JP2781478B2 - フィルタリング及び他の用途に用いる分解及び感知装置の可変検出器幾何構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本出願は、同一譲受人に譲渡されており、
引例として本説明に含まれる１９９０年３月３０日付け
の「スペクトル分解及び感知装置」と題する米国特許出
願第０７／５０２，４７３号（対応日本出願、特願平３
−６０４４７号）の主題事項に関するものである。

【０００２】〔発明の背景〕本発明は、感知及び検出装
置、特に一般的にスキャナ、電子カメラ、検出器等に使
用される、色等のスペクトル成分の選択群を検出するた
めの可変形状寸法及び位置形の感知素子の構造体に関す
るものである。

【０００３】磁気信号、例えば光を成分波長に、例えば
色に分解することは公知である。それを行う典型的な装
置にはプリズム、回折格子、薄膜等が含まれ、そのよう
な信号を構成部分に分解する能力は多くの用途に用いら
れている。電子撮像、フィルタリング及び物体確認が一
般的用途に含まれる。ここでは主に電子撮像の用途につ
いて説明し、電磁スペクトルの可視領域で主に作動する
ものと、その領域外で主に作用するものとを含んでい
る。（本用途では、「スペクトル」は電磁スペクトルの
可視及び不可視領域の両方を意味する。）主に可視領域
で作動する電子撮像の用例には、ビデオカメラ、ファク
シミリ機、電子複写機等が含まれる。主に不可視領域で
作動する電子撮像の用例には、赤外線（ＩＲ）または紫
外線（ＵＶ）検出器、スペクトル分析器等が含まれる。
これらの電子撮像応用の一般的な目的は、電磁信号（以
下の説明では「源画像」と呼ぶ）を機械処理可能なデー
タ表現に変換することである。

【０００４】カラー源画像の機械処理可能なデータ表現
を発生する装置は、少なくとも２つの機能を実施する手
段を含む。すなわち、第１の機能は源画像のフィルタリ
ングまたは分解であり、第２の機能は分解された源画像
の選択部分の検出である。これまで、これらの機能は別
々の手段で実施されていた。例えば、プルマー(Plumme
r) らの米国特許第４，７８６，９６４号は、独立的な
フィルタリング手段及び検出器手段を含む電子撮像装置
を開示している。多色ストライプまたはモザイク的光学
フィルタは、源画像の所定スペクトル成分以外のすべて
をろ光する。一般的に、原色を区別するために３色のフ
ィルタが用いられる。加法混色の場合、一般的に赤、緑
及び青が用いられる。減法混色の場合、一般的に黄、緑
及びシアンが好ましい。特定されることはないが、これ
らのフィルタは一般的に公知のゼラチンフィルタ（例え
ばポリイミド被膜に入った染料）である。これらのフィ
ルタは、各フィルタによって透過される光の強さを検出
する電荷結合素子（ＣＣＤ）の上方に設置される。

【０００５】プルマーらによる装置の全体的アセンブリ
及び作用は、カラー電子撮像の技術的現状を表してい
る。プルマーらの装置はたまたまカメラであるが、フタ
キの米国特許第４，７３４，７６０号及びヒラヌマらの
米国特許第４，５８０，８８９号等の他の引例は、同様
な作用の他の応用を示している。しかし、これらの応用
の大部分では、分解手段とは反対に、フィルタリング手
段は源画像のスペクトル成分の分離に使用される。この
違いの重要性は、フィルタリング手段では検出すべき成
分の数の関数として有効画像強さが減少するのに対し
て、分解手段では検出すべき成分の数に関係なく最大有
効画像強さを利用することができることにある。

【０００６】上記装置の変更例では、カラー文書等の対
象物を照明するために色の異なった多数の光源を用い
る。光は光源に類似した色の領域では対象物によって反
射され、その他は吸収されて源画像を形成する。上記Ｃ
ＣＤ等のセンサ、フォトダイオード等を用いて各光源の
色について反射量を検出することができ、加法または減
法混色によって対象物の色組成に近づけることができ
る。

【０００７】上記一般的アセンブリ及び作用の別の変更
例がビンセント(Vincent) の米国特許第４，７０９，１
１４号に開示されている。所定の色を反射するが他の色
はすべて透過させる二色プレート積層にカラー源画像を
入射させる。積層の中の１枚のプレートによって反射さ
れた源画像の所定の反射色成分を個別に検出できる位置
にセンサが配置されている。個々の色の感知を区別する
ためにこの装置ではセンサを整合させることが重要であ
る。

【０００８】上記一般的実施例のさらなる変更例がヨコ
タらの米国特許第４，８２２，９９８号に開示されてい
る。ヨコタらの特許に開示されているフィルタリング手
段は、段階的に厚さが増大する部分を設けてそれぞれで
フィルタリング素子を形成することによって１組の干渉
フィルタを構成している二酸化けい素体を有している。
フィルタリング素子の厚さが大きくなるほど、一次透過
波長が長くなる。ヨコタらの特許に開示されている感知
手段は、基板の表面上に取り付けられるか形成されたフ
ォトダイオードアレイである。これらのフォトダイオー
ドは、所定の色成分を感知するためのフィルタリング素
子と対応して作動するようにそれぞれの感度を備えるこ
とができる。フォトダイオードの形状寸法（すなわち平
面図）はフィルタリング素子の形状寸法に対応してい
る。干渉フィルタはフォトダイオードアレイに接触させ
るかそれから離して取り付けられて、各素子を透過する
ことによってフォトダイオードに入射されるようになっ
ている。

【０００９】従来技術の装置の各々には、本発明が注目
している欠点及び不都合がある。上記装置に共通した１
つの問題は、センサを形成している素材の感度の波長依
存性に対する補償がセンサ自体から離れて実施されるこ
とである。すなわち、補償は一般的にセンサからの出力
信号の処理時に実施される。これによってそのような信
号の処理が複雑化する。また、一般的に補償を実施する
ための回路を付け加えることも当然として含まれる。

【００１０】この点に関して言えば、従来技術はこれま
でセンサの出力信号の処理以外のセンサの応答の感度曲
線（すなわち変換及びフィルタリング）を描くことがで
きなかった。やはりこれによって複雑化すると共に、そ
のような信号を処理するためのハードウェアが追加され
る。

【００１１】さらに、従来技術によるフィルタリング
は、画像源と検出手段との間に物理的フィルタリング手
段を配置して実施されていた。この制約の結果、ある波
長の光強さの多くがその波長を感知しようとするセンサ
へ送られない。反対に、ある波長の光強さのほとんどが
無駄になっている。ゼラチン膜等の透過フィルタは、一
定の色の光を透過するがその他はすべて吸収するように
してろ光する。ゼラチン膜の透過効率は、透過させる予
定の色の範囲でせいぜい５０％程度である。さらに、カ
ラー源画像をろ光して多数の成分、例えばＮ個の成分
（Ｎは一般的に源画像を分解するビンの数と呼ばれる）
に分けるためには、少なくともＮ個のフィルタが設けら
れる。源画像の一部分が各フィルタ（すなわち各ビン）
に当たる必要がある。均等に分配される場合、各フィル
タに当たる源画像の強さは多くても１／Ｎ倍である。一
度ろ光されると、この量のせいぜい５０％が感知手段に
当たる。二色フィルタ及び干渉フィルタはゼラチンフィ
ルタよりも透過率がはるかに高いが、これらの場合にも
検出すべき成分の数をＮとすると、それらは源画像のＮ
倍で（Ｎビンに）分割しなければならないため、１／Ｎ
だけ有効画像強さが減少する。

【００１２】また、そのようなフィルタの効果は一般的
に、単一のスペクトル成分または１群の隣接スペクトル
成分（すなわちフィルタリング及び感知手段の分解にお
いて波長が数字的に互いに近接している２つ以上の電磁
スペクトル成分）を通過させることである。任意に選択
されたスペクトル成分群を通過させて検出できるように
それらのフィルタを調整することは不可能であった。

【００１３】従来技術では注目されていなかった別の問
題は、フィルタリング手段と感知手段とを一体化する必
要性であるが、これは現時点で達成されていない。従来
装置のいずれにおいても、フィルタリング素子と感知素
子は別々に形成されてから結合される。従って、感知手
段を直接的にフィルタリング手段上に形成するか、それ
と一体化した装置を提供することが望ましい。

【００１４】以下に説明するように、これらの問題の解
決の実現が本発明の様々な特徴を構成している。

【００１５】〔発明の概要〕源画像を連続したスペクト
ル分布に分解する（すなわち源画像を周波数領域から空
間領域に変換する）能力の１つの結果は、感知手段の選
択的配置によって源画像の選択成分または成分群の強さ
を感知する能力である。しかし、様々なセンサの形状寸
法及び連結を変更することによって任意のフィルタ応答
を合成できることがわかっている。

【００１６】本発明は、画像のスペクトル内容の感知及
びろ光または適宜補償を行うことによって従来技術の多
くの問題点及び欠点を解決する新規な検出器の形状寸
法、位置決め及び連結を提供している。本発明による装
置は特に、走査装置、特に色走査装置、電子カメラ、検
出器及び他の電子撮像装置に一体化するのに適してい
る。

【００１７】本発明は、プリズム、回折格子、薄膜等の
源画像を連続的に分解する用途に最適である。これらの
分解装置は感知手段から物理的及び概念的に離してもよ
いが、「スペクトル分解及び感知装置」と題する上記特
許出願に開示されているようにそれと一体化することも
できる。本発明を説明するため、センサは上記関連特許
出願に記載されているように分解手段と一体化している
ものとする。分解手段として作用できる基板上に直接的
に感知手段を形成することによって、一体状の分解及び
感知装置が得られる。これによって、小型の分解及び感
知装置を製造する能力、自動整合分解及び感知手段を備
えた装置を製造する能力、感知された波長成分の数によ
って効率が影響されない装置を製造する能力等を含む一
定の利点が得られる。しかし、本発明はその精神及び範
囲から逸脱することなく他の環境で、例えば遠隔式フィ
ルタリングまたは分解手段、非連続フィルタリングまた
は分解手段でも使用できることは理解されたい。

【００１８】本発明の１つの実施例によれば、ソリッド
ステート光電検出器等の１つまたは複数のセンサが適当
な基板上に形成されている。これらのセンサは主表面を
有するように形成されている。これらのセンサは、前記
主表面上に入射した光子の数字に出力信号が比例する形
式のものである。

【００１９】本発明のこの実施例によれば、基板は透明
であって、傾斜した側部を備えているため、その傾斜側
部から基板に入った光は基板内で屈折する。この屈折に
よって入射光の個々の波長成分が分離されるため、それ
らは基材の傾斜側部に隣接した側部上の空間的に離れた
位置に当たる。上記センサは前記隣接側部上に互いに離
して形成されて、前記側部に当たる所定の波長成分また
は波長成分群を検出できるようになっている。センサを
形成する処理と同様な処理で、またそれとほぼ同時に基
板上に論理及び選択回路を形成することができ、この回
路によってセンサに当たる波長成分または波長成分群の
レベルが決定される。可視光線領域の内外のいずれで作
動する実施例も実現できる。

【００２０】本発明の様々な実施例には、回路内でダイ
オードとして作用する光電検出器が含まれる。この構造
は、検出器の所望応答が検出器に当たるスペクトルエネ
ルギに比例した信号である場合に適している。しかし、
人間の目のＣＩＥ応答をモデル化するなどの一定の状況
では、色抑制の効果を含むことが必要である。これを実
施するため、本発明の１実施例では入射スペクトルエネ
ルギの関数として電流抵抗を生じる光電検出器を所定位
置に配置している。

【００２１】本発明のさらなる実施例及び従来技術の問
題を解決する方法を含む本発明の範囲は、添付の図面を
参照した以下の説明からさらに明らかになるであろう。

【００２２】〔図面の簡単な説明〕図１は、本発明によ
る感知装置を用いたスペクトル分解及び感知一体形装置
の斜視図である。

【００２３】図２は、本発明による感知装置を用いたス
ペクトル分解及び感知一体形装置の縦断面図である。

【００２４】図３ａ及び３ｂは、それぞれ本発明による
センサ及び対応の感度曲線の１実施例を示している。

【００２５】図４ａ及び４ｂは、それぞれ本発明による
センサ及び対応の感度曲線の別の実施例を示している。

【００２６】図５ａ及び５ｂは、それぞれ本発明による
センサ及び対応の感度曲線のさらに別の実施例を示して
いる。

【００２７】図６ａ、６ｂ及び６ｃは、それぞれ本発明
によるセンサ、対応の感度曲線及びセンサの概略的表示
の１実施例を示している。

【００２８】図７ａ、７ｂ及び７ｃは、それぞれ本発明
によるセンサ、対応の感度曲線及びセンサの概略的表示
の別の実施例を示している。

【００２９】図８は、本発明の様々な特徴を備えて利用
される検出器回路の概略図である。

【００３０】〔詳細な説明〕次に、上記特徴及びその他
の特徴を用いたフィルタリング及び他の用途に使用され
る分解及び感知装置用の可変検出器形状寸法について説
明する。以下の説明は主に色走査装置に特に適した実施
例に関して述べるが、適宜その他の実施例についても説
明する。しかし、本発明の精神及び範囲は、様々な他の
実施例及び応用に渡ることは理解されたい。従って、以
下の説明は本説明をわかりやすくするためのものであっ
て、本発明の範囲を限定するものではない。

【００３１】図１及び図２は、本発明の可変検出器形状
寸法を用いることができる典型的なスペクトル分解装置
１０を示している。各図面を通して同一参照番号は図示
の実施例の同一部材を示している。装置１０は好ましく
は、その上に小規模集積回路が形成されるべき、ガラス
または、例えばコーニンググラス社(Corning Glass Com
pany) 製のコーニング(Corning) ７０５９や溶融シリカ
材あるいはそれに類した物のような同様に適当に光学的
透明な素材からなる基板１２が含まれる。基板１２は、
波長大きさの内部不全がない十分な品質を備えているも
のとする。同様に、それは波長大きさの外部不全がない
ものとする。さらに、透過画像が歪まないように、厚さ
の点で比較的平坦であるものとする。基板１２は無色で
あることが好ましいが、以下に説明するようにして基板
の色の補償を行うこともできる。基板１２は特別な形状
及び向きの２つの表面、すなわち主平面１４と隣接の補
助平面１６とを備えるように形成されている。図２にわ
かりやすく示されているように、補助表面１６は主表面
１４に対して傾斜しており、それらの２表面間の角度α
は９０゜以下になっている。角度αは、以下に詳細に説
明するように検出器アレイの選択配置及び主表面１４上
の他の選択回路に従って選択される。

【００３２】基板１２の主表面１４上には、以下に詳細
に説明する個々の検出器３０で構成された検出器アレイ
１８が形成されている。検出器アレイ１８は、従来から
公知の半導体処理段階によって形成される。検出器アレ
イ１８は少なくとも一部がけい素、ゲルマニウム、これ
らの合金及びその他の素材等の半導体素材で構成されて
いる。さらに、補正光学装置やセンサ移動等を必要とし
ないで全頁幅を走査できるように、８インチ（２０ｃ
ｍ）かそれ以上の程度の、比較的幅が広い装置を製造す
ることが望ましい。本発明のマイクロ電子装置を構成す
るために好都合な素材は、大面積回路に特に適してお
り、また比較的低温でガラス等の基板上に形成できるこ
とから、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）であ
る。

【００３３】基板１２の主表面１４上には、論理及び選
択回路２０も形成されている。論理及び選択回路２０
も、従来から公知の半導体処理段階によって形成するこ
とが好ましい。すなわち、論理及び選択回路２０は、検
出器アレイ１８の形成と同様な処理でそれと同時に形成
される。電気接続部２２も、主表面１４に検出器アレイ
１８を形成するのと同様な処理でそれと同時に形成され
て、検出器アレイ１８と論理及び選択回路２０とを接続
する。多色画像を分解する手段として機能できる走査電
子装置全体を同様な素材で同様な処理段階によって形成
できることが以上の説明からわかるであろう。このた
め、文書スキャナ等に用いられる形式の小型で自己完備
形走査ヘッドが公知の製造技術で簡単に好都合に形成で
きる。

【００３４】分解及び感知装置１０の物理的作用につい
て図２の縦断面図を参照しながら説明する。本装置１０
は、走査すべき対象物、例えば画像を描いた文書５０に
近接して配置される。文書５０の走査しようとする部分
を照明できるように照明源Ｌが配置される。照明源Ｌは
均等な多色光であることが好ましいが、以下に説明する
ように不均一を補償することもできる。装置１０と文書
５０との間に集束手段５２、例えばセルフォック(SelFo
c)レンズの名前で日本板硝子（日本）が製造している形
式の繊維アレイレンズが配置されている。セルフォック
は、８インチかそれ以上等の頁幅のものを入手できるの
で、集束手段として好ましい。本装置にそのようなレン
ズを使用することによって、全頁幅スキャナを製造で
き、好都合である。

【００３５】補助表面１６の受像領域と文書５０との間
の距離ｄ₁ は、基板１２用に選択された素材、源画像の
焦点面の中心を表す対象物線Ｏの入射角θ₁ 、及び集束
手段５２の焦点長さによって決定される。距離ｄ₁ は数
センチメートルかそれ以上の程度である。本発明の用途
によっては小型の走査装置を製造するために公知の光路
制御装置（図示せず）を用いることもできる。

【００３６】個々の検出器３０の位置及び向きは、２つ
の支配的原理に従って決定される。第１の原理は、光が
第１屈折率ｎ₁ の第１媒体から第２屈折率ｎ₂ の第２媒
体へ進む時の光の屈折である。この原理は、入射角θ₁
と屈折角θ₂ との関係を説明するスネルの法則によって
次式で表現される。 ｎ₁ ｓｉｎθ₁ ＝ｎ₂ ｓｉｎθ₂ （１） 図２の装置の形状寸法から、入射角と屈折角との関係及
び光路の水平と垂直の距離ｘ及びｙとの関係は次式で表
される。 ｘ／ｙ＝ｔａｎ（θ₁ −θ₂ ） （２）

【００３７】第２の原理は、ある媒体、例えばガラスの
屈折率がスペクトルの可視領域において波長の関数とし
てなだらかに変化することである。プリズムは、それを
形成している素材の屈折率は波長が短いほど高くなると
いう事実に基づいて機能する。すなわち、青色の光から
赤色の光までの空間的分離は、ガラスの場合の平均経路
長さの０．００５倍程度である。式（１）及び（２）を
組み合わせることによって、入射角、水平及び垂直経路
長さ及び基板の屈折率の間に次式の関係が得られる。 ｙ＝ｘ／ｔａｎ［θ₁ −ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ₁ ／ｎ₂ ）］ （３） この関係を利用して、所定波長の光が所定の検出器に当
たるように検出器アレイ１８の素子の重心の垂直位置ｙ
を計算することができる。図２の装置におけるｙを計算
するため、任意数の波長が選択されている。これらの計
算結果が表１に示されている。説明上、溶融シリカと上
記コーニング７０５９製品の２種類の基板素材について
考えた。サンプル計算上、ｘは１ｍｍとし、θ₁ は１０
゜とした。

【００３８】サンプル計算に用いられた様々な波長に対
する連続したｙの値の間の差は上記処理によって製造す
ることができる装置のサイズよりも大きいことに表１で
注目する必要がある。このため、多色源画像から少なく
とも上記波長を分解して検出することは可能であり、実
際にそれよりも小さい波長増分でも分解して検出するこ
とができる。これから、本発明によるスペクトル分解及
び感知装置の検出可能な分解に対して存在する制限は検
出器アレイの素子の中心間距離であることがわかる。

【００３９】

【表１】

【００４０】次に図３ａを参照しながら、本発明による
センサの１実施例について説明する。この実施例によれ
ば、３つのセンサ１００、１０２及び１０４がそれぞれ
ほぼ矩形の平面図で示されている。センサ１００は、分
解された青色光の位置に一致する（例えばスペクトルの
青色部分に対応した約４５５０〜４９２０Åの波長帯域
での入射光を感知する）ように上記公式に従って配置さ
れる。同様に、センサ１０２は、分解された緑色光の位
置（約４９２０〜５７７０Åの波長）に一致するように
配置され、センサ１０４は、分解された赤色光の位置
（約６２２０〜７７００Åの波長）に一致するように配
置される。

【００４１】本発明による検出器３０（図１及び２）は
様々な形状の中の１つであり、例えばｐ−ｉ−ｎまたは
ショットキー・バリアフォトダイオードである。ゼロま
たは負バイアスに保持され、均一に照明されたそのよう
な装置の場合、照明の関数として装置を流れる電流（以
下の説明では「光電流」と呼び、図３ｂ〜７ｂでは
「Ｐ］で表されている）は装置面積に比例する。別の有
効形状として、全体的に引例として本説明に含まれるツ
アン(Tuan)らの米国特許第４，６４６，１６３号に記載
されているギャップセル光導電体構造がある。光が上記
形式のフォトセンサに当たると、その抵抗が下がり、電
流がそれを流れることが一般的に知られている。この光
導電性は、光電検出器の表面に入射する光子の数に正比
例する。このため、光導電性及びその結果として固定電
圧バイアスの場合には光電流も光電検出器の表面積に正
比例する。

【００４２】図３ｂは、理想的センサにおいて縦軸で光
電流（Ｐ）を、横軸でセンサの１方向に沿った線光源
（ｙ）の位置を示したグラフである。以下の説明では、
このようなグラフを感度曲線と呼ぶ。ほぼ矩形のセンサ
１００が図示の向きに設けられている場合、光電流はセ
ンサ全体で均一であり、感度曲線は図３ｂに１０６で示
されているようになる。同様に、曲線１０８及び１１０
はそれぞれセンサ１０２及び１０４に対応している。

【００４３】この効果を図４ａ、４ｂ、５ａ及び５ｂで
さらに説明する。例えば、図４ａの均等に照明されたセ
ンサ１１２、１１４及び１１６をそれぞれ図４ｂの対応
の感度曲線１１８、１２０及び１２２と比較すると、セ
ンサの幅ｚ（ｙ）が小さくなるのに伴って、設定線ｙに
沿って照明された時のセンサの導電性も小さくなること
がわかる。図５ａ及び５ｂを参照すると、センサの形状
及び位置を適当に選択することによって、任意の導電性
応答に近づけることができることがわかる。

【００４４】所定の形状寸法及び位置のこれらのセンサ
を上記の一体形スペクトル分解及び感知装置（または同
様な装置）に組み込むと、センサに沿ったｙ方向（横
軸）が分解光の波長に等しくなる。従って、感度曲線は
導電性対波長の変化を表す（すなわち分解手段に当たる
各色の光の量を表す）。このように、センサの形状寸法
及び位置を利用して、分解手段に入射する光の選択成分
の感知を行い、実際に入射光のフィルタリングをシミュ
レートすることができる。このセンサをベースにした方
法は、有効光強さの減少、発熱、相当に大きいサイズ等
のフィルタリングの欠点の全部でないにしてもその多く
を解決することができる。

【００４５】上記実施例のいずれにおいても、均一の多
色光源Ｌを使用すると仮定している。また、基板は無色
であると仮定した。これらの一方または両方がその仮定
通りでない場合もあり、源画像に対するそれらの影響を
補償することが必要になる。これらの影響は、センサの
適当な形状寸法及び位置を選択することによって補償で
きる。例えば、光源の赤色光が濃すぎる場合、スペクト
ルの赤色端部に対応するセンサをそれに比例して小さく
することができる（図３ａ及び４ａを比較されたい）。
スペクトル感度幅の重合も、図６ａ及び６ｂに示されて
いるように、同様に形状寸法によって達成できる。一般
的に、フォトダイオードまたは光導電体のスペクトル応
答（入射照明強さで割った単位面積当たりの光電流）
は、装置自体の素材及び内部構造によって決まる。これ
らの影響に対する補償も同様にして実施できる。実際
に、分解及び感知装置及び光源の波長に基づくほとんど
すべての影響は、同様にして補償または制御できる。

【００４６】ＣＩＥ標準表色または人間の目の三刺激値
等の所定の応答を模倣するセンサアレイを目的とする場
合、形状寸法補償は特別な使い方もされる。人間に３色
の光源を混合して色合わせをするように求める実験か
ら、図６ｂに示されているような「三刺激色合わせ曲
線」が得られ、これらはいわゆるＣＩＥ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
標準表色系の色を定めるために使用される。これらの３
つの曲線は単一ピーク形ではない。実際に、図６ｂの赤
色曲線はスペクトルの青色端部に小ピークを有してい
る。これをセンサの形状寸法によって実現するため、図
６ａに示されているように青色部分に追加のフォトセン
サを赤色センサと平行に接続する。概略的に言えば、こ
れは図６ｃに平行ダイオード１６４及び１６６として示
されている。センサが例えば図６ａに１４０及び１４２
で示されている形式である場合、図６ｃ及び図８の回路
の両方でのそれの概略的表示が平行ダイオードになる点
で、図６ｃの概略的表示は図８の記号表示に一致してい
る。

【００４７】人間の目では、色抑制の異常効果がときど
き見られる。例えば、青色の照明が存在すると、赤色光
に対する赤色センサの感度が抑制される。これは図７ｂ
に示されている。センサがフォトダイオードである場
合、青色光が当たる位置に小型の光導電体を赤色センサ
に接続して設け、照明された時に電気抵抗が減少するよ
うにすれば、この効果を模倣することができる。そのよ
うな装置の物理的配置が図７ａに示されており、フォト
ダイオード１７２及びフォトレジスタ１７４を含むその
ような装置の概略的表示が図７ｃに示されている。この
場合も、図７ｃの概略的表示は図８の記号表示に一致し
ている。

【００４８】分解及び感知装置の単純性を検出器アレイ
回路１８及び論理及び選択回路２０内で実現するため、
図８に示されているような構造が利用される。図８の回
路の詳細な作用は、「スペクトル分解及び感知装置」と
題する関連特許出願に記載されている。

【００４９】本発明による可変検出器形状寸法及び配置
を含むスペクトル分解及び感知装置の上記作用には、従
来技術に勝る幾つかの重要な利点が述べられている。第
１に、分解画像の任意フィルタリングの応答を、従来の
フィルタに一般的に見られる損失を伴わずにシミュレー
トできる。第２に、応答の処理をそのための回路を追加
することなく達成できる。第３に、検出器が小規模であ
り、個別のフィルタリング素子が不要であることから、
これまでよりも多い数の波長成分を検出できる。

【００５０】全般的に、当業者であれば、本発明の範囲
内において構造上の様々な変更や異なった実施例及び応
用を考えることができるであろう。例えば、上記センサ
は主に平面図が平行四辺形、矩形または正方形である。
しかし、センサは本発明の特殊な用途に適した形状寸法
にすることができる。

【００５１】さらに、上記説明は可視光線範囲内で作動
するカラースキャナに関するものであるが、本発明はス
ペクトルの可視光線領域外においても同様に適用でき
る。例えば、上記形状の検出器を適当に配置することに
よって、可視光線領域よりも短いか長い波長を検出する
ことができる。検出可能な波長を制限する要因は、短い
波長側では検出器の大きさであり、長い波長側では装置
の全体の大きさである。従って、以上の開示は本発明を
説明するためのものであって、それを制限するものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による感知装置を用いたスペクトル分
解及び感知一体形装置の斜視図である。

【図２】 本発明による感知装置を用いたスペクトル分
解及び感知一体形装置の縦断面図である。

【図３】 ａ及びｂは、それぞれ本発明によるセンサ及
び対応の感度曲線の１実施例を示している。

【図４】 ａ及びｂは、それぞれ本発明によるセンサ及
び対応の感度曲線の別の実施例を示している。

【図５】 ａ及びｂは、それぞれ本発明によるセンサ及
び対応の感度曲線のさらに別の実施例を示している。

【図６】 ａ〜ｃは、それぞれ本発明によるセンサ及び
対応の感度曲線及びセンサの概略的表示の１実施例を示
している。

【図７】 ａ〜ｃは、それぞれ本発明によるセンサ及び
対応の感度曲線及びセンサの概略的表示の別の実施例を
示している。

【図８】 本発明の様々な特徴を備えて利用される検出
器回路の概略図である。

【符号の説明】

１０ スペクトル分解装置、１２ 基板、１４ 主平
面、１６ 補助平面、１８検出器アレイ、２０ 選択回
路、２２ 電機接続部、３０ 検出器、５０文書、５２
集束手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−40516（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255629（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−24427（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−33430（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01J 3/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つの波長成分を有する電磁信
   号を分解及び感知する装置であって、 電磁信号を分解して、前記少なくとも１つの波長成分が
   その波長成分の関数である所定位置へ投射されるように
   する分解手段、 前記分解手段の前記所定位置に前記分解手段と一体に形
   成されて、前記少なくとも１つの波長成分の存在を感知
   する少なくとも１つの感知手段、および、 前記分解手段の前記所定位置に、前記少なくとも１つの
   感知手段と一体状かつ同時に形成され、前記感知手段に
   接続された、前記波長成分のレベルを決定する論理及び
   選択回路を含み、 前記少なくとも一つの感知手段は、所定の形状、大きさ
   及び配置にすることによって、選択されたフィルタ応答
   がその感知手段の応答特性でシュミレートされることを
   特徴とする前記装置。