JPH0546165U - カラーイメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 青色用感光素子１３及び赤色用感光素子１５
を交互にピッチＰで配列した第１の感光素子列１７と、
緑色用感光素子１９をピッチＰで配列した第２の感光素
子列２１とを具え、色画素２３の画素密度より微細な模
様の色パターンを従来より色ずれなく読み取れるカラー
イメージセンサを提供する。 【構成】 青色用感光素子の列方向の寸法Ｗ₁ 及び赤色
用感光素子の列方向の寸法Ｗ₂ 各々を感光素子の配列ピ
ッチＰより小さくしてある。緑色用感光素子は、隣接す
る青色及び赤色感光素子で規定される（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／
２＋Ｐの範囲と並ぶ基板領域４１内に設けてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はカラーイメージセンサに関し特にリニアイメージセンサに関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

カラーイメージスキャナやカラーＯＣＲ（光学的文字読取装置）を実現するた めには、例えば赤色に感度を持つ感光素子、緑色に感度を持つ感光素子及び青色 に感度を持つ感光素子で構成された画素（以下、「色画素」と称する。）が多数 配列されたカラーイメージセンサが必要になる。

【０００３】 従来この種のカラーイメージセンサとしては、例えばこの出願人に係る商品名 ＭＮ３６７１Ａと称されるものがあった。図３（Ａ）はこのカラーイメージセン サの各色の感光素子とこれら感光素子で構成される色画素との関係を説明するた めの平面図である。

【０００４】 この従来のカラーイメージセンサは、基板１１としての例えばシリコン基板に 、青色に感度を持つ第１の感光素子１３及び赤色に感度を持つ第２の感光素子１ ５の２種類の感光素子を交互にピッチＰで配列して構成した第１の感光素子列１ ７と、この第１の感光素子列１７に平行に配置され、緑色に感度を持つ第３の感 光素子１９を第１の感光素子列１７の感光素子数と同じ数だけピッチＰで配列し て構成した第２の感光素子列２１とを具えるものであった。各感光素子１３，１ ５，１９各々の配列方向の寸法ｗはいずれもほぼピッチＰ相当の寸法とされてい た。そして、第１の感光素子列１７中の隣接する第１の感光素子１３及び第２の 感光素子１５と、これらの感光素子１３，１５に並ぶ第３の感光素子１９との３ つの感光素子によって色画素２３が構成されていた。

【０００５】 このカラーイメージセンサでは、緑色に感度を持つ感光素子１９を輝度信号入 力用素子として使用でき、青色に感度を持つ感光素子１３及び赤色に感度を持つ 感光素子１５を色信号入力用素子として使用できる。その場合、色信号のサンプ リング周波数は輝度信号のそれのほぼ半分になるので、輝度信号を例えば４００ ＤＰＩ（ドットパーインチ）の線密度で読むと仮定すると色信号の読み取り線密 度は２００ＤＰＩになる。なお、これら各信号は、いずれも、対応する感光素子 への入射光の空間積分値として得られる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図３（Ａ）を用いて説明した従来のカラーイメージセンサでは 、各色の感光素子の配列方向の寸法ｗが感光素子の配列ピッチＰとほぼ等しい値 とされているので、１つの色画素２３によるサンプリング幅Ｘが色画素２３の本 来の配列ピッチＹ（図３（Ａ）参照）とほぼ等しい値になってしまう。したがっ て、このカラーイメージセンサを用いて、例えば図３（Ｂ）に示すような、例え ば赤色（Ｇ）の強度が赤色用の感光素子の幅の範囲内で急激に変化しているよう な色パターン３１（原稿など）即ち色画素密度より微細な模様を持つ色パターン ３１を読み取った場合、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分についてはうまくサンプ リングできＶ_G 、Ｖ_B なるセンサ出力が得られたが、赤色（Ｇ）成分については 空間積分値が小さくなるため出力Ｖ_R が小さくなる（うまくサンプリングできな い）。このため実際の色パターンに対し色ズレが生じた画像が出力されるという 問題点があった。

【０００７】 この考案はこのような点に鑑みなされたものであり、したがってこの考案の目 的は、色画素密度より微細な模様を持つ色パターンを読み取る場合にも従来より 色ズレが生じにくいカラーイメージセンサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この目的の達成を図るためこの考案によれば、基板に、分光感度が異なる第１ の感光素子及び第２の感光素子を交互にピッチＰで配列して構成した第１の感光 素子列と、該第１の感光素子列に平行に配置され前述の第１及び第２の感光素子 とは分光感度が異なる第３の感光素子をピッチＰで配列して構成した第２の感光 素子列とを具えるカラーイメージセンサにおいて、 第１の感光素子の列方向の寸法Ｗ₁ 及び第２の感光素子の列方向の寸法Ｗ₂ 各 々を感光素子の配列ピッチＰより小さくしてあり、 第３の感光素子は、前述の第１の感光素子列の隣接する２つの感光素子で規定 される（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐの範囲と並ぶ基板領域内に設けてあることを特徴 とする。ただし、Ｗ₁ 及びＷ₂ は互いに同じ値でも異なる値でも良い。

【０００９】 なお、ここで、基板とは通常はシリコン基板である。しかし、基板の材質はこ の考案の本質ではなく、イメージセンサが構築できるものであればいかなるもの でも良い。

【００１０】 また、この考案の実施に当たり、前述の（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐで規定される 寸法が所望のサンプリング幅となるように、前述の感光素子幅Ｗ₁ 及びＷ₂ を設 定するのが好適である。

【００１１】

【作用】

この考案の構成によれば、第１の感光素子列の第１の感光素子の配列方向の寸 法Ｗ₁ 及び第２の感光素子の配列方向の寸法Ｗ₂ がこれら感光素子の配列ピッチ Ｐより小さくされ然も第１の感光素子列の隣接する２つの感光素子に並ぶように 第３の感光素子が配置されているので、１つの色画素のサンプリング幅は色画素 の本来の配列ピッチ（図３や図１でＹで示す寸法）より必ず狭くなる。このため 、色画素密度より微細な模様を持つ色パターンを読み取る場合、この色パターン が上記サンプリング幅より大きな模様を持つものであるかぎり色ズレを防止でき る。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照してこの考案のカラーイメージセンサの実施例について説明 する。しかしながら、以下の説明に用いる各図はこの考案を理解できる程度に各 構成成分の寸法、形状及び配置関係を概略的に示してある。したがって、カラー イメージセンサに通常具わる構成成分の図示は省略してある。

【００１３】 １．第１実施例 図１（Ａ）は、この考案の第１実施例のカラーイメージセンサの構成を示した 平面図であり、各色の感光素子と色画素との関係を示した図である。また、図１ （Ｂ）はこの第１実施例のカラーイメジセンサを用いて図３（Ｂ）に示した色パ ターン３１を読み取る場合の様子を説明するための図である。

【００１４】 この第１実施例のカラーイメージセンサは、図１（Ａ）に示すように、基板１ １に、青色に感度を持つ第１の感光素子１３及び赤色に感度を持つ第２の感光素 子１５の２種類の感光素子を交互にピッチＰで配列して構成した第１の感光素子 列１７と、この第１の感光素子列１７に平行に配置され、緑色に感度を持つ第３ の感光素子１９を第１の感光素子列１７の感光素子数と同じ数だけピッチＰで配 列して構成した第２の感光素子列２１とを具えて成っている。そして、第１の感 光素子１３の配列方向の寸法Ｗ₁ 及び第１の感光素子１５の配列方向の寸法Ｗ₂ 各々を、これら感光素子の配列ピッチＰより小さな値としてあり、かつ、第３の 感光素子１９は第１の感光素子列１７の隣接する２つの感光素子で規定される（ Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐの範囲と並ぶ基板領域４１内に、この場合は第１の感光素 子１３（第２の感光素子１５）と並ぶ位置に設けてある。

【００１５】 ここで、感光素子の配列ピッチＰを６３．５μｍとした場合のカラーイメージ センサでは、色パターンを等倍結像レンズ系を介して読み取る場合、輝度信号（ この場合は緑色Ｇ）は４００ＤＰＩの線密度で読み取れる。

【００１６】 そして、第１の感光素子１３の幅Ｗ₁ 、第２の感光素子１５の幅Ｗ₂ をそれぞ れ、Ｗ₁ ＝Ｗ₂ ＝２０μｍとした場合、サンプリング幅Ｘは、 Ｘ＝Ｐ＋（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＝６３．５＋２０＝８３．５μｍ となるので、このカラーイメージセンサでは色信号（赤色及び青色）を３００Ｄ ＰＩの線密度で読めることが分かる。従来のものではＷ₁ 及びＷ₂ 共にほぼ６３ ．５μｍとされていたため色信号は２００ＤＰＩの線密度でしか読み取れなかっ たことを考えるとこの考案の優位さが分かる。

【００１７】 したがって、この実施例のカラーイメージセンサでは、図１（Ｂ）に示すよう に、２００ＤＰＩ相当より微細で３００ＤＰＩ相当より荒い色パターン３１を読 み取った場合、赤、青及び緑の各感光素子で色パターンに忠実なサンプリング出 力Ｖ_R 、Ｖ_G 及びＶ_B がそれぞれ得られるので、色画素密度より微細な模様を持 つ色パターンを読み取る場合にも従来より色ズレが生じにくい。

【００１８】 なお、第１及び第２の感光素子の寸法Ｗ₁ 及びＷ₂ を変更することにより色信 号の読み取り線密度を調整できるので、Ｗ₁ 及びＷ₂ は設計に応じ変更できる。

【００１９】 ２．第２実施例 上述の第１実施例では第３の感光素子１９を、第１の感光素子列１７の隣接す る２つの感光素子で規定される（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐの範囲と並ぶ基板領域４ １内の、第１の感光素子１３（題２の感光素子１５）と並ぶ位置に、設けていた 。しかし、第３の感光素子１９は基板領域４１内であればどの位置でも良い。こ の第２実施例はこの例である。図３はこの第２実施例のカラーイメージセンサの 説明に供する平面図である。

【００２０】 この第２実施例では、第３の感光素子１９を、第１の感光素子列１７の隣接す る２つの感光素子で規定される（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐの範囲と並ぶ基板領域４ １内の中央部分に、設けてある。ただし、第１の感光素子列１７及び第２の感光 素子列２１各々の感光素子数は違えてある。

【００２１】 この第２実施例のカラーイメージセンサでも第１実施例と同様な効果が得られ る。

【００２２】 上述においては、この考案のカラーイメージセンサの各実施例について説明し たがこの考案は上述の実施例に限られない。

【００２３】 例えば、上述の実施例では、第１の感光素子を青色に感度を持つ感光素子とし 、第２の感光素子を赤色に感度を持つ感光素子とし、第３の感光素子を緑色に感 度を持つ感光素子とした例を述べたが各色の感光素子の配置はこの例に限られな い。

【００２４】 また、この考案は、個別カラーイメージセンサを多段に接続した長尺なカラー イメージセンにももちろん適用することができる。

【００２５】

【考案の効果】

上述した説明からも明らかなように、この考案のカラーイメージセンサによれ ば、色画素のサンプリング幅を色画素の配列ピッチより小さくすることができる ので、色画素密度より微細な模様を持つ色パターンを読み取る場合にも従来より 色ズレが生じにくい画像が得られる。

【００２６】 なお、密着型のカラーイメージセンサでは、等倍光学系を介し原稿読み取りを 行なうので色画素ピッチは大きくできこの結果感光素子の配列方向の寸法Ｗ₁ 及 びＷ₂ も変更し易くなるから、この考案をより適用し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は第１実施例のカラーイメージセンサの
構成説明に供する平面図であり、（Ｂ）はこのカラーイ
メージセンサの効果を説明するための図である。

【図２】第２実施例のカラーイメージセンサの構成説明
に供する平面図である。

【図３】（Ａ）は従来のカラーイメージセンサの構成説
明に供する平面図であり、（Ｂ）はその問題点を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１１：基板 １３：第１の感光素子 １５：第２の感光素子 １７：第１の感光素子列 １９：第３の感光素子 ２１：第２の感光素子列 ２３：色画素 ３１：色パターン ４１：第３の感光素子を設ける基板領域 Ｘ：サンプリング幅 Ｙ：色画素ピッチ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に、分光感度が異なる第１の感光素
   子及び第２の感光素子を交互にピッチＰで配列して構成
   した第１の感光素子列と、該第１の感光素子列に平行に
   配置され前記第１及び第２の感光素子とは分光感度が異
   なる第３の感光素子をピッチＰで配列して構成した第２
   の感光素子列とを具えるカラーイメージセンサにおい
   て、 第１の感光素子の列方向の寸法Ｗ₁ 及び第２の感光素子
   の列方向の寸法Ｗ₂ 各々を感光素子の配列ピッチＰより
   小さくしてあり、 第３の感光素子は、前記第１の感光素子列の隣接する２
   つの感光素子で規定される（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐの範
   囲と並ぶ基板領域内に設けてあることを特徴とするカラ
   ーイメージセンサ（ただし、Ｗ₁ 及びＷ₂ は同じ値でも
   異なる値でも良い。）。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラーイメージセンサ
   において、 前記（Ｗ₁ ＋Ｗ₂ ）／２＋Ｐで規定される寸法が所望の
   サンプリング幅となるように、前記感光素子幅Ｗ₁ 及び
   Ｗ₂ を設定してあることを特徴とするカラーイメージセ
   ンサ。