70-4 of the fourth set, and vertical transfer clocks φV1 to φV4 are output to the metal wiring 70-1 to 70-3 of the first to third sets. In the state where is not output, one stage of TDI is performed in all of the first to fourth divided regions 30-1 to 30-4.

以下、上記のように、第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちのいずれに垂直転送クロックφV1~φV4を出力するかを変えるための制御、言い換えると、第1乃至第4組の金属配線70-1~70-4のうちの、垂直転送クロックφV1~φV4を出力する金属配線を選択する機能を備え、それにより画素アレイ30の各部分でのTDI段数を変えることができるTDI段数設定回路70の構成例を図13を参照して説明する。 Hereinafter, as described above, control is performed to change which of the first to fourth metal wirings 70-1 to 70-4 the vertical transfer clocks φV1 to φV4 are outputted to, in other words, the first to fourth metal wirings 70-1 to 70-4 are A function is provided to select the metal wiring that outputs the vertical transfer clocks φV1 to φV4 from among the fourth set of metal wirings 70-1 to 70-4, thereby changing the number of TDI stages in each part of the pixel array 30. An example of the configuration of the TDI stage number setting circuit 70 that can perform the following will be described with reference to FIG.

図13に示されるTDI段数設定回路70は、シフトレジスタ76と、選択回路77とを含む。選択回路77は第1乃至第16の選択スイッチF1~F16を含む。第1乃至第4の選択スイッチF1~F4は、第1組の金属配線70-1の金属配線71~74に対応して設けられており、第5乃至第8の選択スイッチF5~F8は、第2組の金属配線70-2の金属配線71~74に対応して設けられており、第9乃至第12の選択スイッチF9~F12は、第3組の金属配線70-3の金属配線71~74に対応して設けられており、第13乃至第16の選択スイッチF13~F16は、第4組の金属配線70-4の金属配線71~74に対応して設けられている。 The TDI stage number setting circuit 70 shown in FIG. 13 includes a shift register 76 and a selection circuit 77. The selection circuit 77 includes first to sixteenth selection switches F1 to F16. The first to fourth selection switches F1 to F4 are provided corresponding to the metal wirings 71 to 74 of the first set of metal wirings 70-1, and the fifth to eighth selection switches F5 to F8 are The ninth to twelfth selection switches F9 to F12 are provided corresponding to the metal wirings 71 to 74 of the second set of metal wirings 70-2, and the ninth to twelfth selection switches F9 to F12 are provided corresponding to the metal wirings 71 to 74 of the third group of metal wirings 70-3. The thirteenth to sixteenth selection switches F13 to F16 are provided corresponding to the metal wires 71 to 74 of the fourth set of metal wires 70-4.

制御信号Svはクロックパルスで構成されており、受信されたクロックパルスはシフトレジスタ76に入力される。シフトレジスタ76は受信したクロックパルスの数Qに応じて、選択スイッチF1~F16のうち、図13で左端から数えて1番目からQ番目の選択スイッチにHighの信号を供給し、それ以外の選択スイッチにLowの信号を供給する。
例えばクロックパルスの数が8であれば、選択スイッチF9~F16にHighの信号が供給され、選択スイッチF1~F8にLowの信号が供給される。
The control signal Sv is composed of clock pulses, and the received clock pulses are input to the shift register 76. Depending on the number Q of clock pulses received, the shift register 76 supplies a High signal to the first to Qth selection switches counting from the left end in FIG. Supply a low signal to the switch.
For example, if the number of clock pulses is 8, a High signal is supplied to the selection switches F9 to F16, and a Low signal is supplied to the selection switches F1 to F8.

選択スイッチF1~F16は垂直転送クロックφV1~φV4(図13には示されていない)に対するゲート回路としての役割を持つものであり、各々Highの信号が供給されているときは、垂直転送クロックを通過させ、対応する金属配線に垂直転送クロックを出力させる。各選択スイッチは例えばNMOSトランジスタで構成され、ゲート電極にシフトレジスタ76からのHigh又はLowの信号が供給される。図13では、垂直転送クロックが出力可能な状態であることをONで示し、垂直転送クロックが出力可能でない状態をOFFで示す。 The selection switches F1 to F16 serve as gate circuits for the vertical transfer clocks φV1 to φV4 (not shown in FIG. 13), and when each of them is supplied with a high signal, they select the vertical transfer clocks. The vertical transfer clock is output to the corresponding metal wiring. Each selection switch is composed of, for example, an NMOS transistor, and a High or Low signal from the shift register 76 is supplied to the gate electrode. In FIG. 13, ON indicates a state in which the vertical transfer clock can be output, and OFF indicates a state in which the vertical transfer clock cannot be output.

図13に例示するように、選択スイッチF9~F16にHighの信号が供給されている状態では、選択スイッチF9~F12から第3組の金属配線70-3の金属配線71~74に垂直転送クロックφV1~φV4がそれぞれ出力され、選択スイッチF13~F16から第4組の金属配線70-4の金属配線71~74に垂直転送クロックφV1~φV4がそれぞれ出力される。 As illustrated in FIG. 13, when a High signal is supplied to the selection switches F9 to F16, the vertical transfer clock is transmitted from the selection switches F9 to F12 to the metal wires 71 to 74 of the third set of metal wires 70-3. φV1 to φV4 are outputted, respectively, and vertical transfer clocks φV1 to φV4 are outputted from the selection switches F13 to F16 to the metal wires 71 to 74 of the fourth set of metal wires 70-4, respectively.

以上のように動作するシフトレジスタ76と選択回路77との組み合わせにより、垂直転送クロックφV1~φV4を出力する金属配線を選択し、それにより画素アレイ30の各部分でのTDI段数を変えることができる。
このような機能を利用することで、例えば、撮像装置100のポインティング角の増加に伴って、画素アレイ30のうちの、撮像に用いられる部分のTDI段数を増やすことができる。即ち、撮像装置100のポインティング角に応じて、TDI段数を変えることができる。
By combining the shift register 76 and the selection circuit 77 that operate as described above, it is possible to select the metal wiring that outputs the vertical transfer clocks φV1 to φV4, thereby changing the number of TDI stages in each part of the pixel array 30. .
By using such a function, for example, as the pointing angle of the imaging device 100 increases, the number of TDI stages in the portion of the pixel array 30 used for imaging can be increased. That is, the number of TDI steps can be changed depending on the pointing angle of the imaging device 100.

例えば、直下方向を撮像するときは、積分段数制御部130から制御信号Svとして4個のパルスを供給し、図13の選択スイッチF13~F16にのみHighの信号を供給するようにし、これにより、第1乃至第4の分割領域30-1~30-4のすべてにおいて、1段のTDIを行なうこととする。一方、右斜め下方を撮像するときは、、撮像装置100のポインティング角が増加するに従って、制御信号Svとしてパルスの数を増やしていく。それにより、第1乃至第3の分割領域30-1~30-3におけるTDI段数を次第に増やしていく。 For example, when imaging in the direct downward direction, four pulses are supplied as the control signal Sv from the integration stage number control unit 130, and a High signal is supplied only to the selection switches F13 to F16 in FIG. One stage of TDI is performed in all of the first to fourth divided regions 30-1 to 30-4. On the other hand, when capturing an image diagonally downward to the right, the number of pulses as the control signal Sv increases as the pointing angle of the imaging device 100 increases. As a result, the number of TDI stages in the first to third divided regions 30-1 to 30-3 is gradually increased.

なお、上記の例では分割領域の各々が4個の画素列から成るが、各分割領域を構成する画素列の数は4に限定されない。 Note that in the above example, each of the divided regions consists of four pixel columns, but the number of pixel columns constituting each divided region is not limited to four.

センサ3Rも同様に構成されている。但し、センサ3Rでは、センサ2Rに比べて、画素サイズがより小さく、TDI段数がより多い。分割領域の数は、センサ2Rと同じであっても良く、より多くても良い。 The sensor 3R is similarly configured. However, the sensor 3R has a smaller pixel size and a greater number of TDI stages than the sensor 2R. The number of divided regions may be the same as that of the sensor 2R, or may be larger.

図14は、センサ2Lの他の例における画素アレイ30、垂直転送部40、及びTDI段数設定回路70を示す。図14の構成は、図10の構成の代わりに用い得るものであり、図10の構成と概して同じである。但し、画素アレイの各画素列を構成する画素の数がより多く、これに伴い、より多くの組の垂直転送電極が設けられている。
以下、図14の構成の、図10の構成に対する差異を中心として説明する。
FIG. 14 shows a pixel array 30, a vertical transfer section 40, and a TDI stage number setting circuit 70 in another example of the sensor 2L. The configuration of FIG. 14 can be used in place of the configuration of FIG. 10, and is generally the same as the configuration of FIG. However, the number of pixels constituting each pixel column of the pixel array is greater, and accordingly, more sets of vertical transfer electrodes are provided.
The following description focuses on the differences between the configuration of FIG. 14 and the configuration of FIG. 10.

N組の、即ち第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nが画素アレイ30内を水平方向に延在するように設けられている。第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nの各々は4つの垂直転送電極81~84を含む。Nは、画素列の数よりも多い整数である。図示の例では、画素列の数が4であるので、Nは4よりも多い。 N sets, ie, first to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N are provided to extend horizontally within the pixel array 30. Each of the first to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N includes four vertical transfer electrodes 81 to 84. N is an integer greater than the number of pixel columns. In the illustrated example, the number of pixel columns is four, so N is greater than four.

図10の場合と同様に、第1乃至第3組の垂直転送電極80-1~80-3は、第1乃至第3組の金属配線70-1~70-3に接続されている。第1組の垂直転送電極80-1は、第1の分割領域30-1と第2の分割領域30-2との境界部分で切断されている。第2組の垂直転送電極80-2は、第2の分割領域30-2と第3の分割領域30-3との境界部分で切断されている。第3組の垂直転送電極80-3は、第3の分割領域30-3と第4の分割領域30-4との境界部分で切断されている。 As in the case of FIG. 10, the first to third sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-3 are connected to the first to third sets of metal wirings 70-1 to 70-3. The first set of vertical transfer electrodes 80-1 is cut at the boundary between the first divided region 30-1 and the second divided region 30-2. The second set of vertical transfer electrodes 80-2 is cut at the boundary between the second divided region 30-2 and the third divided region 30-3. The third set of vertical transfer electrodes 80-3 is cut at the boundary between the third divided region 30-3 and the fourth divided region 30-4.

第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nは、第4組の金属配線70-4にスルーホール75を介して接続されている。 The fourth to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N are connected to the fourth set of metal interconnections 70-4 via through holes 75.

図10の場合と同様に、第1組の垂直転送電極80-1には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第1組の金属配線70-1を介して印加され、第2組の垂直転送電極80-2には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第2組の金属配線70-2を介して印加され、第3組の垂直転送電極80-3には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第3組の金属配線70-3を介して印加される。 As in the case of FIG. 10, the vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the first set of vertical transfer electrodes 80-1 via the first set of metal interconnections 70-1. Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the second set of vertical transfer electrodes 80-2 via the second set of metal wiring 70-2, and Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the vertical transfer electrode 80-3 via the third set of metal interconnections 70-3.

第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nには、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第4組の金属配線70-4を介して印加される。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the fourth to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N via the fourth set of metal interconnections 70-4. Ru.

第1の分割領域30-1内では、第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nにより、N段までのTDIが可能である。第2の分割領域30-2内では、第2乃至第N組の垂直転送電極80-2~80-Nにより、N-1段までのTDIが可能である。第3の分割領域30-3内では、第3乃至第N組の垂直転送電極80-3~80-Nにより、N-2段までのTDIが可能である。第4の分割領域30-4内では、第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-NによりN-3段までのTDIが可能である。 In the first divided region 30-1, TDI of up to N stages is possible by the first to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N. In the second divided region 30-2, TDI up to N-1 stages is possible by the second to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-2 to 80-N. In the third divided region 30-3, TDI of up to N-2 stages is possible by the third to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-3 to 80-N. In the fourth divided region 30-4, TDI of up to N-3 stages is possible using the fourth to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N.

図10の例と同様に、垂直転送部40の転送速度を衛星の進行に伴う被写体像の移動速度と一致させることでTDI(時間遅延積分)動作が実現できる。 As in the example of FIG. 10, TDI (time delay integration) operation can be realized by matching the transfer speed of the vertical transfer unit 40 with the moving speed of the subject image as the satellite advances.

このように、図14の例でも、画素アレイ30内で、左の方ほど(つまり基準線123から離れた部分ほど)、TDI段数の最大値がより多くなるように構成されている。
また、図10の構成よりもより多くの段数でのTDIが可能である。
In this way, in the example of FIG. 14 as well, the pixel array 30 is configured such that the maximum value of the number of TDI stages increases as it moves to the left (that is, as it moves away from the reference line 123).
Further, TDI with a greater number of stages than the configuration of FIG. 10 is possible.

図14の構成では、各画素列のうちのTDIに用いる垂直転送電極の組の数を変更することで、TDI段数を変えることができる。例えば、直下方向を撮像するときは、図14に示される第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nのうちの下の方に位置するもの、例えば、第N組の垂直転送電極80-Nでのみ垂直転送を行ない、左斜め下方を撮像するときは、撮像装置100のポインティング角が増加するに従って、垂直転送を行なう垂直転送電極の組を上の方に増やしていく。このようにすることで、撮像装置100のポインティング角の増加に伴って、各画素列でのTDI段数を増やすことができる。即ち、撮像装置100のポインティング角に応じて、TDI段数を変えることができる。
なお、第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nの一部でのみ垂直転送を行なうには、各組の垂直転送電極に対して個々に垂直転送クロックφV1~φV4を供給し得るように構成すれば良い。この点については、詳しい説明を省略する。
In the configuration of FIG. 14, the number of TDI stages can be changed by changing the number of sets of vertical transfer electrodes used for TDI in each pixel column. For example, when capturing an image directly below, the vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N of the first to Nth sets shown in FIG. When performing vertical transfer only with the transfer electrodes 80-N and imaging the diagonally lower left side, as the pointing angle of the imaging device 100 increases, the number of sets of vertical transfer electrodes that perform vertical transfer increases upward. By doing so, the number of TDI stages in each pixel column can be increased as the pointing angle of the imaging device 100 increases. That is, the number of TDI steps can be changed depending on the pointing angle of the imaging device 100.
Note that in order to perform vertical transfer only in part of the vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N of the fourth to Nth groups, vertical transfer clocks φV1 to φV4 are individually supplied to each group of vertical transfer electrodes. All you have to do is configure it so that you can do it. A detailed explanation of this point will be omitted.

なお、上記の例では分割領域の各々が4個の画素列から成るが、図10の例でも述べたように、各分割領域を構成する画素列の数は4に限定されない。 Note that in the above example, each of the divided regions consists of four pixel columns, but as described in the example of FIG. 10, the number of pixel columns that constitute each divided region is not limited to four.

センサ2Lが図14に示されるように構成される場合、センサ3Lも同様に構成されていても良い。但し、センサ3Lでは、センサ2Lに比べて、画素サイズがより小さく、TDI段数がより多い。分割領域の数は、センサ2Lと同じであっても良く、より多くても良い。 When the sensor 2L is configured as shown in FIG. 14, the sensor 3L may also be configured in the same manner. However, the sensor 3L has a smaller pixel size and a greater number of TDI stages than the sensor 2L. The number of divided regions may be the same as that of the sensor 2L, or may be larger.

図15は、センサ2Rの他の例における画素アレイ30、垂直転送部40、及びTDI段数設定回路70を示す。図15の構成は、図12の構成の代わりに用い得るものであり、図12の構成と概して同じである。但し、画素アレイの各画素列を構成する画素の数がより多く、これに伴い、より多くの組の垂直転送電極が設けられている。
以下、図15の構成の、図12の構成に対する差異を中心として説明する。
なお、図12の構成について述べたのと同様に、図15に示される構成は、図14に示される構成と同様であるが、左と右とが逆になっている。
FIG. 15 shows a pixel array 30, a vertical transfer section 40, and a TDI stage number setting circuit 70 in another example of the sensor 2R. The configuration of FIG. 15 can be used in place of the configuration of FIG. 12, and is generally the same as the configuration of FIG. However, the number of pixels constituting each pixel column of the pixel array is greater, and accordingly, more sets of vertical transfer electrodes are provided.
The following will mainly explain the differences between the configuration of FIG. 15 and the configuration of FIG. 12.
Note that, similarly to the configuration shown in FIG. 12, the configuration shown in FIG. 15 is similar to the configuration shown in FIG. 14, but the left and right sides are reversed.

N組の、即ち第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nが画素アレイ30内を水平方向に延在するように設けられている。第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nの各々は4つの垂直転送電極81~84を含む。Nは、画素列の数よりも多い整数である。図示の例では、画素列の数が4であるので、Nは4よりも多い。 N sets, ie, first to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N are provided to extend horizontally within the pixel array 30. Each of the first to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N includes four vertical transfer electrodes 81 to 84. N is an integer greater than the number of pixel columns. In the illustrated example, the number of pixel columns is four, so N is greater than four.

図12の場合と同様に、第1乃至第3組の垂直転送電極80-1~80-3は、第1乃至第3組の金属配線70-1~70-3に接続されている。第1組の垂直転送電極80-1は、第1の分割領域30-1と第2の分割領域30-2との境界部分で切断されている。第2組の垂直転送電極80-2は、第2の分割領域30-2と第3の分割領域30-3との境界部分で切断されている。第3組の垂直転送電極80-3は、第3の分割領域30-3と第4の分割領域30-4との境界部分で切断されている。 As in the case of FIG. 12, the first to third sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-3 are connected to the first to third sets of metal wirings 70-1 to 70-3. The first set of vertical transfer electrodes 80-1 is cut at the boundary between the first divided region 30-1 and the second divided region 30-2. The second set of vertical transfer electrodes 80-2 is cut at the boundary between the second divided region 30-2 and the third divided region 30-3. The third set of vertical transfer electrodes 80-3 is cut at the boundary between the third divided region 30-3 and the fourth divided region 30-4.

第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nは、第4組の金属配線70-4にスルーホール75を介して接続されている。 The fourth to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N are connected to the fourth set of metal interconnections 70-4 via through holes 75.

図12の場合と同様に、第1組の垂直転送電極80-1には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第1組の金属配線70-1を介して印加され、第2組の垂直転送電極80-2には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第2組の金属配線70-2を介して印加され、第3組の垂直転送電極80-3には、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第3組の金属配線70-3を介して印加される。 As in the case of FIG. 12, vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the first set of vertical transfer electrodes 80-1 via the first set of metal interconnections 70-1. Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the second set of vertical transfer electrodes 80-2 via the second set of metal wiring 70-2, and Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the vertical transfer electrode 80-3 via the third set of metal interconnections 70-3.

第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nには、TDI段数設定回路70から出力される垂直転送クロックφV1~φV4が第4組の金属配線70-4を介して印加される。 Vertical transfer clocks φV1 to φV4 output from the TDI stage number setting circuit 70 are applied to the fourth to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N via the fourth set of metal interconnections 70-4. Ru.

第1の分割領域30-1内では、第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nにより、N段までのTDIが可能である。第2の分割領域30-2内では、第2乃至第N組の垂直転送電極80-2~80-Nにより、N-1段までのTDIが可能である。第3の分割領域30-3内では、第3乃至第N組の垂直転送電極80-3~80-Nにより、N-2段までのTDIが可能である。第4の分割領域30-4内では、第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nにより、N-3段までのTDIが可能である。 In the first divided region 30-1, TDI of up to N stages is possible by the first to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N. In the second divided region 30-2, TDI up to N-1 stages is possible by the second to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-2 to 80-N. In the third divided region 30-3, TDI of up to N-2 stages is possible by the third to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-3 to 80-N. In the fourth divided region 30-4, TDI of up to N-3 stages is possible using the fourth to Nth sets of vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N.

図12の例と同様に、垂直転送部40の転送速度を衛星の進行に伴う被写体像の移動速度と一致させることでTDI(時間遅延積分)動作が実現できる。 Similar to the example of FIG. 12, TDI (time delay integration) operation can be realized by matching the transfer speed of the vertical transfer unit 40 with the moving speed of the subject image as the satellite advances.

このように、図15の例でも、画素アレイ30内で、右の方ほど(つまり基準線123から離れた部分ほど)、TDI段数の最大値がより多くなるように構成されている。
また、図12の構成よりもより多くの段数でのTDIが可能である。
In this way, in the example of FIG. 15 as well, the pixel array 30 is configured such that the maximum value of the number of TDI stages increases as it moves to the right (that is, as it moves away from the reference line 123).
Further, TDI with a larger number of stages than the configuration shown in FIG. 12 is possible.

図15の構成では、各画素列のうちのTDIに用いる垂直転送電極の組の数を変更することで、TDI段数を変えることができる。例えば、直下方向を撮像するときは、図15に示される第1乃至第N組の垂直転送電極80-1~80-Nのうちの下の方に位置するもの、例えば、第N組の垂直転送電極80-Nでのみ垂直転送を行ない、右斜め下方を撮像するときは、撮像装置100のポインティング角が増加するに従って、垂直転送を行なう垂直転送電極の組を上の方に増やしていく。このようにすることで、撮像装置100のポインティング角の増加に伴って、各画素列でのTDI段数を増やすことができる。即ち、撮像装置100のポインティング角に応じて、TDI段数を変えることができる。
なお、第4乃至第N組の垂直転送電極80-4~80-Nの一部でのみ垂直転送を行なうには、各組の垂直転送電極に対して個々に垂直転送クロックφV1~φV4を供給し得るように構成すれば良い。この点については、詳しい説明を省略する。
In the configuration of FIG. 15, the number of TDI stages can be changed by changing the number of sets of vertical transfer electrodes used for TDI in each pixel column. For example, when capturing an image directly below, the vertical transfer electrodes 80-1 to 80-N of the first to Nth sets shown in FIG. When performing vertical transfer only with the transfer electrodes 80-N and imaging the diagonally lower right side, as the pointing angle of the imaging device 100 increases, the number of sets of vertical transfer electrodes that perform vertical transfer increases upward. By doing so, the number of TDI stages in each pixel column can be increased as the pointing angle of the imaging device 100 increases. That is, the number of TDI steps can be changed depending on the pointing angle of the imaging device 100.
Note that in order to perform vertical transfer only in part of the vertical transfer electrodes 80-4 to 80-N of the fourth to Nth groups, vertical transfer clocks φV1 to φV4 are individually supplied to each group of vertical transfer electrodes. All you have to do is configure it so that you can do it. A detailed explanation of this point will be omitted.

なお、上記の例では分割領域の各々が4個の画素列から成るが、図12の例でも述べたように、各分割領域を構成する画素列の数は4に限定されない。 Note that in the above example, each divided area consists of four pixel columns, but as described in the example of FIG. 12, the number of pixel columns forming each divided area is not limited to four.

センサ2Rが図15に示されるように構成される場合、センサ3Rも同様に構成されていても良い。但し、センサ3Rでは、センサ2Rに比べて、画素サイズがより小さく、TDI段数がより多い。分割領域の数は、センサ2Rと同じであっても良く、より多くても良い。 When the sensor 2R is configured as shown in FIG. 15, the sensor 3R may also be configured in the same manner. However, the sensor 3R has a smaller pixel size and a greater number of TDI stages than the sensor 2R. The number of divided regions may be the same as that of the sensor 2R, or may be larger.

図16(a)~(d)並びに図17(a)及び(b)は、センサにおいて、水平転送及び読み出しの処理のために用いられる信号を示す。 16(a) to (d) and FIGS. 17(a) and (b) show signals used for horizontal transfer and readout processing in the sensor.

図16(a)及び(b)は、撮像装置100が直下方向を撮像するときの、センサ1Cにおける水平転送のための転送クロックφH及び読み出しのためのリセットパルスφRを示す。 FIGS. 16A and 16B show a transfer clock φH for horizontal transfer and a reset pulse φR for reading in the sensor 1C when the imaging device 100 captures an image directly below.

水平転送部50における電荷の水平転送は、図16(a)の転送クロックφHによって行われる。即ち水平転送部50内のそれぞれの段に保持されている信号電荷が、転送クロックφHが1度発生される度に水平転送部50内を1段、図3で右方向に転送される。 The horizontal transfer of charges in the horizontal transfer section 50 is performed by the transfer clock φH shown in FIG. 16(a). That is, the signal charges held in each stage in the horizontal transfer unit 50 are transferred to the right in FIG. 3 by one stage in the horizontal transfer unit 50 every time the transfer clock φH is generated.

水平転送部50の終端(図3で右端)まで転送された電荷は読み出し回路60によって読み出される。読み出し回路60は、後述の如くFD(Floating Diffusion)アンプを含み、リセットパルスφRによってリセットされる。リセットパルスφRの発生間隔(一つのリセットパルスが発生されてから次のリセットパルスが発生されるまでの期間)によって、水平方向の積分段数を制御することができる。 The charges transferred to the end (right end in FIG. 3) of the horizontal transfer section 50 are read out by the readout circuit 60. The readout circuit 60 includes an FD (Floating Diffusion) amplifier as described later, and is reset by a reset pulse φR. The number of integration stages in the horizontal direction can be controlled by the generation interval of the reset pulse φR (the period from when one reset pulse is generated until the next reset pulse is generated).

図16(b)に示される例では、リセットパルスφRの発生間隔は転送クロックφHの発生周期と同じである。従って、信号電荷は水平方向には積分されることなく、それぞれの画素列から水平転送部50に転送された信号電荷が、順に読み出される。 In the example shown in FIG. 16(b), the generation interval of the reset pulse φR is the same as the generation period of the transfer clock φH. Therefore, the signal charges are not integrated in the horizontal direction, and the signal charges transferred from each pixel column to the horizontal transfer section 50 are sequentially read out.

図16(c)及び(d)は、撮像装置100が左斜め下方向を撮像するときの、センサ3Lにおける水平転送のための転送クロックφH及び読み出しのためのリセットパルスφRを示す。 FIGS. 16C and 16D show a transfer clock φH for horizontal transfer and a reset pulse φR for reading in the sensor 3L when the imaging device 100 images the diagonally lower left direction.

水平転送部50における電荷の水平転送は、図16(c)の転送クロックφHによって行われる。即ち水平転送部50内のそれぞれの段に保持されている信号電荷が、転送クロックφHが1度発生される度に水平転送部50内を1段、図3で右方向に転送される。 The horizontal transfer of charges in the horizontal transfer section 50 is performed by the transfer clock φH shown in FIG. 16(c). That is, the signal charges held in each stage in the horizontal transfer unit 50 are transferred to the right in FIG. 3 by one stage in the horizontal transfer unit 50 every time the transfer clock φH is generated.

センサ3Lの画素がセンサ1Cの画素よりも小さいことに対応して、水平転送クロックの周期が、図16(a)の水平転送クロックよりも短い。例えば、センサ3Lの画素のサイズは、センサ1Cの画素のサイズの1/4であり、図16(c)の水平転送クロックφHの周期は、図16(a)の水平転送クロックφHの周期の1/4である。 Corresponding to the fact that the pixels of the sensor 3L are smaller than the pixels of the sensor 1C, the period of the horizontal transfer clock is shorter than that of the horizontal transfer clock in FIG. 16(a). For example, the pixel size of the sensor 3L is 1/4 of the pixel size of the sensor 1C, and the period of the horizontal transfer clock φH in FIG. 16(c) is the period of the horizontal transfer clock φH in FIG. 16(a). It is 1/4.

読み出し回路60に印加されるリセットパルスφRの発生間隔は、水平転送クロックφHの発生周期より長く、かつ水平転送期間中に一定ではなく、変化する。
具体的には、水平転送期間のうちの、最後に近づくほど(即ち、画素アレイ30のうちのより左側の部分で発生した信号電荷が読み出されるときほど)リセットパルスφRの発生間隔がより長くされている。
これは撮像装置100によって左斜め下方の撮像を行う場合、センサ3L内の左方に位置する画素ほど撮像範囲が大きくなることを考慮したためである。
The generation interval of the reset pulse φR applied to the readout circuit 60 is longer than the generation cycle of the horizontal transfer clock φH, and is not constant but changes during the horizontal transfer period.
Specifically, the closer to the end of the horizontal transfer period (that is, the more the signal charges generated in the left side of the pixel array 30 are read out), the longer the interval between reset pulses φR is generated. ing.
This is because when the imaging device 100 performs imaging diagonally downward to the left, it is taken into consideration that the imaging range becomes larger as the pixel is located further to the left within the sensor 3L.

図16(c)及び(d)に示される例では、水平転送期間の最初の区間(第1の区間)Taでは、4画素転送された時点で、リセットパルスφRが発生する。これにより4画素分の積分が行われた後、信号画素として読み出される。
次の区間(第2の区間)Tbでは、5画素転送された時点で、リセットパルスφRが発生する。これにより5画素分の積分が行われた後、信号画素として読み出される。
In the example shown in FIGS. 16C and 16D, in the first section (first section) Ta of the horizontal transfer period, the reset pulse φR is generated when four pixels have been transferred. As a result, after integration for four pixels is performed, the pixels are read out as signal pixels.
In the next section (second section) Tb, a reset pulse φR is generated when five pixels have been transferred. As a result, after integration for five pixels is performed, the pixels are read out as signal pixels.

次の区間(第3の区間)Tcでは、6画素転送された時点で、リセットパルスφRが発生する。これにより6画素分の積分が行われた後、信号画素として読み出される。
次の区間(第4の区間)Tdでは、7画素転送された時点で、リセットパルスφRが発生する。これにより7画素分の積分が行われた後、信号画素として読み出される。
次の区間(第5の区間)Teでは、8画素転送された時点で、リセットパルスφRが発生する。これにより8画素分の積分が行われた後、信号画素として読み出される。
In the next section (third section) Tc, a reset pulse φR is generated when six pixels have been transferred. As a result, after integration for six pixels is performed, the pixels are read out as signal pixels.
In the next section (fourth section) Td, a reset pulse φR is generated when seven pixels have been transferred. As a result, after integration for seven pixels is performed, the pixels are read out as signal pixels.
In the next section (fifth section) Te, a reset pulse φR is generated when 8 pixels have been transferred. As a result, after integration for eight pixels is performed, the pixels are read out as signal pixels.

以下同様に、水平転送期間中における時間の経過とともに、リセットパルスφRの発生間隔が次第に長くなる。
従って、センサ3Lの左端により近い画素の信号電荷が読み出されている期間ほど、より広い面積の部分で発生された電荷を表す信号が出力される。
Similarly, as time passes during the horizontal transfer period, the interval between occurrences of the reset pulse φR becomes longer.
Therefore, the period in which the signal charge of a pixel closer to the left end of the sensor 3L is being read, the signal representing the charge generated in a wider area is output.

画素の位置に応じて積分段数を変える処理は、画素の位置によって対応する撮像範囲が変わること、即ち、画素のサイズに対する撮像範囲の比が変わることを考慮したものである。即ち、画素のサイズに対する撮像範囲の比が大きくなるほど、積分段数を増やし、読み出し回路60から出力される個々の信号が、画素アレイ30内の、より広い面積の部分で発生された電荷(当該部分内の画素で発生された電荷の総和)を表すものとなるようにしている。
この処理において、水平転送における積分段数は、画素のサイズに対する撮像範囲の比が一定の値に近くなるように制御される。
The process of changing the number of integration stages according to the pixel position takes into consideration that the corresponding imaging range changes depending on the pixel position, that is, the ratio of the imaging range to the pixel size changes. In other words, as the ratio of the imaging range to the pixel size increases, the number of integration stages increases, and the individual signals output from the readout circuit 60 increase in charge generated in a wider area within the pixel array 30 (the corresponding area The total sum of charges generated in the pixels within the pixel.
In this process, the number of integration stages in horizontal transfer is controlled so that the ratio of the imaging range to the pixel size approaches a constant value.

以上、水平転送における積分段数について述べたが、TDI段数についても同様に、画素のサイズに対する撮像範囲の比が一定に近くなるように制御が行われる。 The number of integration stages in horizontal transfer has been described above, but the number of TDI stages is similarly controlled so that the ratio of the imaging range to the pixel size is nearly constant.

なお、上記の例では、第1の区間Ta、第2の区間Tb、第3の区間Tc、第4の区間Td、第5の区間Teがそれぞれ転送クロックの4周期、5周期、6周期、7周期、8周期の長さを有するが、それらを、それぞれ転送クロックの4周期、5周期、6周期、7周期、8周期の整数倍(M倍:Mは2以上の整数)とするとともに、リセットパルスφRの発生間隔は転送クロックの周期の4倍、5倍、6倍、7倍、8倍のままとし、同じ積分段数での積分で得られた信号がM回出力されるようにしても良い。 In the above example, the first section Ta, the second section Tb, the third section Tc, the fourth section Td, and the fifth section Te correspond to 4 cycles, 5 cycles, 6 cycles, and 6 cycles of the transfer clock, respectively. They have lengths of 7 cycles and 8 cycles, but these are integral multiples (M times: M is an integer of 2 or more) of the 4 cycles, 5 cycles, 6 cycles, 7 cycles, and 8 cycles of the transfer clock, respectively. , the generation interval of the reset pulse φR remains 4 times, 5 times, 6 times, 7 times, and 8 times the period of the transfer clock, so that the signal obtained by integration with the same number of integration stages is output M times. It's okay.

撮像装置100が左斜め下方向を撮像するときの、センサ2Lにおける水平転送及び読み出しの動作は、センサ3Lの動作と類似する。
但し、センサ2Lの画素サイズはセンサ3Lの画素サイズより大きいので、センサ2Lにおける水平転送クロックφHの周期は、センサ3Lにおける水平転送クロックφHの周期よりも長い。また、センサ2Lにおける水平転送クロックφHの周期に対するリセットパルスφRの発生間隔の倍率は、センサ3Lの場合よりも小さい。
例えば、センサ2Lの画素サイズはセンサ3Lの画素サイズの2倍であり、センサ2Lにおける水平転送クロックφHの周期は、センサ3Lにおける水平転送クロックφHの周期の2倍であり、センサ2Lにおける水平転送クロックφHの周期に対するリセットパルスφRの発生間隔の倍率は、センサ3Lの場合の1/2である。
When the imaging device 100 captures an image diagonally downward to the left, the horizontal transfer and readout operations in the sensor 2L are similar to the operations in the sensor 3L.
However, since the pixel size of the sensor 2L is larger than the pixel size of the sensor 3L, the cycle of the horizontal transfer clock φH in the sensor 2L is longer than the cycle of the horizontal transfer clock φH in the sensor 3L. Furthermore, the magnification of the generation interval of the reset pulse φR with respect to the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 2L is smaller than that in the sensor 3L.
For example, the pixel size of the sensor 2L is twice the pixel size of the sensor 3L, the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 2L is twice the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 3L, and the horizontal transfer clock in the sensor 2L is The magnification of the generation interval of the reset pulse φR with respect to the period of the clock φH is 1/2 of that in the case of the sensor 3L.

図17(a)及び(b)は、撮像装置100が左斜め下方向又は直下を撮像するときの、センサ3Rにおける水平転送のための転送クロックφH及び読み出しのためのリセットパルスφRを示す。 FIGS. 17A and 17B show a transfer clock φH for horizontal transfer and a reset pulse φR for reading in the sensor 3R when the imaging device 100 images the diagonally lower left direction or directly below.

水平転送部50における電荷の水平転送は、図16(c)と同様の図17(a)の転送クロックφHによって行われる。即ち水平転送部50内のそれぞれの段に保持されている信号電荷(それぞれの画素列から、水平転送部50に転送された信号電荷)が、転送クロックφHが1度発生される度に水平転送部50内を1段、図3で右方向に転送される。 The horizontal transfer of charges in the horizontal transfer unit 50 is performed by the transfer clock φH of FIG. 17(a), which is similar to that of FIG. 16(c). That is, the signal charges held in each stage in the horizontal transfer unit 50 (signal charges transferred from each pixel column to the horizontal transfer unit 50) are transferred horizontally every time the transfer clock φH is generated. The image is transferred one stage within the unit 50, rightward in FIG.

センサ3Rの画素がセンサ1Cの画素よりも小さいことに対応して、水平転送クロックの周期が、図16(a)の水平転送クロックよりも短い。例えば、センサ3Rの画素のサイズは、センサ1Cの画素のサイズの1/4であり、図17(a)の水平転送クロックφHの周期は、図16(a)の水平転送クロックφHの1/4である。 Corresponding to the fact that the pixels of the sensor 3R are smaller than the pixels of the sensor 1C, the period of the horizontal transfer clock is shorter than that of the horizontal transfer clock in FIG. 16(a). For example, the pixel size of the sensor 3R is 1/4 of the pixel size of the sensor 1C, and the period of the horizontal transfer clock φH in FIG. 17(a) is 1/4 of the horizontal transfer clock φH in FIG. 16(a). It is 4.

読み出し回路60に印加されるリセットパルスφRの発生間隔は、水平転送クロックφHの発生周期より長く、かつ水平転送期間中に一定であり、変化しない。このようにするのは撮像装置100によって左斜め下方の撮像を行う場合、センサ3R内では、画素間での撮像範囲の差が小さいためである。
リセットパルスφRの発生間隔は例えば、転送クロックφHの周期の4倍に固定されている。これは、センサ3Rの画素サイズがセンサ1Cの画素サイズの1/4であるので、4段の積分を行なうことで、センサ1Cの画素と同じ(又はセンサ1Cの画素に近い)撮像範囲についての信号を出力するためである。
The generation interval of the reset pulse φR applied to the readout circuit 60 is longer than the generation cycle of the horizontal transfer clock φH, and is constant during the horizontal transfer period and does not change. This is done because when the imaging device 100 images diagonally downward to the left, the difference in imaging range between pixels within the sensor 3R is small.
The generation interval of the reset pulse φR is fixed to, for example, four times the period of the transfer clock φH. This is because the pixel size of sensor 3R is 1/4 of the pixel size of sensor 1C, so by performing four stages of integration, the image capture range that is the same as (or close to) the pixels of sensor 1C can be obtained. This is to output a signal.

撮像装置100が左斜め下方向又は直下を撮像するときの、センサ2Rにおける水平転送及び読み出しの動作は、センサ3Rの動作と類似する。
但し、センサ2Rの画素サイズはセンサ3Rの画素サイズより大きいので、センサ2Rにおける水平転送クロックφHの周期は、センサ3Rにおける水平転送クロックφHの周期よりも長い。また、センサ2Rにおける水平転送クロックφHの周期に対するリセットパルスφRの発生間隔の倍率は、センサ3Rの場合よりも小さい。
例えば、センサ2Rの画素サイズはセンサ3Rの画素サイズの2倍であり、センサ2Rにおける水平転送クロックφHの周期は、センサ3Rにおける水平転送クロックφHの周期の2倍であり、センサ2Rにおける水平転送クロックφHの周期に対するリセットパルスφRの発生間隔の倍率は、センサ3Rの場合の1/2である。
When the imaging device 100 images diagonally downward to the left or directly below, horizontal transfer and readout operations in the sensor 2R are similar to those of the sensor 3R.
However, since the pixel size of the sensor 2R is larger than the pixel size of the sensor 3R, the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 2R is longer than the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 3R. Further, the magnification of the generation interval of the reset pulse φR with respect to the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 2R is smaller than that in the sensor 3R.
For example, the pixel size of the sensor 2R is twice the pixel size of the sensor 3R, the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 2R is twice the period of the horizontal transfer clock φH in the sensor 3R, and the horizontal transfer clock in the sensor 2R is The magnification of the generation interval of the reset pulse φR with respect to the period of the clock φH is 1/2 of that in the case of the sensor 3R.

撮像装置100が右斜め下方向を撮像するときの、センサ3R及び2Rにおける水平転送及び読み出しの動作は、撮像装置100が左斜め下方向を撮像するときの、センサ3L及び2Lの動作と類似する。但し、上記の説明のうち、「左」と「右」とを入れ替える必要がある。
また、図16(d)及び図17(b)に示される、リセットパルスφRの発生間隔については、時間の経過とともに発生間隔を次第に長くする代わりに、次第に短くする必要がある。
The horizontal transfer and readout operations in the sensors 3R and 2R when the imaging device 100 images the diagonally lower right direction are similar to the operations of the sensors 3L and 2L when the imaging device 100 images the diagonally lower left direction. . However, in the above explanation, it is necessary to interchange "left" and "right".
Furthermore, the generation interval of the reset pulse φR shown in FIGS. 16(d) and 17(b) needs to be gradually shortened instead of being gradually lengthened as time passes.

左斜め下方を撮像しているか否かは、撮像装置100の撮像方向が左側に傾いており、ポインティング角(の絶対値)が予め定められた値よりも大きいか否かに基づいて判断される。
右斜め下方を撮像しているか否かは、撮像装置100の撮像方向が右側に傾いており、ポインティング角(の絶対値)が予め定められた値よりも大きいか否かに基づいて判断される。
以上より、水平方向の積分段数は、撮像装置100のポインティング角に基づいて定められると言える。
Whether or not the image is being captured diagonally downward to the left is determined based on whether the imaging direction of the imaging device 100 is tilted to the left and the (absolute value of) the pointing angle is larger than a predetermined value. .
Whether or not the image is being captured diagonally to the lower right is determined based on whether the imaging direction of the imaging device 100 is tilted to the right and the (absolute value of) the pointing angle is larger than a predetermined value. .
From the above, it can be said that the number of integration stages in the horizontal direction is determined based on the pointing angle of the imaging device 100.

積分段数はまた、センサから読み出される信号が、当該センサの画素アレイ30内のどの位置で発生した電荷を表すものであるかに応じて変更される。具体的には、図6(a)及び(b)に示されるように、左斜め下方を撮像する場合には、より左の方の撮像に用いられるセンサ内において、地表上のより左の方の撮像範囲に対応する画素で発生した電荷を表す信号が出力される際の積分段数がより多くされる。 The number of integration stages is also varied depending on where the signal read from the sensor represents the charge generated within the pixel array 30 of the sensor. Specifically, as shown in FIGS. 6(a) and 6(b), when imaging diagonally downward to the left, the sensor used for imaging the more left side is The number of integration stages is increased when a signal representing the charge generated in the pixel corresponding to the imaging range is output.

一般化して言えば、撮像装置100が、地表面のうちの、直下方向よりもCT方向の一方に離れた部分を撮像する状態にあり、撮像装置100のポインティング角が予め定められた値よりも大きいとき、複数のセンサのうちの、基準線123に対し、撮像されている部分が位置する側に対応する側に位置し、かつ基準線123から離れた位置に配置されているセンサにおいて、基準線123からより遠くに位置する画素ほど当該画素で発生された電荷に対する水平転送部における積分の段数が多くなるように制御される。
このような処理を可能にするため、複数のセンサのうちの、基準線123から離れた位置に配置されているセンサの各々の水平転送部50における積分段数が、水平転送期間中に変更可能であるように撮像装置100が構成されている。
Generally speaking, the imaging device 100 is in a state where the imaging device 100 is in a state where it images a part of the ground surface that is farther away in the CT direction than the direct direction, and the pointing angle of the imaging device 100 is larger than a predetermined value. When the reference line 123 is large, among the plurality of sensors, a sensor located on the side corresponding to the side where the imaged portion is located with respect to the reference line 123 and located at a position away from the reference line 123, Control is performed so that the farther a pixel is located from the line 123, the greater the number of stages of integration in the horizontal transfer section for the charge generated in the pixel.
In order to enable such processing, the number of integration stages in the horizontal transfer section 50 of each of the sensors placed at a position away from the reference line 123 among the plurality of sensors can be changed during the horizontal transfer period. The imaging device 100 is configured as follows.

以下、水平転送部50及び読み出し回路60の動作を図18(a)~(c)及び図19(a)~(c)を参照して説明する。 The operations of the horizontal transfer section 50 and the readout circuit 60 will be described below with reference to FIGS. 18(a) to 18(c) and FIGS. 19(a) to 19(c).

図18(a)及び図19(a)は水平転送部50の一部及び読み出し回路60の概略を示す。読み出し回路60は、FD(Floating Diffusion)部62及びFDアンプ64を含む。 18(a) and 19(a) schematically show a part of the horizontal transfer section 50 and the readout circuit 60. The readout circuit 60 includes an FD (Floating Diffusion) section 62 and an FD amplifier 64.

図18(b)及び(c)、並びに図19(b)及び(c)は、水平転送部50及び読み出し回路60の動作を示す図である。
そのうち、図18(b)及び図19(b)は、ポテンシャル井戸の状態の遷移と電荷転送を示し、図18(c)及び図19(c)は、転送電極に印加される転送クロックφH1,φH2及び読み出し回路60に印加されるリセットパルスφRを示す。
ここで水平転送部50における転送は2相駆動方式で行われるものとして説明する。
その場合、図18(c)及び図19(c)に示すように、論理状態が逆の一対の転送クロックφH1及びφH2が用いられる。φH1,φH2のうち、φH1が図16(a)のφHに相当する。
FIGS. 18B and 18C and FIGS. 19B and 19C are diagrams showing the operations of the horizontal transfer section 50 and the readout circuit 60.
18(b) and 19(b) show the transition of the state of the potential well and the charge transfer, and FIG. 18(c) and FIG. 19(c) show the transfer clock φH1, which is applied to the transfer electrode. φH2 and the reset pulse φR applied to the readout circuit 60 are shown.
Here, the description will be made assuming that the transfer in the horizontal transfer section 50 is performed using a two-phase drive method.
In that case, as shown in FIGS. 18(c) and 19(c), a pair of transfer clocks φH1 and φH2 having opposite logical states is used. Among φH1 and φH2, φH1 corresponds to φH in FIG. 16(a).

まず、積分を行なわない場合の動作について、図18(b)及び(c)を参照して説明する。
始めに時刻t1でリセットパルスφRによりFD部62の電位を基準状態にリセットする。
次に時刻t2で、水平転送部の終端、即ち、図18(a)で、FD部62の左隣のポテンシャル井戸まで電荷が転送されてくる。
次に時刻t3で電荷がFD部62に転送される。
このとき、FD部62の電位差がFDアンプ64にて検知され、検知された電位差を示す信号が出力される。
t4以降はt1~t3動作の繰り返しとなる。
First, the operation when no integration is performed will be described with reference to FIGS. 18(b) and 18(c).
First, at time t1, the potential of the FD section 62 is reset to the reference state by a reset pulse φR.
Next, at time t2, charge is transferred to the end of the horizontal transfer section, that is, to the potential well on the left side of the FD section 62 in FIG. 18(a).
Next, at time t3, the charges are transferred to the FD section 62.
At this time, the potential difference in the FD section 62 is detected by the FD amplifier 64, and a signal indicating the detected potential difference is output.
After t4, the operations from t1 to t3 are repeated.

次に、積分を行う場合の動作について、図19(b)及び(c)を参照して説明する。
ここでは、図19(b)及び(c)に示されるように、積分段数が3であるものとしている。
Next, the operation when performing integration will be described with reference to FIGS. 19(b) and 19(c).
Here, as shown in FIGS. 19(b) and 19(c), it is assumed that the number of integration stages is three.

始めに時刻t1でリセットパルスφRによりFD部62の電位を基準状態にリセットする。
次に時刻t2で、水平転送部の終端、即ち、図19(a)で、FD部62の左隣のポテンシャル井戸まで電荷が転送されてくる。
次に時刻t3で電荷がFD部62に転送される。
このとき、FDアンプ64での電位差検出を行わないため、リセットパルスφRでのリセット動作を行わない。
First, at time t1, the potential of the FD section 62 is reset to the reference state by a reset pulse φR.
Next, at time t2, charge is transferred to the end of the horizontal transfer section, that is, to the potential well on the left of the FD section 62 in FIG. 19(a).
Next, at time t3, the charges are transferred to the FD section 62.
At this time, since the FD amplifier 64 does not detect the potential difference, the reset operation using the reset pulse φR is not performed.

次に時刻t4で、水平転送部の終端、即ち、図19(a)で、FD部62の左隣のポテンシャル井戸に次の電荷が転送されてくる。
さらに時刻t5で電荷がFD部62に転送される。
このときもFDアンプ64での電位差検出を行わないため、リセットパルスφRでのリセット動作を行わない。
Next, at time t4, the next charge is transferred to the end of the horizontal transfer section, that is, to the potential well to the left of the FD section 62 in FIG. 19(a).
Furthermore, the charge is transferred to the FD section 62 at time t5.
At this time as well, since the FD amplifier 64 does not detect the potential difference, the reset operation using the reset pulse φR is not performed.

次に時刻t6でFD部62の左隣のポテンシャル井戸に次の電荷が転送されてくる。
さらに時刻t7で電荷がFD部62に転送される。
このとき、FD部62のポテンシャル井戸には水平転送部50で3段分の電荷が蓄積する。
このとき、FD部62の電位差がFDアンプ64にて検知され、検知された電位差を示す信号が出力される。
出力される信号は、水平方向に3段の積分をした結果を示すものとなる。
時刻t8以降はt1~t7動作の繰り返しとなる。
Next, at time t6, the next charge is transferred to the potential well on the left side of the FD section 62.
Furthermore, the charge is transferred to the FD section 62 at time t7.
At this time, charges for three stages are accumulated in the potential well of the FD section 62 in the horizontal transfer section 50.
At this time, the potential difference in the FD section 62 is detected by the FD amplifier 64, and a signal indicating the detected potential difference is output.
The output signal represents the result of three stages of horizontal integration.
After time t8, the operations from t1 to t7 are repeated.

以上、図19(b)及び(c)に示すように、水平方向の積分段数が3である場合について説明した。
しかしながら、積分段数は3に限らず、2であっても良く4以上であっても良い。
また、図16(d)及び図17(b)を参照して説明したようにポインティング角及びセンサ内の画素の位置(読出される電荷が発生した画素の位置)によって異なるものとしても良い。
The case where the number of integration stages in the horizontal direction is three, as shown in FIGS. 19(b) and 19(c), has been described above.
However, the number of integration stages is not limited to three, and may be two or four or more.
Furthermore, as described with reference to FIGS. 16(d) and 17(b), the values may vary depending on the pointing angle and the position of the pixel in the sensor (the position of the pixel where the charge to be read is generated).

以上、撮像装置100のポインティング角に基づいて水平転送における積分段数を制御する方法について述べた。
上記のように、ポインティング角に基づいて、TDI段数を制御することも可能である。例えば、撮像装置100が直下方向を撮像しているか、左斜め下方を撮像しているか、右斜め下方を撮像しているかに応じて、センサ3L、2L、2R及び3Rの各々内の各分割領域におけるTDI段数を変えることとしても良い。
その場合の制御は、TDI段数設定回路70で行い得る。
The method for controlling the number of integration stages in horizontal transfer based on the pointing angle of the imaging device 100 has been described above.
As described above, it is also possible to control the number of TDI stages based on the pointing angle. For example, each divided region within each of the sensors 3L, 2L, 2R, and 3R is determined depending on whether the imaging device 100 is imaging directly below, diagonally downward to the left, or diagonally downward to the right. It is also possible to change the number of TDI stages in .
Control in that case can be performed by the TDI stage number setting circuit 70.

次に焦点面検出器120を構成する、複数のセンサのCT方向の位置関係及びAT方向の位置関係について説明する。
図2に示すように複数のセンサがスタガ配置されている場合、隣り合うセンサは、CT方向にもAT方向にも整列していない。
Next, the positional relationship in the CT direction and the positional relationship in the AT direction of the plurality of sensors that constitute the focal plane detector 120 will be explained.
When a plurality of sensors are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 2, adjacent sensors are not aligned in either the CT direction or the AT direction.

図20は、図2に示されるセンサのうちのセンサ3L、2L、及び1Cの位置関係を示す。
上記のように、CT方向の異なる位置に配置された複数のセンサの撮像データは、CT方向における画素の位置の順に連結され、それにより一連の撮像データに生成される。
このとき、CT方向に隣り合うセンサの、互いに近接する端部では、地表面の同じ部分の画像が、異なるサイズの画素で撮像される。
また、撮像データの欠落を生じさせないために、隣り合うセンサは、近接する端部がAT方向に重なり合うように配置されている。
FIG. 20 shows the positional relationship of sensors 3L, 2L, and 1C among the sensors shown in FIG.
As described above, the imaging data of a plurality of sensors arranged at different positions in the CT direction are connected in the order of pixel positions in the CT direction, thereby generating a series of imaging data.
At this time, images of the same part of the ground surface are captured by pixels of different sizes at the ends of adjacent sensors in the CT direction that are close to each other.
Furthermore, in order to prevent image data from being lost, adjacent sensors are arranged so that their adjacent ends overlap in the AT direction.

このような場合、上記の連結の処理を簡単にするためには、隣り合う一対のセンサの、互いに近接する端部の重なり量(U12又はU23)が、上記一対のセンサのうちの一方の画素ピッチ(水平方向の画素ピッチ)の整数倍であるのが望ましく、上記の一対のセンサのうちの、焦点面122上の、中央側(基準線123に近い側)に位置するセンサの水平画素ピッチの整数倍にするのが特に望ましい。
ここでは、水平方向の画素ピッチは水平方向の画素サイズに等しいとみなし、水平方向の画素サイズと同じ符号で表す。
In such a case, in order to simplify the above-mentioned connection process, the overlap amount (U12 or U23) of the ends of the adjacent pair of sensors that are close to each other must be the same as the pixel of one of the pair of sensors. The horizontal pixel pitch of the sensor located on the center side (closer to the reference line 123) on the focal plane 122 is preferably an integral multiple of the pitch (horizontal pixel pitch). It is particularly desirable to make it an integral multiple of .
Here, the pixel pitch in the horizontal direction is assumed to be equal to the pixel size in the horizontal direction, and is expressed by the same symbol as the pixel size in the horizontal direction.

具体的には、図2及び図20に示されるように、センサ2Lはその上端がセンサ1C(センサ2Lよりも、焦点面122上の中央側に位置し、センサ2Lに隣接するセンサ)の下端よりも下に位置し、センサ2Lの画素アレイ30の右端がセンサ1Cの画素アレイ30の左端よりも右側に(中央側)に位置し、その結果、端部が互いに重なりあっている。
重なり量U12は、センサ2L及び1Cのいずれかの水平画素ピッチW2又はW1の整数倍であるのが望ましく、センサ1C(中央側に位置するセンサ)の水平画素ピッチW1の整数倍であるのが一層望ましい。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 20, the upper end of the sensor 2L is the lower end of the sensor 1C (a sensor located closer to the center on the focal plane 122 than the sensor 2L and adjacent to the sensor 2L). The right end of the pixel array 30 of the sensor 2L is located to the right (center side) of the left end of the pixel array 30 of the sensor 1C, and as a result, the ends overlap with each other.
The amount of overlap U12 is preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W2 or W1 of either sensor 2L or 1C, and preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W1 of sensor 1C (the sensor located on the center side). Even more desirable.

同様に、センサ3Lはその下端がセンサ2L(センサ3Lよりも中央側に位置し、センサ3Lに隣接するセンサ)の上端よりも上に位置し、センサ3Lの画素アレイ30の右端がセンサ2Lの画素アレイ30の左端よりも右側に(中央側)に位置し、その結果、端部が互いに重なりあっている。
重なり量U23は、センサ3L及び2Lのいずれかの水平画素ピッチW3又はW2の整数倍であるのが望ましく、センサ2L(中央側に位置するセンサ)の水平画素ピッチW2の整数倍であるのが一層望ましい。
Similarly, the lower end of the sensor 3L is located above the upper end of the sensor 2L (a sensor located on the center side of the sensor 3L and adjacent to the sensor 3L), and the right end of the pixel array 30 of the sensor 3L is located above the upper end of the sensor 2L. They are located to the right (center side) of the left end of the pixel array 30, and as a result, their ends overlap with each other.
The amount of overlap U23 is preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W3 or W2 of either sensor 3L or 2L, and preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W2 of sensor 2L (the sensor located on the center side). Even more desirable.

AT方向の重なりに関し、センサ1Cとセンサ2Rとの位置関係には、センサ1Cとセンサ2Lとの位置関係と同様のことが当てはまり、センサ2Rとセンサ3Rとの位置関係には、センサ2Lとセンサ3Lとの位置関係と同様のことが当てはまる。
但し、上記の説明のうち、「左」と「右」とを入れ替える必要がある。
Regarding the overlap in the AT direction, the same thing applies to the positional relationship between the sensor 1C and the sensor 2R as the positional relationship between the sensor 1C and the sensor 2L, and the same thing applies to the positional relationship between the sensor 2R and the sensor 3R. The same thing applies to the positional relationship with 3L.
However, in the above explanation, it is necessary to interchange "left" and "right".

さらに、スタガ配置においては、CT方向に隣り合うセンサはAT方向にずらして配置されている。
そのため、飛翔体が地表面に対して移動する場合、隣り合うセンサが地表面上のCT方向の同じ位置を撮像する時刻相互間には、隣り合うセンサのAT方向の位置に対応する時間差がある。
Furthermore, in the staggered arrangement, sensors adjacent in the CT direction are shifted in the AT direction.
Therefore, when a flying object moves relative to the ground surface, there is a time difference between the times when adjacent sensors image the same position on the ground surface in the CT direction, which corresponds to the position of the adjacent sensors in the AT direction. .

隣り合うセンサの撮像データを連結する際に、この時間差を考慮した補正処理を容易にするために、隣り合う一対のセンサのAT方向のずれが、いずれかのセンサの垂直画素ピッチ(垂直方向の画素ピッチ)の整数倍であるのが望ましく、CT方向の外側(基準線123に近い側)に位置するセンサの垂直画素ピッチ(垂直方向の画素ピッチ)の整数倍であるのが一層望ましい。
ここでは、垂直方向の画素ピッチは垂直方向の画素サイズに等しいとみなし、垂直方向の画素サイズと同じ符号で表す。
In order to facilitate correction processing that takes this time difference into consideration when connecting imaging data from adjacent sensors, the deviation in the AT direction of a pair of adjacent sensors is determined by the vertical pixel pitch (vertical direction) of either sensor. It is desirable that the distance be an integral multiple of the vertical pixel pitch (pixel pitch), and more preferably an integral multiple of the vertical pixel pitch (vertical pixel pitch) of the sensor located outside in the CT direction (on the side closer to the reference line 123).
Here, the pixel pitch in the vertical direction is assumed to be equal to the pixel size in the vertical direction, and is expressed by the same symbol as the pixel size in the vertical direction.

ここで、隣り合う一対のセンサ間のAT方向のずれとは、一方のセンサの画素アレイ30の最も下に位置する行から他方のセンサの画素アレイ30の最も下に位置する行までの距離を意味する。 Here, the deviation in the AT direction between a pair of adjacent sensors refers to the distance from the lowest row of the pixel array 30 of one sensor to the lowest row of the pixel array 30 of the other sensor. means.

具体的には、センサ2Lとセンサ1CとのAT方向のずれS12は、センサ2L及び1Cのいずれかの垂直画素ピッチH2又はH1の整数倍であるのが望ましく、センサ1C(中央側に位置するセンサ)の垂直画素ピッチH1の整数倍であるのが一層望ましい。
同様に、センサ3Lとセンサ2LとのAT方向のずれS23は、センサ3L及び2Lのいずれかの垂直画素ピッチH3又はH2の整数倍であるのが望ましく、センサ2L(中央側に位置するセンサ)の垂直画素ピッチH2の整数倍であるのが一層望ましい。
Specifically, it is desirable that the deviation S12 between the sensor 2L and the sensor 1C in the AT direction is an integral multiple of the vertical pixel pitch H2 or H1 of either the sensor 2L or 1C; It is more desirable that the pitch be an integral multiple of the vertical pixel pitch H1 of the sensor.
Similarly, the deviation S23 in the AT direction between the sensor 3L and the sensor 2L is preferably an integral multiple of the vertical pixel pitch H3 or H2 of either the sensor 3L or 2L, and the sensor 2L (the sensor located at the center) More preferably, the vertical pixel pitch H2 is an integral multiple of the vertical pixel pitch H2.

AT方向のずれに関し、センサ2Rとセンサ1Cとの位置関係には、センサ2Lとセンサ1Cとの位置関係と同様のことが当てはまり、センサ3Rとセンサ2Rとの位置関係には、センサ3Lとセンサ2Lとの位置関係と同様のことが当てはまる。 Regarding the deviation in the AT direction, the same applies to the positional relationship between the sensor 2R and the sensor 1C as the positional relationship between the sensor 2L and the sensor 1C, and the same applies to the positional relationship between the sensor 3R and the sensor 2R. The same thing applies to the positional relationship with 2L.

実施の形態1によれば、センサ内のCT方向における位置によらず、すべての画素について鮮鋭な画像を得ることができる。
また、センサがスタガ配置されているので、焦点面検出器のAT方向のサイズを比較的小さくすることができる。
According to the first embodiment, a sharp image can be obtained for all pixels regardless of their position in the CT direction within the sensor.
Furthermore, since the sensors are arranged in a staggered manner, the size of the focal plane detector in the AT direction can be made relatively small.

実施の形態2.
図21は、実施の形態2の撮像装置100で用いられる焦点面検出器の構成例を示す配置図である。図示の焦点面検出器120bは、図2の焦点面検出器120と概して同じであるが、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rの配置が異なる。
Embodiment 2.
FIG. 21 is a layout diagram showing a configuration example of a focal plane detector used in the imaging device 100 of the second embodiment. The illustrated focal plane detector 120b is generally the same as the focal plane detector 120 of FIG. 2, but differs in the placement of sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R.

具体的には、図2の焦点面検出器120では、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rが焦点面122上にスタガ配置されているが、図21の焦点面検出器120bでは、焦点面122上で、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rが左上から右下へと延びた直線(斜めの直線)に沿って配置されている。より具体的には、センサ1Cは、その画素アレイ30の水平方向の中心が基準線123上に位置するように配置され、該センサ1Cを中心として、上記の斜めの直線に沿って左右に2個ずつ配置されている。 Specifically, in the focal plane detector 120 of FIG. 2, the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are staggered on the focal plane 122, but in the focal plane detector 120b of FIG. On the surface 122, the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are arranged along a straight line (diagonal straight line) extending from the upper left to the lower right. More specifically, the sensor 1C is arranged such that the horizontal center of its pixel array 30 is located on the reference line 123, and the sensor 1C is arranged to the left and right along the above-mentioned diagonal straight line with the sensor 1C as the center. They are placed one by one.

なお、図21でも、AT方向は下から上へ向かう方向であり、CT方向は左から右へ向かう方向である。 In addition, also in FIG. 21, the AT direction is a direction from bottom to top, and the CT direction is a direction from left to right.

図22は、図21に示されるセンサのうちのセンサ3L、2L、及び1Cの位置関係を示す。 FIG. 22 shows the positional relationship of sensors 3L, 2L, and 1C among the sensors shown in FIG. 21.

図21及び図22に示されるように、センサ2Lはその下端がセンサ1C(センサ2Lよりも中央側に位置し、センサ2Lに隣接するセンサ)の上端よりも上に位置し、かつその画素アレイ30の右端がセンサ1Cの画素アレイ30の左端よりも右側に位置し、その結果端部が互いに重なり合っている。
重なり量U12は、センサ2L及び1Cのいずれかの水平画素ピッチW2又はW1の整数倍であるのが望ましく、センサ1C(中央側に位置するセンサ)の水平画素ピッチW1の整数倍であるのが一層望ましい。
As shown in FIGS. 21 and 22, the lower end of the sensor 2L is located above the upper end of the sensor 1C (a sensor located on the center side of the sensor 2L and adjacent to the sensor 2L), and its pixel array The right end of pixel array 30 is located to the right of the left end of pixel array 30 of sensor 1C, and as a result, the ends overlap each other.
The amount of overlap U12 is preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W2 or W1 of either sensor 2L or 1C, and preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W1 of sensor 1C (the sensor located on the center side). Even more desirable.

同様に、センサ3Lはその下端がセンサ2L(センサ3Lよりも中央側に位置し、センサ3Lに隣接するセンサ)の上端よりも上に位置し、かつその画素アレイ30の右端がセンサ2Lの画素アレイ30の左端よりも右側に位置し、その結果端部が互いに重なり合っている。
重なり量U23は、センサ3L及び2Lのいずれかの水平画素ピッチW3又はW2の整数倍であるのが望ましく、センサ2L(中央側に位置するセンサ)の水平画素ピッチW2の整数倍であるのが望ましい。
Similarly, the lower end of the sensor 3L is located above the upper end of the sensor 2L (a sensor located on the center side of the sensor 3L and adjacent to the sensor 3L), and the right end of the pixel array 30 is the pixel of the sensor 2L. They are located to the right of the left end of the array 30, so that the ends overlap each other.
The amount of overlap U23 is preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W3 or W2 of either sensor 3L or 2L, and preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W2 of sensor 2L (the sensor located on the center side). desirable.

AT方向の重なりに関し、センサ1Cとセンサ2Rとの位置関係には、センサ1Cとセンサ2Lとの位置関係と同様のことが当てはまり、センサ2Rとセンサ3Rとの位置関係には、センサ2Lとセンサ3Lとの位置関係と同様のことが当てはまる。
但し、上記の説明のうち、「左」と「右」とを入れ替え、かつ「上」と「下」とを入れ替える必要がある。
Regarding the overlap in the AT direction, the same thing applies to the positional relationship between the sensor 1C and the sensor 2R as the positional relationship between the sensor 1C and the sensor 2L, and the same thing applies to the positional relationship between the sensor 2R and the sensor 3R. The same thing applies to the positional relationship with 3L.
However, in the above explanation, it is necessary to interchange "left" and "right" and also interchange "upper" and "lower".

要するに、実施の形態1と同様に、隣り合う一対のセンサの、互いに近接する端部は重なり合い、その重なり量は、上記一対のセンサのうちの一方の水平画素ピッチであるのが望ましく、中央側に位置するセンサの水平画素ピッチの整数倍であるのが一層望ましい。 In short, similarly to Embodiment 1, the ends of a pair of adjacent sensors that are close to each other overlap, and the amount of overlap is preferably equal to the horizontal pixel pitch of one of the pair of sensors, and the center side More preferably, it is an integral multiple of the horizontal pixel pitch of the sensor located at .

上記のように、複数のセンサの撮像データは、CT方向に連結されるが、上記の配置とすることにより、上記の連結の処理が簡単となる。 As described above, the imaging data of the plurality of sensors are connected in the CT direction, but the above arrangement simplifies the above-mentioned connection process.

次にAT方向のずれについて説明する。隣り合うセンサ間のAT方向のずれとは、実施の形態1に関して述べたように、一方のセンサの画素アレイ30の最も下に位置する行から他方のセンサの画素アレイ30の最も下に位置する行までの距離を意味する。 Next, the deviation in the AT direction will be explained. As described in connection with the first embodiment, the deviation in the AT direction between adjacent sensors is defined as the deviation from the lowest row of the pixel array 30 of one sensor to the lowest row of the pixel array 30 of the other sensor. Means the distance to the line.

図22に示されるように、センサ2Lとセンサ1CとのAT方向のずれS12は、センサ2L及び1Cのいずれかの垂直画素ピッチH2又はH1の整数倍であるのが望ましく、センサ1C(中央側に位置するセンサ)の垂直画素ピッチH1の整数倍であることが一層望ましい。
同様に、センサ3Lとセンサ2LとのAT方向のずれS23は、センサ3L及び2Lのいずれかの垂直画素ピッチH3又はH2の整数倍であるのが望ましく、センサ2L(中央側に位置するセンサ)の垂直画素ピッチH2の整数倍であるのが一層望ましい。
As shown in FIG. 22, the deviation S12 in the AT direction between the sensor 2L and the sensor 1C is preferably an integral multiple of the vertical pixel pitch H2 or H1 of either the sensor 2L or 1C; It is more desirable that the vertical pixel pitch H1 be an integral multiple of the vertical pixel pitch H1 of the sensor located at .
Similarly, the deviation S23 in the AT direction between the sensor 3L and the sensor 2L is preferably an integral multiple of the vertical pixel pitch H3 or H2 of either the sensor 3L or 2L, and the sensor 2L (the sensor located at the center) More preferably, the vertical pixel pitch H2 is an integral multiple of the vertical pixel pitch H2.

AT方向のずれに関し、センサ2Rとセンサ1Cとの位置関係には、センサ2Lとセンサ1Cとの位置関係と同様のことが当てはまり、センサ3Rとセンサ2Rとの位置関係には、センサ3Lとセンサ2Lとの位置関係と同様のことが当てはまる。 Regarding the deviation in the AT direction, the same applies to the positional relationship between the sensor 2R and the sensor 1C as the positional relationship between the sensor 2L and the sensor 1C, and the same applies to the positional relationship between the sensor 3R and the sensor 2R. The same thing applies to the positional relationship with 2L.

以上要するに、実施の形態1と同様、隣り合うセンサ相互間のAT方向のずれは、隣り合うセンサのいずれかの垂直画素ピッチの整数倍であるのが望ましく、より中央側に位置するセンサの垂直画素ピッチの整数倍であるのが一層望ましい。 In short, as in Embodiment 1, it is desirable that the deviation in the AT direction between adjacent sensors is an integral multiple of the vertical pixel pitch of either of the adjacent sensors, and the vertical deviation of the sensor located closer to the center is More preferably, it is an integral multiple of the pixel pitch.

上記の配置とすることにより、センサの撮像データを連結する処理が簡単となり、かつ連結で得られる一連の撮像データの連続性が向上する。
即ち、図21及び図22を参照して説明した斜め配置とした場合にも、(実施の形態1と同様に)飛翔体が地表面に対して移動する場合、隣り合うセンサが地表面上のCT方向の同じ位置を撮像する時刻相互間には、隣り合うセンサのAT方向の位置に対応する時間差がある。複数のセンサの撮像データは、CT方向に連結されるが、上記の配置とすることにより、センサ間での撮像時刻の差に対する補正処理が容易となる。従って連結の処理が簡単となり、連結で得られる一連の撮像データの連続性が向上する。
The above arrangement simplifies the process of linking sensor imaging data, and improves the continuity of a series of imaging data obtained by linking.
In other words, even in the case of the diagonal arrangement described with reference to FIGS. 21 and 22, when the flying object moves relative to the ground surface (as in Embodiment 1), adjacent sensors are located on the ground surface. There is a time difference between times when the same position in the CT direction is imaged, corresponding to the positions of adjacent sensors in the AT direction. Although the imaging data of the plurality of sensors are connected in the CT direction, the above arrangement facilitates correction processing for the difference in imaging time between the sensors. Therefore, the process of linking becomes simple, and the continuity of a series of imaging data obtained by linking is improved.

上記の例では、5個のセンサが設けられているが、センサの数は5に限定されない。要するに、センサ1Cを中央に配置し、左右に同数、斜めの線に沿って配置されていれば良い。 In the above example, five sensors are provided, but the number of sensors is not limited to five. In short, it is sufficient if the sensor 1C is placed in the center, and the same number of sensors are placed on the left and right along the diagonal line.

さらに、上記の例では、複数のセンサが、センサ1Cを中心に左上方から右下方へ延びた直線に沿って配置されているが、逆に、右上方から左下方へ延びた直線に沿って配置されていても良い。 Furthermore, in the above example, the plurality of sensors are arranged along a straight line extending from the upper left to the lower right with sensor 1C as the center, but conversely, the plurality of sensors are arranged along the straight line extending from the upper right to the lower left. It may be placed.

実施の形態2によれば、センサ内のCT方向における位置によらず、すべての画素について鮮鋭な画像を得ることができる。 According to the second embodiment, a sharp image can be obtained for all pixels regardless of their position in the CT direction within the sensor.

実施の形態3.
図23は、実施の形態3の撮像装置100で用いられる焦点面検出器の構成例を示す配置図である。図示の焦点面検出器120cは、図2の焦点面検出器120と概して同じであるが、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rの配置が異なる。
Embodiment 3.
FIG. 23 is a layout diagram showing a configuration example of a focal plane detector used in the imaging device 100 of the third embodiment. The illustrated focal plane detector 120c is generally the same as the focal plane detector 120 of FIG. 2, except for the placement of sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R.

具体的には、図2の焦点面検出器120では、センサ3L、2L、1C、2R、及び3Rが焦点面122上にスタガ配置されているが、図23の焦点面検出器120cでは、焦点面122上で、センサ3L、2L、1C、2R、及び3RがV字型に配置されている。 Specifically, in the focal plane detector 120 of FIG. 2, the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are staggered on the focal plane 122, but in the focal plane detector 120c of FIG. On the surface 122, the sensors 3L, 2L, 1C, 2R, and 3R are arranged in a V-shape.

即ち、センサ1Cが基準線123の位置、即ち、中央部に配置され、センサ2L及び3Lが中央部を通って左上がりの直線に沿って配置され、センサ2R及び3Rが中央部を通る右上がりの直線に沿って配置されている。 That is, the sensor 1C is arranged at the position of the reference line 123, that is, at the center, the sensors 2L and 3L are arranged along a straight line passing through the center and rising to the left, and the sensors 2R and 3R are arranged along a straight line passing through the center and rising to the right. is placed along the straight line.

なお、図23でも、AT方向は下から上へ向かう方向であり、CT方向は左から右へ向かう方向である。 Note that also in FIG. 23, the AT direction is a direction from bottom to top, and the CT direction is a direction from left to right.

図23に示されるセンサの位置関係は、実施の形態2に関し、図22を参照して説明したのと同様である。 The positional relationship of the sensors shown in FIG. 23 is the same as that described with reference to FIG. 22 regarding the second embodiment.

図23及び図22に示されるように、センサ2Lはその下端がセンサ1C(センサ2Lよりも中央側に位置し、センサ2Lに隣接するセンサ)の上端よりも上に位置し、かつその画素アレイ30の右端がセンサ1Cの画素アレイ30の左端よりも右側に位置し、その結果端部が互いに重なり合っている。
重なり量U12は、センサ2L及び1Cのいずれかの水平画素ピッチW2又はW1の整数倍であるのが望ましく、センサ1C(中央側に位置するセンサ)の水平画素ピッチW1の整数倍であるのが一層望ましい。
As shown in FIGS. 23 and 22, the lower end of the sensor 2L is located above the upper end of the sensor 1C (a sensor located on the center side of the sensor 2L and adjacent to the sensor 2L), and its pixel array The right end of pixel array 30 is located to the right of the left end of pixel array 30 of sensor 1C, and as a result, the ends overlap each other.
The amount of overlap U12 is preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W2 or W1 of either sensor 2L or 1C, and preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W1 of sensor 1C (the sensor located on the center side). Even more desirable.

同様に、センサ3Lはその下端がセンサ2L(センサ3Lよりも中央側に位置し、センサ3Lに隣接するセンサ)の上端よりも上に位置し、かつその画素アレイ30の右端がセンサ2Lの画素アレイ30の左端よりも右側に位置し、その結果端部が互いに重なり合っている。
重なり量U23は、センサ3L及び2Lのいずれかの水平画素ピッチW3又はW2の整数倍であるのが望ましく、センサ2L(中央側に位置するセンサ)の水平画素ピッチW2の整数倍であるのが一層望ましい。
Similarly, the lower end of the sensor 3L is located above the upper end of the sensor 2L (a sensor located on the center side of the sensor 3L and adjacent to the sensor 3L), and the right end of the pixel array 30 is the pixel of the sensor 2L. They are located to the right of the left end of the array 30, so that the ends overlap each other.
The amount of overlap U23 is preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W3 or W2 of either sensor 3L or 2L, and preferably an integral multiple of the horizontal pixel pitch W2 of sensor 2L (the sensor located on the center side). Even more desirable.

AT方向の重なりに関し、センサ1Cとセンサ2Rとの位置関係には、センサ1Cとセンサ2Lとの位置関係と同様のことが当てはまり、センサ2Rとセンサ3Rとの位置関係には、センサ2Lとセンサ3Lとの位置関係と同様のことが当てはまる。
但し、上記の説明のうち、「左」と「右」とを入れ替える必要がある。
Regarding the overlap in the AT direction, the same thing applies to the positional relationship between the sensor 1C and the sensor 2R as the positional relationship between the sensor 1C and the sensor 2L, and the same thing applies to the positional relationship between the sensor 2R and the sensor 3R. The same thing applies to the positional relationship with 3L.
However, in the above explanation, it is necessary to interchange "left" and "right".

要するに、実施の形態1及び2と同様に、隣り合う一対のセンサの、互いに近接する端部は重なり合い、その重なり量は、上記一対のセンサのうちの一方の水平画素ピッチであるのが望ましく、中央側に位置するセンサの水平画素ピッチの整数倍であるのが一層望ましい。 In short, as in Embodiments 1 and 2, the ends of a pair of adjacent sensors that are close to each other overlap, and the amount of overlap is preferably the horizontal pixel pitch of one of the pair of sensors, More preferably, the pitch is an integral multiple of the horizontal pixel pitch of the sensor located at the center.

上記のように、複数のセンサの撮像データは、CT方向に連結されるが、上記の配置とすることにより、上記の連結の処理が簡単となる。 As described above, the imaging data of the plurality of sensors are connected in the CT direction, but the above arrangement simplifies the above-mentioned connection process.

次にAT方向のずれについて説明する。隣り合うセンサ間のAT方向のずれとは、実施の形態1に関して述べたように、一方のセンサの画素アレイ30の最も下に位置する行から他方のセンサの画素アレイ30の最も下に位置する行までの距離を意味する。 Next, the deviation in the AT direction will be explained. As described in connection with the first embodiment, the deviation in the AT direction between adjacent sensors is defined as the deviation from the lowest row of the pixel array 30 of one sensor to the lowest row of the pixel array 30 of the other sensor. Means the distance to the line.

図22に示されるように、センサ2Lとセンサ1CとのAT方向のずれS12は、センサ2L及び1Cのいずれかの垂直画素ピッチH2又はH1の整数倍であるのが望ましく、センサ1C(中央側に位置するセンサ)の垂直画素ピッチH1の整数倍であるのが一層望ましい。
同様に、センサ3Lとセンサ2LとのAT方向のずれS23は、センサ3L及び2Lのいずれかの垂直画素ピッチH3又はH2の整数倍であるのが望ましく、センサ2L(中央側に位置するセンサ)の垂直画素ピッチH2の整数倍であるのが一層望ましい。
As shown in FIG. 22, the deviation S12 in the AT direction between the sensor 2L and the sensor 1C is preferably an integral multiple of the vertical pixel pitch H2 or H1 of either the sensor 2L or 1C; It is more preferable that the vertical pixel pitch H1 is an integral multiple of the vertical pixel pitch H1 of the sensor located at .
Similarly, the deviation S23 in the AT direction between the sensor 3L and the sensor 2L is preferably an integral multiple of the vertical pixel pitch H3 or H2 of either the sensor 3L or 2L, and the sensor 2L (the sensor located at the center) More preferably, the vertical pixel pitch H2 is an integral multiple of the vertical pixel pitch H2.

AT方向のずれに関し、センサ2Rとセンサ1Cとの位置関係には、センサ2Lとセンサ1Cとの位置関係と同様のことが当てはまり、センサ3Rとセンサ2Rとの位置関係には、センサ3Lとセンサ2Lとの位置関係と同様のことが当てはまる。 Regarding the deviation in the AT direction, the same applies to the positional relationship between the sensor 2R and the sensor 1C as the positional relationship between the sensor 2L and the sensor 1C, and the same applies to the positional relationship between the sensor 3R and the sensor 2R. The same thing applies to the positional relationship with 2L.

以上要するに、実施の形態1及び2と同様、隣り合う一対のセンサ相互間のAT方向のずれは、上記一対のセンサのうちのいずれかの垂直画素ピッチの整数倍であるのが望ましく、より中央側に位置するセンサの垂直画素ピッチの整数倍であるのが一層望ましい。 In short, as in Embodiments 1 and 2, it is desirable that the deviation in the AT direction between a pair of adjacent sensors be an integral multiple of the vertical pixel pitch of either of the pair of sensors, and More preferably, it is an integral multiple of the vertical pixel pitch of the adjacent sensor.

上記の配置とすることにより、センサの撮像データを連結する処理が簡単となり、かつ連結で得られる一連の撮像データの連続性が向上する。
即ち、図23及び図22を参照して説明したV字型配置とした場合にも、(実施の形態1、2と同様に)飛翔体が地表面に対して移動する場合、隣り合うセンサが地表面上のCT方向の同じ位置を撮像する時刻相互間には、隣り合うセンサのAT方向の位置に対応する時間差がある。複数のセンサの撮像データは、CT方向に連結されるが、上記の配置とすることにより、センサ間での撮像時刻の差に対する補正処理が容易となる。従って連結の処理が簡単となり、連結で得られる一連の撮像データの連続性が向上する。
The above arrangement simplifies the process of linking sensor imaging data, and improves the continuity of a series of imaging data obtained by linking.
That is, even in the case of the V-shaped arrangement described with reference to FIGS. 23 and 22, when the flying object moves relative to the ground surface (as in Embodiments 1 and 2), adjacent sensors There is a time difference between the times at which images are taken of the same position on the ground surface in the CT direction, which corresponds to the positions of adjacent sensors in the AT direction. Although the imaging data of the plurality of sensors are connected in the CT direction, the above arrangement facilitates correction processing for the difference in imaging time between the sensors. Therefore, the process of linking becomes simple, and the continuity of a series of imaging data obtained by linking is improved.

上記の例では、5個のセンサが設けられているが、センサの数は5に限定されない。要するに、センサ1Cを中央に配置し、左右に同数、V字型に配置されていれば良い。 In the above example, five sensors are provided, but the number of sensors is not limited to five. In short, it is sufficient if the sensor 1C is placed in the center and the same number of sensors are placed on the left and right in a V-shape.

さらに、上記の例では、複数のセンサが、センサ1Cを中心にV字型に配置されているが、逆V字型に配置されていても良い。即ちセンサ1Cを中心にして、左下方に延びる直線に沿って配置されたセンサと右下方に延びる直線に沿って配置されたセンサを含む構成であっても良い。 Further, in the above example, the plurality of sensors are arranged in a V-shape with the sensor 1C at the center, but they may be arranged in an inverted V-shape. That is, the configuration may include sensors arranged along a straight line extending to the lower left and sensors arranged along a straight line extending to the lower right with the sensor 1C as the center.

実施の形態3によれば、センサ内のCT方向における位置によらず、すべての画素について鮮鋭な画像を得ることができる。 According to the third embodiment, a sharp image can be obtained for all pixels regardless of their position in the CT direction within the sensor.

Pp 画素、 1C,2L,3L,2R,3R イメージセンサ、 30 画素アレイ、 40 垂直転送部、 50 水平転送部、 60 読み出し回路、 70 TDI段数設定回路、 70-1~70-4,71~74 金属配線、 75 スルーホール、 80 駆動信号発生回路、 80-1~80-4,81~84 垂直転送電極、 100 撮像装置、 110 光学系、 120 焦点面検出器、 122 焦点面、 123 基準線、 130 積分段数制御部、 140 姿勢検知部、 150 送受信処理部、 160 姿勢制御部、 200 地上局。 Pp pixel, 1C, 2L, 3L, 2R, 3R image sensor, 30 pixel array, 40 vertical transfer section, 50 horizontal transfer section, 60 readout circuit, 70 TDI stage number setting circuit, 70-1 to 70-4, 71 to 74 metal wiring, 75 through hole, 80 drive signal generation circuit, 80-1 to 80-4, 81 to 84 vertical transfer electrode, 100 imaging device, 110 optical system, 120 focal plane detector, 122 focal plane, 123 reference line, 130 integral stage number control unit, 140 attitude detection unit, 150 transmission/reception processing unit, 160 attitude control unit, 200 ground station.

Claims (17)

複数のTDI方式のイメージセンサを備え、地表面に対してAT方向に移動しながら撮像を行なう撮像装置であって、
前記複数のイメージセンサは、前記撮像装置の焦点面上において、CT方向の互いに異なる位置に配置され、
前記イメージセンサの各々は、複数の画素列を成すように配置された複数の画素を含み、各画素で光電変換により電荷を発生し、発生された電荷を前記移動の速度に合わせて垂直転送することで時間遅延積分する転送電極を備えた画素アレイと、時間遅延積分された電荷を水平転送する水平転送部と有し、
前記焦点面上の前記AT方向に延びた基準線からより遠くに配置されたイメージセンサほど前記画素のサイズが小さく、
前記撮像装置が、地表面のうちの、直下方向よりも前記CT方向の一方に離れた部分を撮像する状態にあり、前記撮像装置のポインティング角が予め定められた値よりも大きいとき、
前記複数のイメージセンサのうちの、前記基準線に対し、前記撮像されている部分が位置する側に対応する側に位置し、かつ前記基準線から離れた位置に配置されているイメージセンサにおいて、前記基準線からより遠くに位置する画素ほど当該画素で発生された電荷に対する前記時間遅延積分の段数が多くなるように制御される
撮像装置。
An imaging device that includes a plurality of TDI image sensors and captures images while moving in an AT direction with respect to the ground surface,
The plurality of image sensors are arranged at mutually different positions in the CT direction on the focal plane of the imaging device,
Each of the image sensors includes a plurality of pixels arranged in a plurality of pixel columns, each pixel generates a charge by photoelectric conversion, and the generated charge is vertically transferred in accordance with the speed of the movement. The pixel array includes a transfer electrode that performs time-delay integration, and a horizontal transfer section that horizontally transfers the time-delay integrated charge.
The farther the image sensor is placed from the reference line extending in the AT direction on the focal plane, the smaller the size of the pixel,
When the imaging device is in a state of imaging a part of the ground surface that is farther away in one of the CT directions than the direction directly below, and the pointing angle of the imaging device is larger than a predetermined value;
Of the plurality of image sensors, the image sensor is located on a side corresponding to the side where the imaged portion is located with respect to the reference line, and is arranged at a position away from the reference line, The imaging device is controlled such that the farther a pixel is located from the reference line, the greater the number of stages of the time delay integration for the charge generated in the pixel.
前記基準線は、前記焦点面の前記CT方向の中心を含む直線である
請求項1に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 1, wherein the reference line is a straight line that includes the center of the focal plane in the CT direction.
前記複数のイメージセンサのうちの、前記基準線から離れた位置に配置されているイメージセンサの各々は、各々前記画素アレイの一部から成り、各々1以上の連続する画素列から成る2以上の分割領域を有し、
前記分割領域相互間で、前記時間遅延積分の段数が互いに異なる
請求項1又は2に記載の撮像装置。
Of the plurality of image sensors, each of the image sensors arranged at a position away from the reference line each comprises a part of the pixel array, and each image sensor comprises two or more pixel arrays each comprising one or more continuous pixel columns. It has a divided area,
The imaging device according to claim 1 or 2, wherein the number of stages of the time delay integration differs between the divided regions.
前記複数のイメージセンサのうちの、前記基準線から離れた位置に配置されているイメージセンサの各々の前記水平転送部における積分段数が、水平転送期間中に変更可能であり、
前記撮像装置が、地表面のうちの、前記直下方向よりも前記CT方向の一方に離れた部分を撮像する状態にあり、前記ポインティング角が予め定められた値よりも大きいとき、
前記複数のイメージセンサのうちの、前記基準線に対し、前記撮像されている部分が位置する側に対応する側に位置し、かつ前記基準線から離れた位置に配置されているイメージセンサにおいて、前記基準線からより遠くに位置する画素ほど当該画素で発生された電荷に対する前記水平転送部における積分の段数が多くなるように制御される
請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
Of the plurality of image sensors, the number of integration stages in the horizontal transfer section of each of the image sensors arranged at a position away from the reference line can be changed during the horizontal transfer period,
When the imaging device is in a state of imaging a part of the ground surface that is farther away from the direct direction in one of the CT directions, and the pointing angle is larger than a predetermined value,
Of the plurality of image sensors, the image sensor is located on a side corresponding to the side where the imaged portion is located with respect to the reference line, and is arranged at a position away from the reference line, The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed such that the farther a pixel is located from the reference line, the greater the number of stages of integration in the horizontal transfer unit for the charge generated in the pixel. .
前記水平転送部で水平転送された電荷を読み出すために用いられるリセットパルスの発生間隔を変えることで前記積分段数が変えられる
請求項4に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 4, wherein the number of integration stages is changed by changing the generation interval of a reset pulse used to read out the charges horizontally transferred by the horizontal transfer section.
CT方向に隣り合う一対のイメージセンサのうちの、前記基準線に近い側のイメージセンサの画素サイズは、前記基準線から遠い側のイメージセンサの画素サイズの整数倍であり、当該整数が2以上である
請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。
Of a pair of image sensors adjacent to each other in the CT direction, the pixel size of the image sensor closer to the reference line is an integral multiple of the pixel size of the image sensor farther from the reference line, and the integer is 2 or more. The imaging device according to any one of claims 1 to 5.
前記複数のイメージセンサのうちのCT方向に隣り合う一対のイメージセンサは、それらの画素アレイがAT方向に重なり合うように配置されており、
前記画素アレイの重なり量は前記一対のイメージセンサのうちのいずれかの水平画素ピッチの整数倍である
請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。
A pair of image sensors adjacent to each other in the CT direction among the plurality of image sensors are arranged such that their pixel arrays overlap in the AT direction,
The imaging device according to any one of claims 1 to 6, wherein the amount of overlap of the pixel arrays is an integral multiple of the horizontal pixel pitch of either of the pair of image sensors.
前記重なり量は前記一対のイメージセンサのうちの前記基準線に近い側のイメージセンサの水平画素ピッチの整数倍である
請求項7に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 7, wherein the amount of overlap is an integral multiple of the horizontal pixel pitch of the image sensor closer to the reference line of the pair of image sensors.
前記複数のイメージセンサのうちの、CT方向に隣り合う一対のイメージセンサ相互間のAT方向のずれは、前記一対のイメージセンサのうちのいずれかの垂直画素ピッチの整数倍である
請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像装置。
The deviation in the AT direction between a pair of image sensors adjacent in the CT direction among the plurality of image sensors is an integral multiple of the vertical pixel pitch of one of the pair of image sensors. 8. The imaging device according to any one of 8.
前記ずれは、前記一対のイメージセンサのうちの前記基準線に近い側のイメージセンサの垂直画素ピッチの整数倍である
請求項9に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 9, wherein the deviation is an integral multiple of the vertical pixel pitch of the image sensor closer to the reference line of the pair of image sensors.
前記複数のイメージセンサは、前記焦点面上でスタガ配置されている
請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 1 to 10, wherein the plurality of image sensors are arranged in a staggered manner on the focal plane.
前記複数のイメージセンサは、前記焦点面上でV字型に又は逆V字型に配置されている
請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 1 to 10, wherein the plurality of image sensors are arranged in a V-shape or an inverted V-shape on the focal plane.
前記複数のイメージセンサは、前記基準線を含み前記CT方向に垂直な基準面を中心に鏡面対称に配置されている
請求項11又は12に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 11 or 12, wherein the plurality of image sensors are arranged mirror-symmetrically about a reference plane that includes the reference line and is perpendicular to the CT direction.
前記複数のイメージセンサは、前記焦点面上に、前記焦点面を前記地表面の側から見たとき、左上から右下に延びた直線、又は右上から左下に延びた直線に沿って配置されている
請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像装置。
The plurality of image sensors are arranged on the focal plane along a straight line extending from the upper left to the lower right or a straight line extending from the upper right to the lower left when the focal plane is viewed from the ground surface side. The imaging device according to any one of claims 1 to 10.
前記ポインティング角に応じて前記イメージセンサにおける画像の読み出しの方法を決定する積分段数制御部をさらに有する
請求項1から14のいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging device according to any one of claims 1 to 14, further comprising an integration stage number control unit that determines an image readout method in the image sensor according to the pointing angle.
前記画像の読み出しの方法の決定が、時間遅延積分の段数の決定及び前記水平転送部における積分段数の決定の少なくとも一方を含む
請求項15に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 15, wherein determining the image readout method includes at least one of determining the number of stages of time delay integration and determining the number of stages of integration in the horizontal transfer section.
前記ポインティング角の変更が遠隔操作で供給される制御信号に応じて行われる
請求項15又は16に記載の撮像装置。
The imaging device according to claim 15 or 16, wherein the pointing angle is changed according to a control signal supplied by remote control.
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