JPH0399574A - カラーイメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、カラーイメージセンサに関わり特に画像を
モノトーンで読み取ることの出来るカラーイメージセン
サに関する。

［従来の技術］ 従来、二次元のカラー原稿読み取り装置に使用されるカ
ラー固体イメージセンサとして、１つのラインセンサ上
に３種類の色分解カラーフィルタ（以下、カラーフィル
タ）を点順次に配列した点順次配列センサと呼ばれるも
のが知られている。

これはカラー画像を読み込むときは隣合う３つの受光素
子を１組とする方法で、画像をモノトーンのデータとし
て読み取るモノクロ画像を読み込むときは１つの受光素
子を１組と見なし、カラー画像読取時の３倍の解像度で
読取が出来る。

また、上述した１つのラインセンサのカラー読取時の解
像度を上げるために３つのラインセンサを主走査方向に
垂直な副走査方向に所定の間隔を開けて平行に配置して
これら３つのラインセンサで各色を分解することもなさ
れている。この方法によれば、主走査方向の任意の位置
の像を必ず３つのカラーフィルタで分解できる。また３
つのラインセンサの中の１を使用することによってモノ
クロ画像読取を行うことが出来る。

［問題点コ しかしながら、上述したカラーイメージセンサは３つの
ラインセンサで受光素子数を３倍に増やしカラー読取時
の解像度を３倍にしたにもかかわらず、モノクロ画像読
取時の解像度は増加しないという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はかかる問題点を解決するために各ラインセンサ
の対応する光電変換素子が主走査方向に互いに１／３素
子ピッチだけずれるように配置されていることによって
、モノクロ画像読取時の解像力をカラー画像読取時の３
倍に改善する。

［実施例］ 第１図に本発明の一実施例を示す。第２図はＲＧＢフィ
ルタの分光透過特性を示す図である。

図において半導体基板１上には、第１の単位ラインセン
サ２ａと第２の単位ラインセンサ２ｂと第３の単位ライ
ンセンサ２ｃが主走査方向に垂直な副走査方向（Ｙ方向
）にＤの距離だけずつ隔てて平行に配置されている。こ
れらの３つの単位ラインセンサ２ａ、２ｂ＋２ｃは、例
えばＰＮ接合フォトダイオードからなる光電変換素子を
ｎ個、所定の素子とッチｄで主走査方向（Ｘ方向）に直
線上に配置してなるものである。第１の単位ラインセン
サの各光電変換素子上には第１のカラーフィルタである
Ｒ（レッド）フィルタＲＩＲ２，Ｒ，，・・・、Ｒｎが
連続的に配置されている。また、第２のカラーフィルタ
であるＧ（グリーン）フィルタＧ、、Ｇ２．Ｇ、。

Ｇｎが、また第３のカラーフィルタであるＢ（ブルー）
フィルタＢｌｌ　　Ｂ２．Ｂｓ、　　・・・、Ｂｎが連
続的に配置されている。また各単位ラインセンサの対応
する光電変換素子の主走査方向の相互位置関係は、第１
の単位ラインセンサを基準とすると第２の単位ラインセ
ンサはｄ／３、第３の単位ラインセンサは２ｄ／３だけ
同一方向にずれた構成となっている。

ここで、半導体基板１上には本来ＣＣＤの場合には、各
単位ラインセンサ２．．２ｂ、２．、に添設するように
、各光電変換素子３に生じた電荷を転送する垂直電荷転
送部やパラレルに転送された各画素の電荷をシリアルに
出力する電荷転送型シフトレジスタに出力する電荷転送
型シフトレジスタが配置されている。しかし本発明の主
旨とけ関係が無いので図は省略する。

ところで、各単位ラインセンサ２ａ、２ｂ２ｃ相互間の
距離は一般に副走査方向（Ｙ方向）の読取ピッチの整数
倍が望ましい。この距離が少ないほど、補正用のライン
メモリの容量が少なくて済むことになる。

次にこのように構成された本実施例に係わるカラーイメ
ージセンナの作用について説明する。図示していない読
取原稿からの光学像はＹ方向の走査にともなって３つの
単位ラインセンサに読み取られる。今、仮に単位ライン
センサ間の隔たりが３ラインピッチ分（Ｄ＝３ｄ）であ
るとすれば、副走査方向に７ライン分読み取って初めて
最初に読み取りた第１の単位ラインセンサの分のデータ
がＲＧＢ３色分揃うわけである。

モノクロ原稿をモノトーンデータとして読み取るときは
、各センサの出力をそれぞれのセンサが図示しない白基
準を読み込んだレベルをもとに正規化を行う。これによ
って各単位ラインセンサの出力は白黒画像の輝度データ
として同等に扱うことができる。３つの単位ラインセン
サの対応する光電変換素子は主走査方向に１／３素子ピ
ッチずつずれているから各単位ラインセンサの出力を、
Ｒ１・　Ｇｔ　、Ｂ＋　、Ｒ２・Ｇ２・　Ｂ２・　°・
ＲＮ　、ＧＮ　、ＢＮと合成すればカラー読取時の３倍
の解像度で白黒画像で読み取ることが出来る。

また、他のカラーフィルタの組合せとしては、第３図に
示すように、第４図の分光感度特性で示す補色系のカラ
ーフィルタの組合せが考えられる。第１のカラーフィル
タにシアン（Ｃ）フィルタを、第２のカラーフィルタに
グリーン（Ｇ）フィルタを第３のカラーフィルタにイエ
ロー（Ｙ）フィルタを配することによりＲＧＢ系より広
い領域で同様な効果が実現できる。この補色系のカラー
フィルタを用いるときは、読取後（シアン−グリーン）
、（イ・エロー−クリーン）の演算でＲとＢとを導く必
要があるが、各カラーフィルタがより広い波長域の光を
透過可能なので読取速度をより早くすることが出来る。

この補色系カラーフィルタの組合せでモノクロ読み込み
を行うとき、イエローとシアンの信号に比べてグリーン
の信号レベルは低すぎ、このまま各信号を各信号の白レ
ベルで正規化すると階調は落ちてしまう。そこでモノト
ーンで読み込みを行うときは、センサに照射される光の
分光分布とグリーンフィルタの分光透過率分布とを近い
形状にすることによって、各ラインセンサに照射される
光の分光分布の各ラインセンサの出力レベルをほぼ等し
くすることが非常に有用となる。その方法としては、原
稿をモノトーンで読み取るときのみ光学系にグリーンの
フィルタが挿入される機構にするか、または分光分布の
異なる光源を予め複数用意しておき原稿をモノトーンで
読むときのみ、点灯させる光源をグリーン系のものに切
り替える等の方法がある。

ところで、第１図及び第３図の例では３つの単位ライン
センサの各光電変換素子は読取領域の２／３は主走査方
向（Ｘ方向）に相互に重なっているので、モノクロ読取
の時に画素数分の分解能は得られない。そこで第５図に
示すように各光電変換素子の読取領域を主走査方向（Ｘ
方向）に短くして分解能を上げる方法を提案する。この
主走査方向の重複部分の減らし方は光電変換素子の読取
面積が減ることによる感度の低下と主走査方向の分解能
の向上とのかねあいで決められる。

また、各単位ラインセンサの光電変換素子は、その受光
領域の主走査方向の開口率が、３３％〜９０％の範囲で
あることがモノクロ読み取りを行う上で好ましい。

この発明は単位ラインセンサとしてＣＣＤラインセンサ
、ＢＢＤラインセンサ、フォトダイオードなど種々のも
のに適応可能である。

［発明の効果１ 以上述べたように本発明によれば、カラー読取用のＲＧ
Ｂａ色、またはＣＧＹＢ色のフィルタを配した３本の単
位ラインセンサの対応する光電変換素子を、主走査方向
に１／３素子ピッチずつずらして配置することによって
カラー読取に比べて、３倍の読取密度でモノクロ読取が
可能″になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のカラーイメージセンサの構成
を示す平面図である。 第２図は上記実施例で使用されるＲＧＢフィルタの分光
透過特性を示す図である。 第３図は本発明の他の実施例であるカラーイメージセン
サの構成を示す平面図である。 第４図は前記実施例で使用さ・れるＣＧＹフィルタの分
光透過特性を示す図である。 第５図は各光電変換素子の主走査方向に重なる読取領域
を少なくする方法を説明するめの平面図である。 ｌ・・・半導体基板 ２ａ・・・第１の単位ラインセンサ ２ｂ・・・第２の単位ラインセンサ ２Ｃ・・・第３の単位ラインセンサ ３・・・光電変換素子 １４２ Ｐｉ授 （ｆｉｆｆｉ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光に感応して電気信号を発生する光電変換素子を
   主走査方向に直線上に複数配置してなる単位ラインセン
   サを３本平行に並べ、それぞれのラインセンサの光電変
   換素子上に分光透過率分布の異なる３種類のフィルタを
   配置させたカラーイメージセンサにおいて、各ラインセ
   ンサの対応する光電変換素子が主走査方向に互いに１／
   ３素子ピッチだけずれるように配置されていることを特
   徴とするカラーイメージセンサ。
2. （２）前記光電変換素子上の第１のカラーフィルタはレ
   ッドフィルタ、第２のカラーフィルタはグリーンフィル
   タ、第３のカラーフィルタはブルーフィルタであること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のカラーイ
   メージセンサ。
3. （３）前記光電変換素子上の第１のカラーフィルタはシ
   アンフィルタ、第２のカラーフィルタはグリーンフィル
   タ、第３のカラーフィルタはイエローフィルタであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のカラー
   イメージセンサ。
4. （４）前記各単位ラインセンサの光電変換素子は、その
   受光領域の主走査方向の開口率が、３３％〜９０％の範
   囲であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載のカラーイメージセンサ。