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DIGITAL TDI SYSTEM DETECTOR commons

Patent code P130009246
File No. S2013-0136-N0
Posted date May 13, 2013
Application number P2012-242275
Publication number P2014-093616A
Patent number P6112503
Date of filing Nov 2, 2012
Date of publication of application May 19, 2014
Date of registration Mar 24, 2017
Inventor
  • (In Japanese)新井 康夫
Applicant
  • (In Japanese)大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
Title DIGITAL TDI SYSTEM DETECTOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small digital TDI system detector in which the number of TDI stages can be increased, and even a fine foreign matter in an inspection object moving at high speed can be detected.
SOLUTION: A digital TDI system detector achieving a time delay integration (TDI) function digitally consists of a block where a plurality of detectors, each including a reading circuit performing TDI operation disposed on the side of one sensor, are arranged side-by-side in the longitudinal direction, and other block of the same configuration as that of the block mentioned above arranged laterally while being shifted by the width of the sensor.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

CCD(Charge Coupled Device)によるTDI方式の例としては非特許文献1等数多くのものがある。

一方、TDI方式をCMOSイメージセンサを用いて実現する方法を検討したものとして、非特許文献2が挙げられる。一般的にCMOS技術ではCCDのような高効率の電荷転送が行えないので、アナログ方式での高性能TDIは実現が難しい。他方信号をデジタル化し、足し算器を使う事で転送によるロスは防げるが、回路規模が大きくなってしまい、高精細なピクセルの実現は難しい。

現在ベルトコンベア等で移動する検査物中の異物検査や、ドキュメントのラインスキャン等では、光源又はX線源とCCDを用いた時間遅延積分(TDI)方式が主に用いられている。

TDI方式のCCDでは図1に示すように、光またはX線(A)により生成された電荷を隣の画素(ピクセル)に転送(B)しながら、さらに新たに収集された電荷を積分(C)するようになっており、ベルトコンベアに乗って流れる検査物の移動(A)とCCDの電荷転送(B)とを同期させCCDイメージセンサをラインセンサとして用いる事で、露光時間を長くとる事ができ、1次元のラインセンサに比べS/Nを向上させた測定が行える(特許文献1)。

しかしながら、CCDではピクセルの大きさ、電荷転送速度、ピクセル中に蓄える事の出来る電荷量等に制限が有り、高速(20m/min以上)で流れる検査物中から微小(直径50μm以下)異物を確実に検出する事は難しい。また、CCDの電荷転送効率は非常に高いが、それでも電荷転送が多くなると転送電荷の消失やオーバーフローが問題となるため、TDIの段数の増加には限度がある。

Field of industrial application (In Japanese)

この発明は、移動物体の光学あるいはX線撮影で用いられる時間遅延積分(TDI:Time Delay Integral)方式に使用されるデジタルTDI方式検出器(イメージセンサ及び該イメージセンサの駆動方法)、デジタルTDI用駆動回路に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
デジタル的に時間遅延積分(TDI)機能を実現したデジタルTDI方式検出器であって、
ひとつのセンサ部の横にTDI動作を行う読み出し回路部を配置した検出部を複数縦方向に隣合わせたブロックと、
前記ブロックと同じ構成で前記ブロックの縦方向に前記センサ部の幅分横にずらして配置した別のブロックと、
からなることを特徴とするデジタルTDI方式検出器。

【請求項2】
 
デジタル的に時間遅延積分(TDI)機能を実現したデジタルTDI方式検出器であって、
複数のセンサ部の組である複数センサ部の横方向の一方向又は両方向にTDI動作を行う読み出し回路部を配置した複センサブロックと、
前記複センサブロックと同じ構成で前記複センサブロックの縦方向に前記複数センサ部の幅分横にずらして配置した別の複センサブロックと、
からなり、
前記読み出し回路と、前記センサ部及び前記読み出し回路を接続する配線の一部を共有することでセンサ部の面積を小さくしたことを特徴とするデジタルTDI方式検出器。

【請求項3】
 
前記ブロックの横方向に前記ブロックと同じ構成の別のブロックを並べて、
任意の縦横比率の形状とし、縦方向のみに伸ばした際に生じる前記センサ部からの出力信号の遅延増加を抑えたことを特徴とする請求項1に記載のデジタルTDI方式検出器。

【請求項4】
 
前記複センサブロックの横方向に前記複センサブロックを並べて、
任意の縦横比率の形状とし、縦方向のみに伸ばした際に生じる前記センサ部からの出力信号の遅延増加を抑えたことを特徴とする請求項2に記載のデジタルTDI方式検出器。

【請求項5】
 
請求項1~請求項4の何れか1項に記載のデジタルTDI方式検出器において、
前記センサ部からの信号を、前記読み出し回路部の増幅・整形回路及び波高弁別回路に通し、デジタルパルスに変換し、前記読み出し回路部の計数回路に於いて前段から来た計数値に加えて前記デジタルパルスを計数し、次段の計数回路に送ることを特徴とするデジタルTDI用駆動回路。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012242275thum.jpg
State of application right Registered
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