JPH0514596A - カラーイメージセンサ - Google Patents

カラーイメージセンサ

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JPH0514596A
JPH0514596A JP19127591A JP19127591A JPH0514596A JP H0514596 A JPH0514596 A JP H0514596A JP 19127591 A JP19127591 A JP 19127591A JP 19127591 A JP19127591 A JP 19127591A JP H0514596 A JPH0514596 A JP H0514596A
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JP
Japan
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light
light receiving
receiving element
image sensor
color
Prior art date
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Pending
Application number
JP19127591A
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English (en)
Inventor
Yasumoto Shimizu
安元 清水
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH0514596A publication Critical patent/JPH0514596A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 副走査方向から原稿の反射光を導き入れる光
導波路を設けることにより、色ずれをなくし、読み取り
速度を高速化し、高解像度化を図ることができるカラー
イメージセンサを提供する。 【構成】 主走査方向に複数の受光素子が配列され、該
受光素子の列を副走査方向に複数列配列し、各受光素子
上にカラーフィルタを配置したカラーイメージセンサに
おいて、副走査方向から原稿の反射光を導き入れる光導
波路を設けたカラーイメージセンサである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機、カラー
ファクシミリ等に用いるカラーイメージセンサに係り、
特に色ずれなく、高解像度で高速に読み取りができるカ
ラーイメージセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のカラーイメージセンサにおいて
は、光源切換え方式、フィルタ配列方式などがある。以
下、この光源切換え方式及びフィルタ配列方式について
説明する。
【0003】光源切換え方式とは、例えば、イメージセ
ンサはモノクロセンサを用い、赤(R)緑(G)青
(B)の光を受光できるよう光源をRGBと順次切換え
て、カラー原稿を読み取らせるものである。また、フィ
ルタ配列方式とは、イメージセンサの受光部上面にRG
Bのそれぞれの光を吸収するそれぞれのフィルタを配列
して、一度にRGBの色の画像を読み取るものである。
【0004】更に、フィルタ配列方式には、フィルタ直
列方式と、フィルタ並列方式とがある。フィルタ直列方
式は、図4の平面概略図に示すように主走査方向にRG
Bのそれぞれのフィルタを直列に配列し、1ラインでR
GBを読み取るものである。また、フィルタ並列方式
は、図5の平面概略図に示すように副主査方向にRGB
に対応するラインセンサを配置し、それぞれのラインセ
ンサ上にRGBのフィルタが並列となるよう配列して、
複数ライン同時にRGBを読み取るものである(特開昭
60−113573号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラーイメージセンサにおいて、特に光源切換え方
式では、イメージセンサにカラーフィルタを使用する必
要がないが、光源を切り換えてRGB三色分の光を原稿
に照射させて読み取ることになるため、原稿上の1ライ
ンを3回繰り返し読み取ることになり、その際の機械的
位置精度が要求されるし、また、ライン単位にRGBを
読む場合に読み取りの高速化が難しいとの問題点があっ
た。
【0006】また、フィルタ配列方式におけるフィルタ
直列方式では、センサの画素数が解像度の複数倍必要と
なるため高解像度化が難しく、更にRGBのフィルタが
直列に各受光部上に配列されているため、RGBの読み
取り場所がわずかに異なって色ずれが生じるとの問題点
があった。
【0007】更に、フィルタ配列方式におけるフィルタ
並列方式では、光学的構成がモノクロセンサと同様に簡
易な反面、RGBのフィルタが形成された各受光部での
読み取り位置が同一箇所でないため、読み取った各画像
信号の出力をメモリ等に蓄えて、出力のタイミングを調
整するなど色ずれの補正が必要となって装置が複雑にな
るとの問題点があった。
【0008】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、色ずれの発生をなくし、簡易な装置で読み取り速度
の高速化を図り、更に高解像度化を達成することができ
るカラーイメージセンサを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、主走査方向に複数個の受光素子
が配列された受光素子列を副査方向に複数列配列し、前
記受光素子上にカラーフィルタを配置したカラーイメー
ジセンサにおいて、前記受光素子上に、原稿からの反射
光を前記副査方向から前記カラーフィルタを介して前記
受光素子に導く光導波路を設けたことを特徴としてい
る。
【0010】
【作用】本発明によれば、副走査方向に形成された受光
素子上に各色のカラーフィルタを配置したイメージセン
サに、副走査方向から原稿の反射光を導く光導波路を設
けているので、原稿の各画素に対応する反射光を光導波
路内を反射させながら各カラーフィルタが設けられた受
光素子に到達させることができ、同一画素部分を各受光
素子で同時に読み取るために色ずれがなく読み取り速度
の高速化が図られ、更に光導波路のピッチを調整するだ
けで高解像度化することができる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図1は、本発明の一実施例に係るカラーイ
メージセンサの概略図である。
【0012】本実施例のカラーイメージセンサは、絶縁
性の基板1上に複数の受光素子2の列が3列に配列形成
され、それぞれの受光素子2上に赤色の波長の光を吸収
する赤のカラーフィルタ3R、緑色の波長の光を吸収す
る緑のカラーフィルタ3G、青色の波長の光を吸収する
青のカラーフィルタ3Bが入射光方向から順に配列され
ており、カラーフィルタ3が形成された受光素子2上に
はパシベーション層4を介して光導波路5が形成される
構成となっている。そして、図1に示すように、カラー
イメージセンサの左端部に光源6と原稿7が設けられる
構成となっている。
【0013】図2は、本実施例のイメージセンサの特に
受光素子近傍の詳細な断面説明図である。図2を使っ
て、本実施例のカラーイメージセンサの受光素子近傍の
構成について具体的に説明する。絶縁性基板1に形成さ
れた受光素子2は、クロム(Cr)等から成る一定の電
圧が印加される共通電極の下部電極21と、水素化アモ
ルファスシリコン(a−Si:H)から成る光導電層2
2、酸化インジュウム・スズ(ITO)から成る個別電
極の上部電極23とから構成されている。
【0014】本実施例のカラーイメージセンサの受光素
子2においては、下部電極21が基板1上に主走査方向
に帯状に形成され、下部電極21上に光導電層22が離
散的に形成され、光導電層22上に上部電極23が同様
に離散的に形成されて、光導電層22を下部電極21と
上部電極23とで挟んでサンドイッチ型の受光素子とな
っている。そして、下部電極21に正のバイアス電圧が
印加された状態(逆バイアス状態)で、受光素子2に光
が照射すると、光電流が発生し、照射光に応じた電荷を
出力するようになっている。
【0015】そして、各受光素子を覆うようにポリイミ
ドの第1パシベーション層24が形成され、第1パシベ
ーション層24上に受光素子に対応するよう赤のカラー
フィルタ3R、緑のカラーフィルタ3G及び青のカラー
フィルタ3Bが形成され、更に全体を覆うようにポリイ
ミドの第2パシベーション層25が形成され、その上に
シリコン酸化膜(SiO2 )から成る第1絶縁層8と、
オキシナイトライドシリコン(SiON)膜から成る光
導波路5と、シリコン酸化膜(SiO2 )から成る第2
絶縁層9と、Cr等の金属膜から成る遮光層10とが順
次形成されている。但し、第1絶縁層8は、受光素子2
に光が入射できるように受光素子2の上部をフォトリソ
エッチングにより取り除いている。
【0016】また、光導波路5は、副走査方向に一列に
形成されたR、G、B対応の受光素子を1組として主走
査方向に分割して形成され、光導波路5のピッチが画素
ピッチとなっている。このように、光導波路5が主走査
方向に分割形成されることにより、隣接する画素に対応
する反射光までも受光しないで済むため、正確な電荷を
読み取ることができる。
【0017】次に、本実施例のカラーイメージセンサに
おける読み取り動作について説明する。図1において、
光源6から原稿7へ光が照射し、原稿7からの反射光が
光導波路5に導かれる。そして、図2に示すように、光
導波路5に入射した光は、上部がCr等の金属膜の遮光
層10で覆われていて、SiO2 の第1絶縁層8と第2
絶縁層9とに挟まれたSiON膜の光導波路5の内部を
反射を繰り返し、当該反射光が第1絶縁層8の形成され
ていない箇所からフィルタ3R、フィルタ3G、フィル
タ3Bを介して各受光素子2に入射して光電変換作用が
起こり、光電変換作用によって発生した電荷を個別電極
の上部電極23から読み出されて、画像信号として出力
されるものである。
【0018】次に、本実施例のカラーイメージセンサの
製造方法について説明する。基板1上に下部電極21と
なるCr膜をDCスパッタ法により1500オングスト
ローム程度着膜し、続いて光導電層22となるa−S
i:H膜をプラズマCVD法により1.3μm程度着膜
する。更に上部電極23となるITO膜をDCスパッタ
法により600オングストロ−ム程度着膜する。
【0019】次に、ITO膜をフォトリソ工程によりパ
ターニングし、受光素子2の上部電極23のパターンを
形成する。次にドライエッチングによりa−Si:H膜
をパターニングし、光導電層22を形成する。次にCr
膜をフォトリソエッチングして、下部電極21を形成す
る。更に、受光素子全体を覆うように、第1パシベーシ
ョン層24となるポリイミドを1.3μm程度塗布す
る。
【0020】次に、赤色染料が混合したポリイミド層を
1μm程度塗布し、フォトリソエッチングして赤のカラ
ーフィルタ3Rを受光素子を個別に覆うような形状とな
るように形成する。同様に緑及び青のカラーフィルタ3
G、3Bを形成する。図2において、赤のカラーフィル
タ3Rは左側の受光素子の上部を覆うように第1パシベ
ーション層24を介して形成され、緑のカラーフィルタ
3Gは中央の受光素子2の上部に、青のカラーフィルタ
3Bは右側の受光素子2上部に第1パシベーション層2
4を介して個別の形状となるように形成される。
【0021】次に、第2パシベーション層25となるポ
リイミドを1.3μm程度塗布する。次に、RFスパッ
タ法により第1絶縁層8となるSiO2 膜を2000オ
ングストロ−ム程度着膜し、フォトリソエッチングによ
り第1絶縁層8のパターンを形成する。第1絶縁層8の
パターンは、受光素子2の上面から光が入光できるよう
に受光素子2の上部を開口した形状となっている。
【0022】次に、RFスパッタ法によりSiON膜
(オキシナイトライドシリコン)を20μm程度着膜し
てフォトリソエッチングにより光導波路5を形成する。
続いて、RFスパッタ法によりSiO2 膜を500オン
グストロ−ム程度着膜して第2絶縁層9を積層形成す
る。次に、全体にクロム(Cr)膜を300オングスト
ロ−ム着膜し、遮光層10を形成する。当該遮光層10
は光源6から直接光が受光素子2に入射するのを防ぐた
めに設けられたものである。
【0023】尚、第1絶縁層8及び第2絶縁層9のSi
2 の屈折率は1.5であり、光導波路5のSiONの
屈折率は1.6であり、また第1パシベーション層24
及び第2パシベーション層25のポリイミドの屈折率は
1.65である。従って、光導波路5の中を進む光は第
1絶縁層8及び第2絶縁層9で反射を繰り返し、フィル
タ3上で露出している第2パシベーション層25から光
が入射し、フィルタ3と第1パシベーション層24を介
して受光素子2に到達するものである。
【0024】実施例のカラーイメージセンサによれば、
光導波路5により原稿7上の同一箇所(同一画素)から
の反射光を各色のカラーフィルタ3R、3G、3Bを介
してそれぞれの受光素子2に同時に導き読み取ることが
できるため、色ずれが生じることがなく読み取る速度も
モノクロセンサと同じ速度となり、読み取り速度の低下
を防止できる効果がある。
【0025】また、主走査方向に個別に形成された光導
波路5のピッチに解像度が依存するため、本実施例のカ
ラーイメージセンサを用いれば、例えば、800DPI
の高解像度化を促進することも可能である。従って、光
導波路5のような簡易な装置を設けるだけで高解像度化
を図ることができる。
【0026】さらに、図3の平面概略説明図に示すよう
に、解像度は受光素子2の主走査方向のサイズに依存す
るものであるが、受光素子2の副走査方向のサイズに依
存するものでないため、副走査方向の長さを長くするこ
とで、受光素子2の面積を大きくでき、従ってセンサの
感度を向上させることができる効果がある。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、副走査方向に形成され
た受光素子上に各色のカラーフィルタを配置したイメー
ジセンサに、副走査方向から原稿の反射光を導く光導波
路を設けているので、原稿の各画素に対応する反射光を
光導波路内を反射させながら各カラーフィルタが設けら
れた受光素子に到達させることができ、同一画素部分を
各受光素子で同時に読み取るために色ずれがなく読み取
り速度の高速化が図られ、更に光導波路のピッチを調整
するだけで高解像度化することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るカラーイメージセン
サの概略図である。
【図2】 本実施例のカラーイメージセンサの断面説明
図である。
【図3】 本発明の別の実施例のカラーイメージセンサ
の平面概略説明図である。
【図4】 R、G、Bの3色のカラーフィルタを用いた
フィルタ直列方式の平面概略図である。
【図5】 R、G、Bの3色のカラーフィルタを用いた
フィルタ並列方式の平面概略図である。
【符号の説明】
1…基板、 2…受光素子、 3R…赤のカラーフィル
タ、 3G…緑のカラーフィルタ、 3B…青のカラー
フィルタ 4…パシベーション層、 5…光導波路、
6…光源、 7…原稿、 8…第1絶縁層、 9…第2
絶縁層、 10…遮光層、 21…下部電極、 22…
光導電層、 23…上部電極、 24…第1パシベーシ
ョン層、 25…第2パシベーション層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 主走査方向に複数個の受光素子が配列さ
    れた受光素子列を副査方向に複数列配列し、前記受光素
    子上にカラーフィルタを配置したカラーイメージセンサ
    において、前記受光素子上に、原稿からの反射光を前記
    副査方向から前記カラーフィルタを介して前記受光素子
    に導く光導波路を設けたことを特徴とするカラーイメー
    ジセンサ。
JP19127591A 1991-07-05 1991-07-05 カラーイメージセンサ Pending JPH0514596A (ja)

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JP19127591A JPH0514596A (ja) 1991-07-05 1991-07-05 カラーイメージセンサ

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JP19127591A JPH0514596A (ja) 1991-07-05 1991-07-05 カラーイメージセンサ

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JPH0514596A true JPH0514596A (ja) 1993-01-22

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JP19127591A Pending JPH0514596A (ja) 1991-07-05 1991-07-05 カラーイメージセンサ

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JP (1) JPH0514596A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009117526A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Canon Inc 外光センサモジュール

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009117526A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Canon Inc 外光センサモジュール

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