JP2003060842A - Color linear sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＧＢの３つの色
を検出する３本のラインセンサを並列に設けたカラーリ
ニアセンサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color linear sensor in which three line sensors for detecting three colors of RGB are provided in parallel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えばスキャナ用カラーリニ
アセンサとして、１つのセンサチップ上に赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色を検出する３本のラインセ
ンサを並列に設けたものが知られている。すなわち、各
ラインセンサは、それぞれＣＣＤを用いたフォトセンサ
列の受光面上に、ＲＧＢのそれぞれの色成分を透過する
カラーフィルタを設けたものである。図３は、このよう
な従来のカラーリニアセンサの構成例を示す概略平面図
である。まず、第１のラインセンサ１０Ｒは、赤色を検
出するものであり、赤色光を透過するカラーフィルタを
透過した光成分をＣＣＤフォトセンサ列で受光し、その
受光量に応じた信号電荷を電荷−電圧変換機能を有する
出力アンプ部１１Ｒを通して出力する。2. Description of the Related Art Conventionally, as a color linear sensor for a scanner, for example, three line sensors for detecting three colors of red (R), green (G) and blue (B) are arranged in parallel on one sensor chip. It is known that it is provided in. That is, each line sensor is provided with a color filter that transmits each of the RGB color components on the light receiving surface of a photosensor array using a CCD. FIG. 3 is a schematic plan view showing a configuration example of such a conventional color linear sensor. First, the first line sensor 10R is for detecting red color, and the CCD photosensor array receives the light component that has passed through the color filter that transmits red light, and charges the signal charge according to the amount of received light. It is output through the output amplifier section 11R having a voltage conversion function.
【０００３】また、第２のラインセンサ１０Ｇは、緑色
を検出するものであり、緑色光を透過するカラーフィル
タを透過した光成分をＣＣＤフォトセンサ列で受光し、
その受光量に応じた信号電荷を電荷−電圧変換機能を有
する出力アンプ部１１Ｇを通して出力する。また、第３
のラインセンサ１０Ｂは、青色を検出するものであり、
青色光を透過するカラーフィルタを透過した光成分をＣ
ＣＤフォトセンサ列で受光し、その受光量に応じた信号
電荷を電荷−電圧変換機能を有する出力アンプ部１１Ｂ
を通して出力する。The second line sensor 10G detects green, and the CCD photosensor array receives the light component transmitted through the color filter that transmits green light.
The signal charge corresponding to the amount of received light is output through the output amplifier unit 11G having a charge-voltage conversion function. Also, the third
The line sensor 10B detects the blue color,
The light component transmitted through the color filter that transmits blue light is C
An output amplifier section 11B having a charge-voltage conversion function, which receives light from a CD photosensor array and outputs signal charges corresponding to the received light amount.
Output through.
【０００４】また、このようなカラーリニアセンサを設
けたセンサチップは、さらにオンチップレンズ等を装着
された状態で、把持部等を有するケース内に取り付けら
れ、装置セットとして組み立てられる。そして、このケ
ース内には、可視光を照射する光源（図示せず）が設け
られており、この光源から出射した光が被写体で反射
し、この反射光を各ラインセンサ１０Ｒ、１０Ｇ、１０
Ｂで受光する。Further, the sensor chip provided with such a color linear sensor is mounted in a case having a grip portion and the like in a state where an on-chip lens and the like are further mounted, and assembled as an apparatus set. A light source (not shown) for irradiating visible light is provided in the case, light emitted from the light source is reflected by the subject, and the reflected light is reflected by each of the line sensors 10R, 10G, 10 and 10.
Light is received at B.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、赤外
光を読取り対称物に当てて検出しようとするものが提案
されている。しかし、赤外光による検出を行おうとする
と、可視光用の光源と赤外光用の光源の２種類の光源を
装置セット内に設ける必要があり、また、可視光用の光
源と赤外光用の光源とを選択的に点灯し、別個に線順次
や面順次によって原稿の読み取りを行う必要がある。こ
のため、可視光の読み取りと赤外光の読み取りとで２倍
の読み取り時間が必要となり、スキャナ装置の稼働スペ
ックとして厳しいレベルが要求されるという問題があ
る。By the way, in recent years, a device has been proposed in which infrared light is read and applied to a symmetrical object for detection. However, in order to perform detection by infrared light, it is necessary to provide two types of light sources, a light source for visible light and a light source for infrared light, in the device set, and a light source for visible light and an infrared light source. It is necessary to selectively turn on the light source for scanning and to separately read the document by line sequential or field sequential. Therefore, the reading time of visible light and the reading of infrared light are required to be twice as long, and there is a problem that a strict level is required as an operating specification of the scanner device.
【０００６】そこで本発明の目的は、従来のカラーリニ
アセンサに対し、赤外光用の光源を追加することなく、
また、読み取り時間を余分にかけることなく、赤外光の
読み取り機能を追加でき、多機能化を達成することが可
能なカラーリニアセンサを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to add a light source for infrared light to a conventional color linear sensor,
Another object of the present invention is to provide a color linear sensor capable of adding a reading function of infrared light without spending extra reading time and achieving multi-functionality.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、ＲＧＢの３つの色を検出する３本のラインセ
ンサを並列に設けたカラーリニアセンサにおいて、前記
３本のラインセンサと並列に赤外光に分光感度を有する
４本目の赤外光ラインセンサを設けたことを特徴とす
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a color linear sensor in which three line sensors for detecting three colors of RGB are provided in parallel, and in parallel with the three line sensors. In addition, a fourth infrared light line sensor having spectral sensitivity to infrared light is provided.
【０００８】本発明のカラーリニアセンサでは、ＲＧＢ
の３つの色を検出する３本のラインセンサによって被写
体によって反射した可視光を受光し、被写体のカラー画
像を検出する。一方、４本目の赤外光ラインセンサで
は、被写体から放出される赤外光を検出し、例えば被写
体の形態やその付着物等を検出できる。したがって、Ｒ
ＧＢの３本のラインセンサよりなる従来のカラーリニア
センサに対し、赤外光用の光源を追加することなく、ま
た、読み取り時間を余分にかけることなく、赤外光を検
出する機能を追加でき、多機能化を達成することが可能
となる。In the color linear sensor of the present invention, RGB
The visible light reflected by the subject is received by the three line sensors that detect the three colors, and the color image of the subject is detected. On the other hand, the fourth infrared light line sensor can detect the infrared light emitted from the subject and detect, for example, the form of the subject and the adhered substances. Therefore, R
A function to detect infrared light can be added to the conventional color linear sensor consisting of three line sensors of GB without adding a light source for infrared light and extra reading time. It becomes possible to achieve multi-functionality.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明によるカラーリニア
センサの実施の形態例について説明する。なお、以下に
説明する実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する
旨の記載がない限り、これらの態様に限定されないもの
とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a color linear sensor according to the present invention will be described below. The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention,
Although various technically preferable limitations are given, the scope of the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise stated to limit the present invention.
【００１０】図１は、本発明の第１の実施の形態による
カラーリニアセンサの構成例を示す概略平面図である。
このカラーリニアセンサは、例えばスキャナ用に構成さ
れ、１つのセンサチップ上にカラー画像読み取り用の赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色を検出する３本
のラインセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを並列に設け、
さらに、これらのラインセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ
と並列に、赤外光に分光感度を有する４本目の赤外光ラ
インセンサ２０Ａを設けたものである。４本のラインセ
ンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２０Ａは、それぞれＣＣ
Ｄを用いたフォトセンサ列の受光面上に各フィルタを設
けたものである。例えば、シリコン基板に多数のフォト
ダイオード等によるフォトセンサ列を形成するととも
に、このフォトセンサ列に沿って読み出しゲート及びＣ
ＣＤ転送レジスタ等を形成したものである。FIG. 1 is a schematic plan view showing a structural example of a color linear sensor according to the first embodiment of the present invention.
This color linear sensor is, for example, configured for a scanner, and three line sensors for detecting three colors of red (R), green (G), and blue (B) for reading a color image on one sensor chip. 20R, 20G, 20B are provided in parallel,
Furthermore, these line sensors 20R, 20G, 20B
A fourth infrared light line sensor 20A having a spectral sensitivity to infrared light is provided in parallel with. The four line sensors 20R, 20G, 20B and 20A are CCs, respectively.
Each filter is provided on the light receiving surface of the photosensor array using D. For example, a photosensor array including a large number of photodiodes or the like is formed on a silicon substrate, and a read gate and C are provided along the photosensor array.
A CD transfer register and the like are formed.
【００１１】また、シリコン基板上には、各フォトセン
サへの受光用開口部を区切るための遮光膜やＣＣＤ転送
レジスタの駆動用転送電極等が設けられ、その上面に各
種のフィルタやオンチップレンズ等が装着される。そし
て、各フォトセンサ列では、フォトダイオードの受光面
から受光した光を信号電荷に変換し、この信号電荷を所
定のタイミングで読み出しゲートよりＣＣＤ転送レジス
タに読み出す。そして、転送電極に転送クロックを印加
することにより、ＣＣＤ転送レジスタを駆動して信号電
荷を順次転送し、後段の出力アンプ部２１Ｒ、２１Ｇ、
２１Ｂ、２１Ａに出力する。Further, on the silicon substrate, a light-shielding film for partitioning the light-receiving openings to each photosensor, a transfer electrode for driving a CCD transfer register, etc. are provided, and various filters and on-chip lenses are provided on the upper surface thereof. Etc. are installed. Then, in each photosensor array, the light received from the light receiving surface of the photodiode is converted into a signal charge, and this signal charge is read from the read gate to the CCD transfer register at a predetermined timing. Then, by applying a transfer clock to the transfer electrodes, the CCD transfer register is driven to sequentially transfer the signal charges, and the output amplifier units 21R, 21G at the subsequent stages are driven.
It outputs to 21B and 21A.
【００１２】出力アンプ部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２
１Ａは、各ラインセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２０
Ａによって転送されてきた信号電荷を電圧信号に変換す
るものであり、転送クロックに対応するリセットクロッ
クによってリセットゲートを制御しながら、各ラインセ
ンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２０Ａの最終段に設けら
れたＦＤ部に生じる浮遊電荷をＭＯＳトランジスタのゲ
ートで検出し、このＭＯＳトランジスタの出力をさらに
複数段のＭＯＳトランジスタによる増幅器で増幅し、撮
像信号として出力するものである。Output amplifiers 21R, 21G, 21B, 2
1A is each line sensor 20R, 20G, 20B, 20
The signal charge transferred by A is converted into a voltage signal, which is provided at the final stage of each line sensor 20R, 20G, 20B, 20A while controlling the reset gate by a reset clock corresponding to the transfer clock. The floating charge generated in the FD section is detected by the gate of the MOS transistor, and the output of this MOS transistor is further amplified by an amplifier composed of a plurality of stages of MOS transistors and output as an imaging signal.
【００１３】次に、各ラインセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２
０Ｂ、２０Ａについて説明する。まず、第１のラインセ
ンサ２０Ｒは、赤色を検出するものであり、赤色光を透
過するカラーフィルタを透過した光成分をＣＣＤフォト
センサ列で受光し、その受光量に応じた信号電荷を出力
アンプ部２１Ｒを通して出力する。また、第２のライン
センサ２０Ｇは、緑色を検出するものであり、緑色光を
透過するカラーフィルタを透過した光成分をＣＣＤフォ
トセンサ列で受光し、その受光量に応じた信号電荷を出
力アンプ部２１Ｇを通して出力する。また、第３のライ
ンセンサ２０Ｂは、青色を検出するものであり、青色光
を透過するカラーフィルタを透過した光成分をＣＣＤフ
ォトセンサ列で受光し、その受光量に応じた信号電荷を
出力アンプ部２１Ｂを通して出力する。また、第４のラ
インセンサ２０Ａは、赤外光を検出するものであり、可
視光を遮光する例えば黒色の遮光フィルタを設け、この
遮光フィルタを透過した赤外光成分をＣＣＤフォトセン
サ列で受光し、その受光量に応じた信号電荷を出力アン
プ部２１Ｂを通して出力する。Next, each line sensor 20R, 20G, 2
0B and 20A will be described. First, the first line sensor 20R is for detecting red color, and the CCD photosensor array receives the light component transmitted through the color filter that transmits the red light, and outputs the signal charge according to the amount of the received light as an output amplifier. Output through the section 21R. The second line sensor 20G is for detecting a green color, receives the light component transmitted through the color filter that transmits the green light by the CCD photosensor array, and outputs the signal charge according to the amount of the received light as an output amplifier. Output through the section 21G. Further, the third line sensor 20B is for detecting blue color, the light component transmitted through the color filter transmitting blue light is received by the CCD photosensor array, and the signal charge corresponding to the amount of the received light is output from the output amplifier. Output through the section 21B. The fourth line sensor 20A is for detecting infrared light, and is provided with, for example, a black light-blocking filter that blocks visible light, and the infrared light component that has passed through this light-blocking filter is received by the CCD photosensor array. Then, the signal charge corresponding to the amount of received light is output through the output amplifier section 21B.
【００１４】そして、このようなカラーリニアセンサを
設けたセンサチップは、さらにオンチップレンズ等を装
着された状態で、把持部等を有するケース内に取り付け
られ、装置セットとして組み立てられる。そして、この
ケース内には、可視光を照射する光源（図示せず）が設
けられており、この光源から出射した光が被写体で反射
し、この反射光を各ラインセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０
Ｂ、２０Ａで受光する。Then, the sensor chip provided with such a color linear sensor is mounted in a case having a grip portion and the like, with an on-chip lens and the like being further mounted, and assembled as an apparatus set. A light source (not shown) for irradiating visible light is provided in this case, and the light emitted from this light source is reflected by the subject, and the reflected light is reflected by each of the line sensors 20R, 20G, 20.
Light is received at B and 20A.
【００１５】以上のような構成のカラーリニアセンサで
は、可視光源から出射した光を例えば原稿等の被写体で
反射させ、これをＲＧＢのラインセンサ２０Ｒ、２０
Ｇ、２０Ｂにより受光し、被写体のカラー画像を検出す
る。一方、４本目の赤外光ラインセンサ２０Ａでは、被
写体から放出される赤外光を検出し、例えば原稿に付着
したゴミ等を検出できる。つまり、赤外光源を設けるこ
となく、被写体より放出される赤外線を検出することが
できる。そして、ラインセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ
による検出動作と赤外光ラインセンサ２０Ａによる検出
動作は並行で行うことができる。したがって、ＲＧＢの
３本のラインセンサよりなる従来のカラーリニアセンサ
に対し、赤外光用の光源を追加することなく、また、読
み取り時間を余分にかけることなく、赤外光の読み取り
機能を追加できる。In the color linear sensor having the above structure, the light emitted from the visible light source is reflected by a subject such as a document, and the RGB line sensors 20R, 20 are used.
Light is received by G and 20B, and a color image of the subject is detected. On the other hand, the fourth infrared light line sensor 20A can detect the infrared light emitted from the subject and detect, for example, dust attached to the document. That is, it is possible to detect infrared rays emitted from the subject without providing an infrared light source. And the line sensors 20R, 20G, 20B
The detection operation by and the infrared light line sensor 20A can be performed in parallel. Therefore, the infrared color reading function is added to the conventional color linear sensor consisting of three RGB line sensors without adding a light source for infrared light and without spending extra reading time. it can.
【００１６】図２は、本発明の第２の実施の形態による
カラーリニアセンサの構成例を示す概略平面図である。
このカラーリニアセンサは、図１に示す４本のラインセ
ンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２０Ａに加えて、紫外光
に分光感度を有する５本目のラインセンサ２０Ｃを並列
に設けたものである。このラインセンサ２０Ｃは、ＣＣ
Ｄフォトセンサ列の上面に紫外光を透過する紫外光フィ
ルタを設けたものであり、紫外光フィルタを透して紫外
光を受光し、その光量に応じた信号電荷を出力アンプ部
２１Ｃに出力する。FIG. 2 is a schematic plan view showing a structural example of a color linear sensor according to the second embodiment of the present invention.
In this color linear sensor, in addition to the four line sensors 20R, 20G, 20B and 20A shown in FIG. 1, a fifth line sensor 20C having a spectral sensitivity to ultraviolet light is provided in parallel. This line sensor 20C is CC
An ultraviolet light filter that transmits ultraviolet light is provided on the upper surface of the D photosensor array, the ultraviolet light is received through the ultraviolet light filter, and a signal charge according to the amount of light is output to the output amplifier unit 21C. .
【００１７】なお、ラインセンサ２０ＣのＣＣＤフォト
センサ列や出力アンプ部２１Ｃの構成は、上述した各ラ
インセンサ２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２０Ａと共通であ
り、また、その他は、図１に示すカラーリニアセンサと
共通であるので説明は省略する。このような構成のカラ
ーリニアセンサでは、ＲＧＢのカラー画像、赤外光に加
えて、並行動作で紫外光を検出でき、カラーリニアセン
サのさらなる多機能化を達成できる。The CCD photosensor array of the line sensor 20C and the configuration of the output amplifier section 21C are the same as those of the above-described line sensors 20R, 20G, 20B and 20A, and the others are the same as those shown in FIG. Since it is common to the sensor, the explanation is omitted. With the color linear sensor having such a configuration, in addition to the RGB color image and the infrared light, the ultraviolet light can be detected by the parallel operation, and the color linear sensor can be further multifunctional.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明のカラーリニ
アセンサでは、ＲＧＢの３つの色を検出する３本のライ
ンセンサに加えて、赤外光に分光感度を有する４本目の
赤外光ラインセンサを設けた。したがって、ＲＧＢの３
本のラインセンサよりなる従来のカラーリニアセンサに
対し、赤外光用の光源を追加することなく、また、読み
取り時間を余分にかけることなく、赤外光を検出する機
能を追加でき、多機能化を達成することが可能となる。As described above, in the color linear sensor of the present invention, in addition to the three line sensors for detecting the three colors of RGB, the fourth infrared light line having spectral sensitivity to infrared light is used. A sensor was provided. Therefore, RGB 3
Compared to the conventional color linear sensor consisting of this line sensor, a function to detect infrared light can be added without adding a light source for infrared light and extra reading time. Can be achieved.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の第１の実施の形態によるカラーリニア
センサの構成例を示す概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of a color linear sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態によるカラーリニア
センサの構成例を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration example of a color linear sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図３】従来のカラーリニアセンサの構成例を示す概略
平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a configuration example of a conventional color linear sensor.
２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２０Ａ、２０Ｃ……ラインセ
ンサ、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ａ、２１Ｃ……出
力アンプ部。20R, 20G, 20B, 20A, 20C ... Line sensor, 21R, 21G, 21B, 21A, 21C ... Output amplifier section.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA08 FA08 FC02 GA03 GC09 GC15 5B047 AA01 AB04 BB03 BC05 BC07 BC11 5C051 AA01 BA03 DA03 DA06 DB01 DB18 DB22 DB23 DB28 DC02 DC07 EA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4M118 AA10 AB01 BA08 FA08 FC02 GA03 GC09 GC15 5B047 AA01 AB04 BB03 BC05 BC07 BC11 5C051 AA01 BA03 DA03 DA06 DB01 DB18 DB22 DB23 DB28 DC02 DC07 EA01
Claims (6)
ンセンサを並列に設けたカラーリニアセンサにおいて、 前記３本のラインセンサと並列に赤外光に分光感度を有
する４本目の赤外光ラインセンサを設けた、 ことを特徴とするカラーリニアセンサ。1. A color linear sensor in which three line sensors for detecting three colors of RGB are provided in parallel, and a fourth infrared sensor having a spectral sensitivity to infrared light is provided in parallel with the three line sensors. A color linear sensor having an optical line sensor.
ＣＤフォトセンサ列の上面にＲＧＢの各色に対応するカ
ラーフィルタを設けたものであることを特徴とする請求
項１記載のカラーリニアセンサ。2. The three line sensors are each C
2. The color linear sensor according to claim 1, wherein color filters corresponding to RGB colors are provided on the upper surface of the CD photosensor array.
トセンサ列の上面に可視光を遮光する遮光フィルタを設
けたものであることを特徴とする請求項１記載のカラー
リニアセンサ。3. The color linear sensor according to claim 1, wherein the infrared light line sensor is provided with a light blocking filter for blocking visible light on an upper surface of a CCD photo sensor array.
を一体に設けたことを特徴とする請求項１記載のカラー
リニアセンサ。4. The color linear sensor according to claim 1, wherein a visible light source is integrally provided close to the line sensor.
感度を有する５本目の紫外光ラインセンサを設けたこと
を特徴とする請求項１記載のカラーリニアセンサ。5. The color linear sensor according to claim 1, wherein a fifth ultraviolet line sensor having a spectral sensitivity to ultraviolet light is provided in parallel with the line sensor.
トセンサ列の上面に紫外光を透過するフィルタを設けた
ものであることを特徴とする請求項５記載のカラーリニ
アセンサ。6. The color linear sensor according to claim 5, wherein the ultraviolet light line sensor is provided with a filter for transmitting ultraviolet light on an upper surface of a CCD photosensor array.
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