CN1652036A

CN1652036A - 用于线性光传感器阵列的滤色器结构

Info

Publication number: CN1652036A
Application number: CNA2005100079033A
Authority: CN
Inventors: P·A·霍斯尔; S·L·特温克勒; J·P·泰里伊
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2005-02-05
Publication date: 2005-08-10
Also published as: US20050174617A1; TW200539684A; JP2005223903A

Abstract

一种用在例如数字复印机中的成像装置，包括至少一个线性光传感器阵列。沿该阵列的方向，光传感器根据重复模式过滤不同的基色，例如RGB。该重复模式包括至少一个基本透明的光传感器或者对非基色敏感的光传感器(K)。因此一些可能的重复模式包括RGBK、RKB、BKRK和RGBGKG。

Description

用于线性光传感器阵列的滤色器结构

技术领域

本公开涉及彩色成像装置中的光传感器阵列，其可以应用在硬拷贝输入扫描仪(hard-copy input scanner)中。

背景技术

用于将图像记录在页面上的输入扫描仪在数字复印机领域是公知的。典型输入扫描器包括形式为一个或多个芯片的图像传感器阵列。图像传感器阵列通常包括光传感器的线性阵列，所述光传感器光栅扫描载有图像的文件，并随时间的逝去将来自每个光传感器观察到的每个显微图像区域的反射光转换成图像信号电荷。在整合周期之后，图像信号被放大且通过连续激励多路复用晶体管传输到公共输出线或总线。

在彩色输入扫描仪的现有技术设计中，配备有多个光传感器组，每组对一种基色敏感。每个阵列中的光传感器在其上配有一种基色的过滤器。随着包括三行光传感器的传感器条(bar)沿原始图像移动，该原始图像区域的每个部分暴露于每行光传感器。随着每个过滤光传感器行移过原始图像中的每个特定区域，根据该区域的不同基色分离的信号由每行中的特定光传感器输出。这样，将由光传感器的线性阵列产生三个分离的信号组(每一个与一种基色相关)。

本公开针对用于彩色输入扫描仪的滤光器结构，该扫描仪具有一个或多个线性光传感器阵列。

美国专利4,675,727和6,184,929公开的滤光器配置中，沿线性阵列以重复模式排列基色过滤器。

已知为“Bayer’s模式”的像素尺寸的滤色器的配置包括以重复模式沿一维或二维光传感器阵列排列的一个过滤蓝色的光传感器、一个过滤红色的光传感器以及两个过滤绿色的光传感器。

发明内容

提供一种成像装置，包括沿阵列方向排列的第一线性光传感器阵列。光传感器沿该阵列方向表现重复模式，该重复模式包括过滤第一基色的第一光传感器、过滤第二基色的第二光传感器以及非基色光传感器。

附图说明

图1示出了示例性光栅输入扫描仪的元件。

图2-5是用于单线性阵列光传感器的滤光器结构的各种实施例的平面视图。

图6是另一实施例中光传感器的平面视图，其中多个线性阵列结合在同一芯片中。

图7是两个相邻芯片之间的毗邻区域的平面视图。

具体实施方式

在下面的描述中，遵循以下的命名规则。例如，如果光传感器被称为“过滤红色的”，则意味着该光传感器被设计成在可见光谱的基本红色部分具有峰值灵敏度；此原则适用于绿、蓝或其它过滤。该过滤可以通过在光传感器上放置半透明滤光器来实现，或者通过为现有技术中已知的或者将来要开发出的光传感器提供一些其它物理特性来实现。“透明的(clear)”光传感器是适度地对可见光谱的至少基本部分灵敏的光传感器。不管特定光传感器是否还能过滤掉红外或其它非可见光，上述命名规则均适用。虽然用于从图像接收反射光并从中产生可用信号的特定技术并不与本公开密切相关，用于这种目的的典型技术是CMOS或CCD。

图1示出了示例性光栅输入扫描仪的元件，其通常用100表示且属于适于使用扫描阵列或扫描条10的类型。在该实施例中，传感器条或阵列10包括线性全宽度阵列，其扫描宽度基本等于或略大于要被扫描的最大文件或其它物品的宽度。阵列10从横跨通常是矩形透明压板104的宽度的线形区域收集反射光，该压板104的尺寸可以容纳要被扫描的最大原始文件。阵列10被可移动的扫描滑动架106支撑用于在由压板104下的箭头105表示的方向上往复扫描运动。提供由一个或多个灯以及反射器组件形成的光源108，用于照明阵列10聚焦在其上的线形区域。在压板104上支撑将被扫描的单个文件。或者，可以将一叠纸张放在送纸器110的输入盘上，该送纸器110的设计是现有技术中已知的，其使得当其静止在停留位置时载有图像的纸张移过传感器条10。在这两种情况的任一种中，承载图像的纸张沿垂直于该阵列方向(即阵列的延伸方向)的处理方向相对于阵列10移动。虽然图1示出了全页面宽度的阵列10，输入扫描仪的另一个普通实施例使用相对短的线性阵列，其通过还原光学仪器从图像接收反射光。

图2-5是用于形成图1中的阵列10的单个线性光传感器阵列的滤光器构造的各种实施例的平面图。在这些图中，如上面所定义的那些术语一样，对应于其滤光配置来标记每个光传感器：R是过滤红色的，B是过滤蓝色的，G是过滤绿色的，以及K是“透明的”。

在图2-5的每幅图中，沿单线性阵列展现的是滤光光传感器的重复模式，即，该重复模式为某一数量(例如3、4或6)的光传感器分配过滤；该模式沿阵列方向在线性阵列的整个有效长度上重复。在图2中，重复的模式是RGBK；在图3中，RGBGKG；在图4中，RKB；在图5中，BKRK。在所有情况下，下游电路和软件(未示出)计入所述过滤以在通过处理方向扫描原始图像时得出全色图像。

使用尺寸足够小的光传感器，可以使用单个线性光传感器阵列以足够的重现精度和分辨率来记录典型的彩色硬拷贝图像。在重复模式中的使用透明或K光传感器允许要使用的光传感器具有相对高的灵敏度。如果在特定模式中不使用G，可以满意地从红、蓝和透明信号得出对应于绿光的信号。当使用透明光传感器时，理想的是在K光传感器上提供中性密度过滤器，以使该K光传感器的整体灵敏度与彩色过滤光传感器是可比的。

虽然在上面的讨论中将蓝、红和绿作为“基色”，也可以使用其它色彩系统的基色，例如，黄、品红和青色。同样，虽然该实施例示出K光传感器是透明的，其它可能的实施例可以包括广泛地称为“非基色”过滤光传感器的光传感器作为K光传感器。例如，在RGB基色系统中，K位置中的一些非基色滤色器可以是橙色或蓝-绿。在非基色光传感器的分类内是那些对光谱的“高通”或“低通”部分灵敏的、例如在某一波长范围及更长的波长灵敏的光传感器。

图6是另一个实施例中的光传感器的平面图，其中多个线性阵列结合到同一芯片中并且通常彼此靠近。提供这种其中每行完全过滤一种基色的基本多行结构在本领域中是公知的。在图6的实施例中，阵列10包括4行：20a、20b、20c、20d。如图所示，每一行20a、20b、20c、20d表现出过滤光传感器的重复模式，各行中的重复模式沿阵列方向相互偏移。这种配置可以用于高分辨率扫描装置，并可通过滤色器的放置来根据现有多行芯片硬件设计进行修改。

如上所示，阵列10通常形成于一个或多个光传感器芯片中，这是本领域中熟知的通用设计。在多芯片构造中，每一个在其上都有线性光传感器阵列的一组芯片彼此相邻以形成单个、页面宽度的阵列。如果过滤光传感器的重复模式其长度与单个芯片上的光传感器的总数不一致(integral with)，使用这种多芯片阵列会出现一个实际问题。在这种情况下，如果理想的是每个芯片具有相同的滤色器模式，将有一个或多个没有完成重复模式的“剩余”光传感器。图7是两个相邻晶片12a和12b之间沿阵列10的毗邻区域的平面图，示出了如何解决额外的光传感器问题。此处，在每个芯片(例如12a)的一端，阵列中的最后一个光传感器没有完成序列RGB，这需要在芯片12a和12b之间留有间隙。可以设想虚拟光传感器13填充该空间，从而在芯片12a的一端和芯片12b的相邻端之间重复模式可以以连贯的方式继续。在一个实施例中，在相邻芯片之间的虚拟光传感器13被简单处理，以便当从该页面宽度的阵列中读出电荷信号时产生虚假信号(dummy signal)。当然，省去光传感器13将在被扫描的图像区域引起间隙，但是这可以通过信号插补或者其它技术克服。根据芯片上和重复模式中的光传感器数量的可分性(divisibility)，可以按需要在每个芯片中考虑多个虚拟光传感器13。

权利要求，如所提出的原权利要求以及关于此处公开的示范和实施例的变化、改变、修改、改进、等效表述以及实质等效表述的变型，包括了那些未预知的或未认识以及例如从申请人/专利权人以及其它人那里所获知的内容。

Claims

1、一种成像装置，包括：

沿阵列方向排列的第一线性光传感器阵列；

所述光传感器沿阵列方向表现出重复模式，该重复模式包括过滤第一基色的第一光传感器、过滤第二基色的第二光传感器以及非基色光传感器。

2、根据权利要求1的装置，该重复模式还包括过滤第三基色的第三光传感器。

3、根据权利要求1的装置，该重复模式还包括过滤第二基色的第三光传感器。

4、根据权利要求3的装置，其中第二基色是绿色。

5、根据权利要求1的装置，其中重复模式只包括第一光传感器、第二光传感器以及非基色光传感器。

6、根据权利要求1的装置，其中第一基色是红色且第二基色是蓝色。

7、根据权利要求1的装置，还包括：

沿处理方向相对于线性阵列移动基底的装置，以及

其中阵列方向基本与处理方向垂直。

8、根据权利要求1的装置，还包括：

平行于第一线性阵列的第二线性光传感器阵列，该第二线性阵列的光传感器沿阵列方向表现出与第一线性阵列的重复模式相同的重复模式。

9、根据权利要求8的装置，第二线性阵列中的模式相对于第一线性阵列中的模式偏移。

10、根据权利要求8的装置，还包括：

平行于第一线性阵列的第三光传感器线性阵列，该第三线性阵列的光传感器沿阵列方向表现出与第一线性阵列的重复模式相同的重复模式。

11、根据权利要求10的装置，第三线性阵列中的模式相对于第二线性阵列中的重复模式偏移。

12、根据权利要求10的装置，还包括

平行于第一线性阵列的第四光传感器线性阵列，第三线性阵列的光传感器沿阵列方向表现出与第一线性阵列的重复模式相同的重复模式。

13、根据权利要求12的装置，第四线性阵列中的模式相对于第三线性阵列中的重复模式偏移。

14、根据权利要求1的装置，其中非基色光传感器是透明的。

15、根据权利要求1的装置，其中非基色光传感器过滤橙色。

16、根据权利要求1的装置，其中非基色光传感器过滤蓝绿色。

17、根据权利要求1的装置，其中重复模式为6个光传感器指定过滤。

18、根据权利要求17的装置，其中重复模式中的三个光传感器过滤绿色。