JP2000253210A

JP2000253210A - カラー画像センサの光検出器

Info

Publication number: JP2000253210A
Application number: JP2000030775A
Authority: JP
Inventors: Hoe Alfa; ホウアルファ
Original assignee: SCAN VISION Inc
Current assignee: SCAN VISION Inc
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2000-09-14
Also published as: TW474093B; CN1264826A; CN1173548C

Abstract

(57)【要約】【課題】光検出器の配置が改良されたカラー画像セン
サの提供を目的とする。【解決手段】カラー画像センサを構成する光検出器の
アレイの中の一方の一つおきの光検出器は第１の空間特
性を有し、他方の一つおきの光検出器は交互に第２及び
第３の空間特性を有する。単一行のアレイの場合、第１
タイプの光検出器の間に第２タイプ及び第３タイプの光
検出器が交互に挟まれる。２行のアレイの場合、第１行
は第１タイプの光検出器を含み、第２行には第２タイプ
及び第３タイプの光検出器が含まれる。光検出器からの
信号は適切に複合され、光検出器間の物理的ギャップに
よる位置合わせ問題は最小限に抑えられ、信号を一つに
まとめるため必要なメモリバッファは著しく削減若しく
は除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、一般的に画像セン
シングシステムに係り、特に、カラー画像センサにおい
て、画像センサのコストを低減すべくメモリバッファを
最小限に抑えるため改良された光検出器の配置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多数のアプリケーションにおいて、解
析、印刷、配布及び保存できるように走査対象を電子フ
ォーマットに変換するため画像走査システムが必要とさ
れる。電子フォーマットは、一般的に走査対象の画像で
ある。画像走査システムの典型的な一例はスキャナであ
り、走査対象は書籍若しくは論文の紙面である。スキャ
ナを用いて紙面の電子画像若しくはデジタル画像が作成
される。

【０００３】画像走査システムは、一般的に、ターゲッ
トを光学的に画像に変換するセンシングモジュールを含
む。ターゲットを光学的に画像に変換するセンシングモ
ジュールの重要な要素は、画像センサに衝突した光に応
答する光検出器のアレイにより構成された画像センサで
ある。各光検出器は、ターゲットから反射された光の輝
度を表わす電子（電荷）信号を生成する。全ての光検出
器からの電子信号は読み出され、アナログ・デジタル変
換器によってデジタル化され、ターゲットのデジタル信
号又は画像を生成する。

【０００４】画像走査システムで使用される画像センサ
の一つは、選択的透過性フィルタとそれぞれに重ね合わ
された３本の光検出器のラインにより構成され、選択的
透過性フィルタが各光検出器と位置合わせされた直線状
センサである。図１の（Ａ）には、光検出器の３本の行
１０２、１０４及び１０６を含むサンプルリニア画像セ
ンサ１００が示されている。各行は特定のスペクトル域
に感応する１種類の透過性フィルタの裏側に置かれる。
たとえば、行１０２、１０４及び１０６の全ての光検出
器は、それぞれ、赤色フィルタ、緑色フィルタ及び青色
フィルタと重ね合わされる。したがって、画像センサ１
００は、画像センサ１００内の光検出器が白色光源によ
って照明された走査対象に翳されたとき、３個の電子信
号を同時に生成する。

【０００５】画像センサ１００と関連した顕著な問題の
一つは、位置合わせされた各画素を精密に表現する電子
信号を再パッケージングする（一つにまとめる）ため、
補助メモリバッファ及び処理が必要とされることであ
る。図１の（Ｂ）を参照するに、走査対象１１０がレン
ズ１１４を介してカラー画像センサ１１２によって映像
化される簡単化された映像化モデルが示されている。カ
ラー画像センサ１１２は、３行の光検出器を有する画像
センサ１００と同様である。同図に示された光路は、光
検出器の３本の行が、光検出器の行間の物理的ギャップ
に起因して走査対象１１０内の１本の走査線に物理的に
位置合わせされないことを示す。換言すると、光検出器
の３本の行は走査対象１１０の同じ走査線を観察してい
ないという典型的な位置合わせ問題が生ずる。光検出器
の２本の行間のギャップは、読み出し回路が隣接した行
の光検出器から電子信号を読み出すため保存される必要
がある。その結果として、光検出器の各行からの電子信
号の配列を記憶する必要が生じる。配列のサイズは光検
出器の２本の行間のギャップ距離Ｄに比例する。距離Ｄ
が１００μｍであり、光検出器の高さｄが１０μｍであ
り、電子信号は８ビットデータ精度である場合、カラー
画素用のメモリ容量は次式で推定される。

【０００６】８（３Ｄ）／ｄ＝２４０ビット実際上、カラー画像センサが、定形の８×１１インチ
（８×２．５４×１１×２．５４ｃｍ）標準寸法紙を走
査するよう設計されることは稀ではなく、画像センサの
解像度が６００ｄｐｉであるならば、６００×８＝４８
００個の光検出器により構成される。換言すると、位置
合わせされたカラー画素信号を生成するため電子信号を
再パッケージングするには、２４０×４８００＝１．１
５２メガビットの容量を有するメモリバッファが必要で
ある。さらに、妥当な走査速度を維持するため、メモリ
バッファは屡々高性能であることが要求され、画像セン
サのコストを著しく増加させる場合がある。

【０００７】ギャップ距離の短縮には制限があるとして
も、ギャップ距離を最小限に抑えようとするいくつかの
試みがなされている。２行の光検出器の間のギャップ距
離を短縮する一つの方法は、３本の各行内の対応した光
検出器がかなり近付けられるように光検出器のサイズを
小さくすることである。しかし、光検出器のサイズの有
意な縮小は画像感度の問題を生ずる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】光検出器の行間に存在
する物理的ギャップに起因した位置合わせの問題を最小
限に抑えるために採られる方法とは無関係に、電子信号
を再パッケージングするため補助的なメモリバッファが
必要とされることは、図１の（Ａ）に示されるような光
検出器の配置を用いる場合には避けられない。したがっ
て、十分なタイプ並びに質のカラー画像信号を出力する
ため最小量のメモリバッファと処理しか必要としないカ
ラー画像センサに対するニーズは大きい。カラー画像セ
ンサ内のメモリバッファを減少させることにより、カラ
ー画像センサのコストは著しく低減される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
及び需要を鑑みてなされ、スキャナ、ファクシミリ装
置、及び、写真コピー機で使用される画像センサへの具
体的なアプリケーションを有する。以下に説明する特徴
及び利点のように、本発明は携帯型かつフラットベッド
スキャナ用の画像センサに使用されるのが有利である。
本発明の効果及び利点の一つは、メモリバッファの必要
量が著しく削減されることである。一実施例において、
メモリバッファは最小限に抑えられる。本発明の別の効
果及び利点は、走査ターゲットが黒色及び白色であると
き、２重解像度を有することにより本来的に得られる特
徴である。

【００１０】本発明の一面によれば、開示されたカラー
画像センサは光検出器のアレイを含み、一つおきの一方
の光検出器は第１のタイプのスペクトル特性を有し、一
つおきの他方の光検出器は第２のタイプのスペクトル特
性と第３のタイプのスペクトル特性を交互に有する。典
型的に、第１のタイプのスペクトル特性は緑色に感応し
（緑色信号を発生し）、第２のタイプのスペクトル特性
は赤色に感応し（赤色信号を発生し）、第３のタイプの
スペクトル特性は青色に感応する（緑色信号を発生す
る）。

【００１１】各カラー画素は、緑色信号、赤色信号及び
青色信号により形成される。しかし、本発明における特
徴の一つは、２個の隣接したカラー画素に同じ赤色信号
を有し、別の２個の隣接したカラー画素に同じ青色信号
を有することである。その結果として、水平方向の光検
出器間のギャップは最小限に抑えられ、それぞれの色の
光検出器からの信号が適切に処理された後、グレースケ
ール画像の解像度は２倍になる。

【００１２】上記の本発明の目的及び利点は、以下に説
明するような本発明の実施により実現される添付図面に
示された実施例により得られる。

【００１３】本発明の上記及びその他の特徴、局面並び
に利点は、以下の説明、特許請求の記載、及び、添付図
面に関してよりよく理解されよう。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下の本発明の詳細な説明におい
て、本発明の完全な理解が得られるように種々の具体的
な細部が記載される。しかし、本発明がこのような具体
的な細部を用いなくても実施できることは当業者にとっ
て明白である。ここで使用される説明及び表現は、当業
者が自分の業績の実体を他の当業者に最も効率的に伝達
するため使用する一般的な手段である。換言すると、公
知の方法、手続、部品及び回路は、本発明の局面を不必
要に不明瞭にすることを避けるため詳細には説明されな
い。

【００１５】カラー画像は、典型的に、カラー対象の３
原色成分への照射によってそれぞれに生成された３枚の
輝度画像を含む。３原色成分への照射を誘起する一般的
な一方法は、第１、第２及び第３の選択的な光検出器の
グループがそれぞれ可視スペクトルの赤色、緑色及び青
色領域を検知するように、各光検出器と位置合わせされ
た多数の選択的透過性フィルタから作られたモザイクフ
ィルタと重ね合わされた複数の光検出器により構成され
た画像センサを使用することである。したがって、赤
色、緑色及び青色成分だけがフィルタを通過し得るの
で、３枚のそれぞれの輝度画像が獲得される。

【００１６】典型的に各輝度画像、より厳密にはデジタ
ル輝度画像は、８ビット精度で表現された場合に、０乃
至２５５の値を有する画素の配列若しくは行列である。
或いは、カラー画像内の各カラー画素Ｃ（ｉ，ｊ）は、
以下の通り表現されるベクトル画素である。

【００１７】

【数１】式中、（ｉ，ｊ）は画素の座標であり、Ｃはカラー画像
を表し、Ｒ、Ｇ及びＢはそれぞれカラー画像Ｃの三つの
輝度画像を表す。この式は、輝度成分Ｒ（ｉ，ｊ）、Ｇ
（ｉ，ｊ）及びＢ（ｉ，ｊ）が位置合わせされたときに
限り、すなわち、すべての輝度成分がカラー対象の同じ
点から獲得されたときに限り、カラー画素が有効に表現
され得ることを示す。

【００１８】３枚の輝度画像の中の各輝度画像内の対応
した画素のクラスタＳが同じ値をとるとき、すなわち、
（ｉ，ｊ）がクラスタＳ内にあり、Ｒ（ｉ，ｊ）＝Ｇ
（ｉ，ｊ）＝Ｂ（ｉ，ｊ）であるとき、クラスタＳに対
応したカラー対象内の点は無彩色であり、視覚的には黒
から白の範囲内に収まる。逆に、３枚の輝度画像の各画
像内の画素のクラスタＳが異なる値をとるとき、すなわ
ち、Ｒ（ｉ，ｊ）≠Ｇ（ｉ，ｊ）≠Ｂ（ｉ，ｊ）である
とき、クラスタＳに対応したカラー対象内の点は視覚的
に有彩色である。たとえば、混じりけの無い赤色、緑色
若しくは青色ベクトル画素は、それぞれ、Ｃ（ｉ，ｊ）
=［２５５００］^T、Ｃ（ｉ，ｊ）=［０２５５
０］^T若しくはＣ（ｉ，ｊ）=［００２５５］^Tの
ように表現される。カラー対象がカラー画像に正確に再
現されることを保証するため、カラー映像システムは、
合成カラー画像にカラー対象のカラーを再現すべく合成
され得る輝度画像を生成するように慎重に制御されるべ
きである。

【００１９】本発明の一実施例によれば、画像センサは
リニアアレイ若しくはリニアセンサであり、画像センサ
は同時に１本のカラー信号のラインを生成する。すべて
のカラー信号の連続的な複合物はカラー画像を生成す
る。一般性を失うことなく、画像センサは、個別にカラ
ーフィルタ処理された照射により得られる３個のカラー
信号を生成する。

【００２０】図２の（Ａ）には、２行に配列された光検
出器２０２の配置（画像センサ）２００の一例が示され
ている。画像センサ２００の第１行２０４には、交番的
なカラーフィルタが上に重ねられた光検出器が設けら
れ、第２行２０６には、１種類のカラーフィルタで覆わ
れた光検出器が設けられる。従来通りの赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の信号を発生する一実施例によ
れば、第１行２０４の交番的なカラーフィルタは赤色フ
ィルタ若しくは青色フィルタであり、第２行２０６のカ
ラーフィルタは一様に緑色フィルタである。したがっ
て、画像センサ２００は、光検出器からＲＧＢ信号を生
成する。最初の２０個の光検出器には、Ｇ１、Ｒ２、Ｇ
３、Ｂ４、Ｇ５、Ｒ６、Ｇ７、Ｂ８、Ｇ９、Ｒ１０、Ｇ
１１、Ｂ１２、Ｇ１３、Ｒ１４、Ｇ１５、Ｂ１６、Ｇ１
７、Ｒ１８、Ｇ１９及びＢ２０のようなラベルが付けら
れている。

【００２１】より具体的には、第１行２０４の光検出器
は、交互に、赤色若しくは青色スペクトル域に感応する
透過フィルタで被覆、すなわち、透過フィルタが上に重
ねられ、それぞれ、赤色光検出器若しくは青色光検出器
のように称される。第２行２０６の光検出器は、緑色ス
ペクトル域に感応する透過フィルタで被覆、すなわち、
透過フィルタが上に重ねられ、以下、緑色光検出器と称
される。図２の（Ａ）では、各光検出器の出力から、赤
色光検出器及び青色光検出器は、各緑色光検出器によっ
て交互に分散されていることが明瞭にわかる。

【００２２】この配置の結果として、画像センサ２００
からのライン信号のサンプリングは、図２の（Ｂ）から
容易にわかるように、順序性と均一性が保持され、カラ
ー光検出器は、緑色光検出器、赤色検出器及び緑色検出
器に対し繰り返しパターン２１２、２１４及び２１６を
なす。さらに重要な点は、この配置は、光検出器からの
電子信号を再パッケージングするためのメモリバッファ
の必要量を著しく削減することである。図３の（Ａ）に
は、従来の３行の光検出器と本実施例による２行の光検
出器との簡単な比較例が示される。光検出器の行のペア
の間の物理的距離は光検出器の高さだけに起因する場合
を考える。この場合、従来の３行の光検出器を備えた画
像センサ２２０は、３回の走査が行なわれるまで出力さ
れない。換言すると、画像センサ２２０は、すべての光
検出器の信号を記憶するため最初の２回の走査からの信
号をメモリバッファに蓄積し、３回目の走査が開始され
たときに信号を出力し始める。より具体的に説明する
と、走査中対象の走査線２２２を映像化するため、青色
光検出器からの信号が１回目の走査の後に記憶される必
要がある。２回目の走査中、赤色光検出器及び青色光検
出器は走査線２２２に向けられず、緑色光検出器だけが
走査線２２２を観測する。したがって、緑色光検出器か
らの信号が記憶されるべきである。３回目の走査が始ま
ったとき、赤色光検出器からの信号は、１回目の走査中
の青色光検出器からの信号、及び、２回目の走査中の緑
色光検出器からの信号と混合される。ターゲット全体を
走査し、位置合わせされたカラー信号を発生させるた
め、３個のラインバッファを利用する必要がある。一
方、画像センサ２３０の場合に、前の走査からの信号を
記憶するために必要なラインバッファは１個だけであ
る。第２行目において、走査線２２２に対するＲＧＢ信
号は位置合わせされたカラー信号を出力するため完全に
利用可能である。図３の（Ａ）には簡単な比較例しか示
されていないが、当業者は、本実施例に開示された格別
の光検出器配置によってメモリバッファの必要量が著し
く削減する利益が生ずることを認めることができる。

【００２３】ベクトル画素（カラー信号）を表現するた
め、図３の（Ｂ）には、図２の（Ａ）及び（Ｂ）と組み
合わせることによってわかるように、水平方向に画素位
置合わせ問題を生じること無く、この格別な光検出器配
置からカラー画素を形成する方法が示される。図３の
（Ｂ）の図表２４０は、図２の（Ａ）の画像センサ２０
０から発生された１０個のサンプルカラー画素を列挙す
る。第１行２４２には、１０個の画素Ｐ１，Ｐ
２，．．．，Ｐ１０が記載される。第２、第３及び第４
行２４４、２４６及び２４８には、それぞれ、そのカラ
ー画素毎の緑色、赤色及び青色成分が示されている。

【００２４】より詳細には、各緑色光検出器からの信号
はカラー画素の１個の成分を表現し、赤色光検出器及び
青色光検出器からのそれぞれの信号は、隣接した２個の
カラー画素内で共通の成分になる。たとえば、カラーベ
クトル画素Ｐ１及びＰ２は、２個の異なる緑色光検出器
Ｇ１及びＧ３からの緑色成分を有し、同じ赤色光検出器
Ｒ２からの赤色成分を共用する。その結果として、２個
のカラー画素間の水平ギャップは、画像解像度を損失す
ることなく、最小限に抑えられる。

【００２５】上記の本発明に関する説明は、赤色、緑色
及び青色光検出器を使用する実施例に基づいていること
に注意する必要がある。当業者は、上記の説明が他の原
色若しくは補色カラーフィルタが使用された場合にも同
等に当てはまることを認めるであろう。たとえば、マゼ
ンタ、黄色、及び、シアンは、カラー画像を生成するた
め使用され得る一般的な別の補色の組である。また、緑
色光検出器の組が赤色光検出器と青色光検出器を交互に
用いて分離されること、すなわち、赤色光検出器と青色
光検出器が交互に緑色光検出器の組の間に挟まれること
は、本発明を実現するための必須要件ではない。しか
し、この実施例は好ましい一実施態様である。なぜなら
ば、人の視覚系はカラースペクトル領域の中で緑色領域
の色に対しより高感度だからである。

【００２６】図４の（Ａ）は、１行に配置された光検出
器３０２を含む画像センサ３００の他の実施例を示す図
である。同図に示されるように、一つおきの光検出器の
中の一方は、緑色スペクトル域に感応する透過フィルタ
で被覆、すなわち、上を覆われ、一つおきの光検出器の
中の他方は、赤色若しくは青色スペクトル域に感応する
透過フィルタでそれぞれに交互に被覆、すなわち、重畳
される。カラー画素は図３の（Ｂ）で示されたような光
検出器から形成される。１行に配置された光検出器の一
つの利点は、光検出器からの電子信号を再パッケージン
グするため必要とされるメモリバッファが不要になるこ
とである。信号は再パッケージングされることなくその
まま読み出される。

【００２７】図４の（Ｂ）には、三角形状に作られ、１
行に配置された光検出器の一実施例が示されている。な
お、三角形状とは、角が丸められた三角形を含む三角形
に類似した全ての形状を含むことを意図することに注意
する必要がある。同図に示されるように、上向きの全て
の三角形状光検出器、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ
９，．．．，Ｐ１９は、緑色スペクトル域に感応するフ
ィルタで覆われた緑色光検出器であり、全ての下向きの
三角形状光検出器、Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，．．．，Ｐ２０
は、赤色スペクトル領域に感応するフィルタ及び青色ス
ペクトル領域に感応するフィルタで交互に一つずつ覆わ
れ、Ｒ２，Ｂ４，Ｒ６，Ｂ８，Ｒ１０，Ｂ１２，Ｒ１
４，Ｂ１６，Ｒ１８及びＲ２０のように称される。この
配置の結果として、水平方向の光検出器間の物理的ギャ
ップは最小限に抑えられる。

【００２８】多数のアプリケーションにおいて、カラー
画像センサは、書物のページのような無彩色対象、すな
わち、簡単に白と黒の対象を走査し、白黒画像（グレー
画像若しくはモノクロ画像）を生成するため使用され
る。この画像は輝度だけを反映した画像である。各色付
き光検出器が白黒の走査対象からの反射に同程度に感応
する信号を生成することを保証するため、以下の重み係
数の組が色付き光検出器からの異なるスペクトル応答を
平衡させるため使用される。

【００２９】ｋＧ１．９６７ｋＲ５．３６０ｋＢここで、ｋは調整用因子であり、典型的には１に設定さ
れる。換言すると、緑色光検出器からの信号は合成グレ
ー画像にそのまま割り付けられ、赤色及び青色光検出器
からの信号は適当に増大されて合成グレー画像に割り付
けられる。したがって、白黒走査対象に対する画像の解
像度は、各光検出器からの個別の信号が個別に処理され
ている図５に示されるように２倍される。同図に示され
た具体的な実施例の場合に、ｋは１に設定されるので、
ｒ＝１．９６７及びｂ＝５．２６０である。合成グレー
レベル画像の解像度は、従来のカラー画像センサが生成
し得る画像の解像度の２倍である。

【００３０】図６を参照するに、画像センサ５０２の光
検出器によって生成された信号を読み出すため使用され
る簡単な回路５００が示されている。画像センサ５０２
は、図２の（Ａ）の画像センサ２００、図４の（Ａ）の
画像センサ３００、又は、図４の（Ｂ）の画像センサ３
１０に対応する。マルチプレクサ５０４は複数のダイオ
ードスイッチ５０８を含み、各ダイオードスイッチ５０
８は１個の光検出器に接続される。ダイオードスイッチ
５０８は、スイッチ信号によって一括して制御される。
光検出器に走査対象からの光が照射された後、図示され
ない制御信号は、光検出器に光量子、すなわち、発生さ
れた電荷信号をそれぞれの蓄積コンデンサ（図示しな
い）に蓄積させ、同時に、スイッチ５０８を順番にター
ンオンさせる。光検出器からの蓄積コンデンサの電子信
号は、順番に増幅器５１１で読み出される。読み出し処
理は、典型的に光検出器と同数の記憶セルを有するシフ
トレジスタ５１０によって行われる。たとえば、パルス
Ｄｉがシフトレジスタ５１０に供給され、パルスＤｉは
クロック信号ＣＬＫによって一つの記憶セルから別の記
憶セルに移される。記憶セルがパルスＤｉを受けたと
き、ダイオードスイッチ５０８内の接続されたスイッチ
がターンオンされ（すなわち、導通状態になる）、対応
した蓄積コンデンサ内の対応した電子信号が読み出され
る。パルスＤｉが進むと共に、蓄積コンデンサ内の電子
信号が順番に送り出され、続いて、Ａ／Ｄ変換器５１２
によってデジタル化される。図７には、多数の制御信号
が取り出されるクロック信号５２０が示され、例示され
た制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４（シフトされるパ
ルスＤｉ）は４個の連続スイッチをターンオンさせる。
Ａ／Ｄ変換器５１２からのデジタル信号５３０は図７に
例示されている。

【００３１】上記の通り、本発明はある程度の具体性を
もって十分に詳細に説明された。当業者は、上記の実施
例の開示が例示のためだけになされたものであって、特
許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲を逸脱
すること無く、構成要素の配置や組み合わせに種々の変
更が行なわれることを認めるであろう。たとえば、光検
出器の好ましい形状は三角形であり、当業者は、三角形
以外の形状の光検出器を設計し、位置合わせ問題を最小
限に抑えるように色付きの光検出器を接近させ、かつ、
交互に配置できることを認めるであろう。したがって、
本発明の範囲は、上記の実施例に記載された事項ではな
く、特許請求の範囲に記載された事項によって定められ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は３行の光検出器により構成されたカラ
ー画像センサの一例を示し、（Ｂ）は走査対象がレンズ
を介してカラー画像センサによって映像化される簡単な
映像化モデルを示す図である。

【図２】（Ａ）は本発明の一実施例による２行の光検出
器を備えたカラー画像センサを示し、（Ｂ）は順列的な
繰り返しパターンをなす修正された光検出器の配置から
のサンプリングを示す図である。

【図３】（Ａ）は従来の３行の光検出器と、本発明の実
施例による２行の光検出器の間の簡単な比較を示し、
（Ｂ）は配色された光検出器からの信号によってカラー
画素が形成される態様を示す図である。

【図４】（Ａ）は本発明の他の実施例による１行の光検
出器を備えたカラー画像センサを示し、（Ｂ）は本発明
の更に別の実施例により成形された１行の光検出器を備
えたカラー画像センサを示す図である。

【図５】配色された光検出器からの信号がグレースケー
ル式画像内の画素を形成するため処理される態様を示す
図である。

【図６】本発明による画像センサの光検出器において発
生された電子信号を読み出すため使用される回路の構成
図である。

【図７】図６の回路で使用される制御信号の集合を示す
図である。

【符号の説明】

２００画像センサ２０２光検出器２０４第１行２０６第２行２１０ライン信号２１２，２１４，２１６繰り返しパターン２２２走査線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のスペクトル域に感応する第１タイ
プの光検出器と、第２のスペクトル域に感応する第２タイプの光検出器
と、第３のスペクトル域に感応する第３タイプの光検出器と
を含み、上記第１タイプの光検出器と上記第２タイプの光検出器
は、上記第３タイプの光検出器を間に挟んで交互に並べ
られ、上記第１タイプ、第２タイプ及び第３タイプの各光検出
器は、ターゲットを映像化するため活性化されたときに
電子信号を生成し、上記光検出器の一つずつに接続され、接続された光検出
器からの電子信号を受容する処理回路のアレイを更に有
する、カラー画像センサ。
【請求項２】上記第１のスペクトル域、上記第２のス
ペクトル域及び上記第３のスペクトル域は、人の視覚系
に可視的な殆どの色を再現し得る補色の組を形成する請
求項１記載のカラー画像センサ。
【請求項３】上記第１のスペクトル域は緑色であり、
上記第２のスペクトル域は赤色であり、上記第３のスペ
クトル域は青色である請求項２記載のカラー画像セン
サ。
【請求項４】上記第１タイプの光検出器は、上記第１
のスペクトル領域に応答する第１透過フィルタが上に重
ねられ、上記第２タイプの光検出器は、上記第２のスペクトル領
域に応答する第２透過フィルタが上に重ねられ、上記第３タイプの光検出器は、上記第３のスペクトル領
域に応答する第３透過フィルタが上に重ねられている請
求項１記載のカラー画像センサ。
【請求項５】上記第１タイプの光検出器及び上記第２
タイプの光検出器は第１行に並べられ、上記第３タイプ
の光検出器は、上記第１行と平行している第２行に並べ
られている請求項１記載のカラー画像センサ。
【請求項６】位置合わせされたカラー信号を出力する
ために上記光検出器からの上記電子信号を一つにまとめ
るメモリバッファが必要では無くなるように、上記光検
出器は単一の行に配置されている請求項１記載のカラー
画像センサ。
【請求項７】上記第１タイプ及び上記第２タイプの各
光検出器は三角形状であり、上記第３タイプの各光検出
器は相補的な三角形状であり、上記第３タイプの光検出器は、上記第１タイプの一方の
光検出器及び上記第２タイプの他方の光検出器と交互に
連結されている、請求項６記載のカラー画像センサ。
【請求項８】上記処理回路のアレイは変換ルールに従
って上記電子信号を処理し、上記処理された各電子信号
はグレースケール画像を形成するためそのまま使用され
る、請求項１記載のカラー画像センサ。
【請求項９】上記第１タイプの光検出器からの上記電
子信号は第１の利得により増幅され、上記第２タイプの
光検出器からの上記電子信号は第２の利得により増幅さ
れ、上記第３タイプの光検出器からの上記電子信号は第
３の利得により増幅される、請求項８記載のカラー画像
センサ。
【請求項１０】上記第３の利得が１に設定されたと
き、上記第１の利得は１．９６７に設定され、上記第２
の利得は５．３６０に設定される、請求項９記載のカラ
ー画像センサ。
【請求項１１】ライン形式に配置された光検出器のア
レイと、上記光検出器の上に１対１で位置合わせして重ねられた
個別のフィルタ素子から作られ、上記フィルタ素子の中
の一方の一つおきのフィルタ素子は第１の空間透過特性
を有し、上記フィルタ素子の中のもう一方の一つおきの
フィルタ素子は交互に第２の空間透過特性及び第３の空
間透過特性を有するフィルタと、上記光検出器毎に接続され、ターゲットを映像化するた
め活性化されたときに電子信号を受信する複数の入力を
有する読み出し回路とを含む、カラー画像センサ。
【請求項１２】上記読み出し回路に接続され、上記読
み出し回路から上記電子信号を受信し、グレースケール
画像に対する信号を適切に生成する処理回路を更に有す
る請求項１１記載のカラー画像センサ。
【請求項１３】上記電子信号は、各電子信号が上記グ
レースケール画像にそのまま使用できるように１組のパ
ラメータに従って調整される、請求項１２記載のカラー
画像センサ。
【請求項１４】上記ライン形式は、第１のセンサを含
む第１行と、第２のセンサ及び第３のセンサを交互に含
む第２行とにより構成され、上記第１のセンサは上記第１の空間透過特性を有するフ
ィルタ素子が上に重ねられた光検出器であり、上記第２
のセンサ及び上記第３のセンサは、上記第２の空間透過
特性を有するフィルタ素子及び上記第３の空間透過特性
を有するフィルタ素子がそれぞれ上に重ねられた光検出
器である、請求項１１記載のカラー画像センサ。
【請求項１５】上記ライン形式は、第１のセンサ、第
２のセンサ及び第３のセンサを含む単一の行により構成
され、上記第１のセンサは上記第２のセンサ及び上記第
３のセンサが交互に間に挟まれ、上記第１のセンサは上記第１の空間透過特性を有するフ
ィルタ素子が上に重ねられた光検出器であり、上記第２
のセンサ及び上記第３のセンサは、上記第２の空間透過
特性を有するフィルタ素子及び上記第３の空間透過特性
を有するフィルタ素子がそれぞれ上に重ねられた光検出
器である、請求項１１記載のカラー画像センサ。
【請求項１６】上記第１のセンサは、上記第１の各セ
ンサが上記第２及び上記第３の各センサと組み合わされ
るような形状を有する、請求項１５記載のカラー画像セ
ンサ。
【請求項１７】上記第１、第２及び第３のセンサの形
状は三角形状である、請求項１６記載のカラー画像セン
サ。
【請求項１８】第１の色に感応する第１の光検出器が
第２の色に感応する第２の検出器及び第３の色に感応す
る第３の検出器で交互に分けられ、上記第２の検出器と
上記第３の検出器が単一の行に並べられ、上記第１の光
検出器からの第１タイプの電子信号、上記第２の検出器
からの第２タイプの電子信号及び上記第３の検出器から
の第３タイプの電子信号を発生させる段階と、上記第１、第２及び第３の検出器からそれぞれ上記第１
タイプ、第２タイプ及び第３タイプの電子信号を読み出
す段階と、上記第１タイプ、第２タイプ及び第３タイプの電子信号
から位置合わせされたカラー信号を発生させる段階とを
有する、カラー画像センサを用いて位置合わせされたカ
ラー信号を生成する方法。
【請求項１９】上記位置合わせされた各カラー信号は
上記第１タイプの一つの電子信号を含む、請求項１８記
載の方法。
【請求項２０】上記位置合わせされたカラー信号の一
方の各対は上記第２タイプの一つの電子信号を共用し、
上記位置合わせされたカラー信号のもう一方の各対は上
記第３タイプの一つの電子信号を共用し、上記位置合わ
せされたカラー信号の上記一方の各対及び上記もう一方
の各対は共通したカラー信号を共用する、請求項１９記
載の方法。