JPH0851508A - 撮像素子及び該素子を用いた画像読取り装置 - Google Patents

撮像素子及び該素子を用いた画像読取り装置

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JPH0851508A
JPH0851508A JP6187157A JP18715794A JPH0851508A JP H0851508 A JPH0851508 A JP H0851508A JP 6187157 A JP6187157 A JP 6187157A JP 18715794 A JP18715794 A JP 18715794A JP H0851508 A JPH0851508 A JP H0851508A
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浩 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光部同士を近接して配置し、転送部同士も
同様に近接して配置することにより、各色の位置ずれを
補正するためのメモリ量を少なくできる撮像素子及び該
素子を用いた画像読取り装置を提供することにある。 【構成】 各色に対応する光信号を受光し、受光した光
信号の強度に応じて電荷を発生する、互いに近接して配
置された複数の光受光部101〜103と、これら複数
の光受光部のそれぞれよりの電荷を受け取って転送する
複数の転送部104〜109と、所定の色の光に対応す
る光受光部より、該光受光部に対応する転送部に電荷を
搬送するとともに、光受光部R102と光受光部R10
2に対応する転送部106,107との間に、他の色
(B)に対応する光受光部B103を配置し、この色
(B)に対応する光受光部B103は、他の光受光部に
比べて短波長の色に対応する光信号を受光する光受光部
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばCCDセンサ等
を用いた撮像素子と、該撮像素子を用いた画像読取り装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のカラー画像読取り装置に
使用されるCCDリニアイメージセンサ201の構成例
を示す図である。
【0003】図3において、301,302,303は
それぞれR,G,Bの各カラーフィルタを有する受光部
である。この受光部には、光子を電荷(エレクトロン)
に変換するためのダイオードが、各画素ごとに構成され
ている。所定時間の受光により電荷がそれぞれ奇数(OD
D)画素用のCCD転送部および偶数(EVEN)画素用のCC
D転送部に転送(シフト)される。CCD転送部304
〜309へ転送(シフト)された電荷は、受光部が次の
ラインの受光、蓄積を行っている間に、CCD転送部内
で順次一定方向に向かって転送され、アンプ310〜3
16のそれぞれにより順次、電圧信号に変換されて出力
される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3に示したように、
従来使用されているカラーリニアイメージセンサは、
R,G,B各受光部の間に、受光部よりの電荷を一定方
向に転送するためのCCD転送部を設ける必要があり、
このため、図3に示すR−G間隔及びG−B間隔を大き
く設定する必要があった。
【0005】従って、このようなCCDセンサにより読
取ったR,G,B信号に対しマスキング演算等の信号処
理を行う場合、これらR,G,Bそれぞれの読取り位置
のずれを補正するメモリ等が必要となるが、R,G,B
の間隔が大きくなる程、必要なメモリ容量も増えてしま
う問題がある。
【0006】このような点に鑑み、最近、CCD転送部
を受光部に隣接させるのではなく、異なる色に対応する
受光部を挟んで配置する構造が提案されている。この場
合、各色の受光部の間にCCD転送部を配置させる必要
がないため、従来のセンサに比べ大幅にR,G,Bの各
間隔を小さくすることが可能になり、前述の位置ずれを
補正するためのメモリ容量を少なくできる。
【0007】しかし、その反面、CCD転送部は受光、
蓄積した電荷を転送(シフト)させるために、そのCC
D転送部が転送する電荷の色とは異なる色の受光部(画
素)を経由する必要がある。これは画素内転送と呼ばれ
る。この場合、異なる色の受光部を通過する際にも、そ
の受光部に光が照射されているため、CCD転送部にお
ける転送(シフト)時に、わずかではあるが混色を引き
起こすという問題が発生する。
【0008】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、各色に対応する受光部同士を近接して配置した撮像
素子を提供することを目的とする。
【0009】また本発明の他の目的は、受光部同士を近
接して配置し、転送部同士も同様に近接して配置するこ
とにより、各色の位置ずれを補正するためのメモリ量を
少なくできる撮像素子及び該素子を用いた画像読取り装
置を提供することにある。
【0010】また本発明の他の目的は、複数の転送部を
各色の受光部を挟んで設けることにより、受光部で蓄積
された電荷を他の色の受光部を経由して転送する際の混
色量を最小限に抑えることができる撮像素子と該素子を
用いた画像読取り装置を提供することにある。
【0011】また本発明の目的は、電荷転送時、経由さ
れる側の受光部は、各色の受光部の中で最も電荷発生量
の少ない色の受光部とし、他の受光部を経由して電荷を
転送する側の受光部は、各色の受光部の中で最も電荷発
生量の大きい色の受光部とすることで、混色により発生
する電荷量の割合を少なくした撮像素子及び該素子を用
いた画像読取り装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の撮像装置は以下のような構成を備える。即
ち、各色に対応する光信号を受光し、受光した光信号の
強度に応じて電荷を発生する、互いに近接して配置され
た複数の光受光部と、前記複数の光受光部のそれぞれよ
りの電荷を受け取って転送する複数の転送部と、所定の
色の光に対応する光受光部より、該光受光部に対応する
転送部に電荷を搬送するとともに、前記光受光部と該光
受光部に対応する転送部との間に他の色に対応する光受
光部が存在するとき、当該他の色に対応する光受光部を
経由して電荷を搬送する搬送手段とを有し、前記他の色
に対応する光受光部は、短波長の色に対応する光信号を
受光する光受光部である。
【0013】上記目的を達成するために本発明の画像読
取り装置は以下のような構成を備える。即ち、原稿画像
を光電的に読取って出力する画像読取り装置であって、
各色に対応する光信号を受光し、受光した光信号の強度
に応じて電荷を発生する、互いに近接して配置された複
数の光受光部と、前記複数の光受光部のそれぞれよりの
電荷を受け取って転送する複数の転送部と、所定の色の
光に対応する光受光部より、該光受光部に対応する転送
部に電荷を搬送するとともに、前記光受光部と該光受光
部に対応する転送部との間に他の色に対応する光受光部
が存在するとき、当該他の色に対応する光受光部を経由
して電荷を搬送する搬送手段とを有し、前記他の色に対
応する光受光部は、短波長の色に対応する光信号を受光
する光受光部である撮像素子と、前記撮像素子を原稿画
像に対して相対的に搬送する搬送手段と、前記撮像素子
の前記複数の受光部により受光され、対応する転送部よ
り出力される画像信号に基づいて原稿画像データを生成
する生成手段とを有する。
【0014】
【作用】以上の構成において、各色に対応する光信号を
受光し、その受光した光信号の強度に応じて電荷を発生
する複数の光受光部を互いに近接して配置し、複数の転
送部は、それら複数の光受光部のそれぞれよりの電荷を
受け取って転送する。そして、所定の色の光に対応する
光受光部より、その光受光部に対応する転送部に電荷を
搬送するとともに、前記光受光部と該光受光部に対応す
る転送部との間に他の色に対応する光受光部が存在する
とき、当該他の色に対応する光受光部を経由して電荷を
搬送するとともに、その他の色に対応する光受光部は、
短波長の色に対応する光信号を受光する光受光部となっ
ている。
【0015】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。
【0016】本実施例のリニアイメージセンサを説明す
る前に、本実施例のライン型のイメージセンサを用いた
カラー画像読取り装置の構成を図2を参照して説明す
る。
【0017】このカラー画像読取り装置は、原稿台ガラ
ス211上に載置された原稿212を、反射笠209を
備えた照明用光源210で照射し、原稿212より反射
された反射光をミラー208,205,206及びレン
ズ202によりCCD(カラーリニアイメージセンサ)
201の受光面上に集束させて原稿画像を結像させてい
る。
【0018】また、図2で破線207で囲まれた部分が
図中矢印方向に速度Vで移動し、破線203内に含まれ
る部分を図中矢印方向に速度V/2で移動することによ
り、原稿212全体の画像を読取ることができるように
構成されている。
【0019】図1は本実施例のリニアイメージセンサの
構成例を示す図である。
【0020】図1において、101,102,103
は、それぞれR,G,B各カラーフィルタを有する受光
部である。この受光部には、受光した光子を電荷(エレ
クトロン)に変換するためのダイオードが、各画素ごと
に設けられている。ここで、例えば図3に示す従来のリ
ニアイメージセンサとは異なり、CCD転送部を各色に
対応した受光部の間に配置していないため、受光部同士
の間隔を狭くすることが可能となる。
【0021】図1において、G−R間隔、R−B間隔の
それぞれは、受光可能な画素の1辺の大きさを“A”と
したとき、約2倍の“2A”の距離までに短くすること
が可能である。従って、従来のように、各受光部間にC
CD転送部を配置してリニアイメージセンサを構成した
場合に比べ、受光部の間隔をより狭く設定することが可
能となり、受光部の間隔に応じて必要となる読取り位置
補正用のメモリ容量を減少させることが可能となる。
【0022】さらに、図1に示す本実施例の構成によれ
ば、CCD転送部104〜109は、各色の受光部10
1〜103を挟んで、副走査方向に分割して配置されて
いる。つまり、受光部G(101)用のCCD転送部1
04,105を図中上方に、受光部R(102),受光
部B(103)用のCCD転送部106〜109を図中
下方に分割して配置している。このような配置にするこ
とによって、各受光部で蓄積された電荷を、他の色の受
光部を経由して転送する受光部の数を、最小限に少なく
抑えることが可能となる。
【0023】この図1の受光部G102,受光部B10
3とそれぞれ対応するCCD転送部106〜109との
接続を拡大して図5に示す。図では、図1と同じ部分は
同一番号で示し、それらの説明を省略する。
【0024】従って、電荷を転送する場合に、他の色の
受光部を経由して転送するために発生する、照射される
光による転送時における混色を最小に抑えることが可能
となる。また、他の色の受光部を経由して電荷を転送し
た場合に、混色を含めて最終的に出力される電荷量E
は、以下の式で表される。
【数1】E=EM + ES×(TB/TA) ここでEMは、他の色の受光部を経由する前に受光部に
蓄積された電荷量、ESは他の色の受光部で蓄積された
電荷量、TAは蓄積時間、TBは転送時間をそれぞれ示し
ている。
【0025】この数式1の中で、[(TB/TA)×E
S]が、他の色の受光部を経由することにより発生する
(混色)電荷量であるから、最終的に出力される電荷量
Eに対する混色により発生する電荷量の割合αは、
【数2】α=(TB/TA)×(ES/EM) で表される。従って、混色により発生する電荷量の割合
をできるだけ小さくするためには、(TB/TA)はCC
Dの特性等で決まる定数であるから、ESを小さく、EM
を大きく設定する必要がある。
【0026】本実施例では、電荷転送時、経由される側
の受光部(例えば図1の受光部B103)は、各色の受
光部の中で最も電荷発生量の少ない色の受光部とし、他
の色の受光部を経由して電荷を転送する受光部(例えば
図1の受光部R102)は、各色の受光部の中で最も電
荷発生量の大きい色の受光部とすることで、混色により
発生する電荷量の割合を少なく抑えるようにしている。
【0027】さらに、リニアイメージセンサの入射光に
対する分光感度特性は、用いる半導体材料、感光領域の
構造、表面処理等によって異なるが、一般的に視感度か
ら長波長側にピーク波長を有する特性のリニアイメージ
センサがほとんどである。
【0028】図5にシリコン材料を用いたリニアイメー
ジセンサの分光感度特性を示す。
【0029】この特性から明らかなように、可視光領域
(波長が約380nm〜700nm)では、短波長側の
感度が低くなっている。
【0030】また光源としてハロゲンランプを用いる場
合が多いが、その分光エネルギー分布は、図6に示すよ
うに、同じ前述の可視光領域(波長が約380nm〜7
00nm)では長波長側の発光エネルギーが高い特性と
なっている。
【0031】従って、一般的にリニアイメージセンサを
用いて読取り光学系を構成した場合に、可視域の中で特
に短波長側の波長特性を有する色の電荷発生量が小さく
なる場合が多い。よって、各色の受光部の中で、電荷を
経由される側の受光部にこの短波長の色成分を受光する
受光部を使用する。即ち、最も電荷発生量の少ない色の
受光部として、分光特性的にB(ブルー)の特性を有す
る受光部とすることが重要である。
【0032】また、各色の受光部の中で、他の色の受光
部を経由して電荷を転送する側の受光部は、最も電荷発
生量の多い色の受光部として、分光特性的にG(グリー
ン)またはR(レッド)の色成分を受光する受光部とす
る。
【0033】[第2実施例]本実施例のイメージセンサ
は前述した図1の構成に限定されるものでなく、例えば
図7のように構成することもできる。
【0034】図7では、各色に対応する受光部601〜
603の間にCCD転送部を配置せず、CCD転送部6
04〜609を一方にまとめて配置している。尚、受光
部601〜603及びCCD転送部604〜609のそ
れぞれは、前述した図1の受光部101〜103、及び
CCD転送部104〜109のそれぞれと同一である。
【0035】この第2実施例では、各色に対応する受光
部で受光されて蓄積された電荷をCCD転送部へ転送
(シフト)させるために、他の色の受光部(画素)を経
由して電荷を転送している。ここでは、CCD転送部6
04〜609は、3色の受光部に対して副走査方向の一
方にまとまって配置されているため、各色に対応する受
光部の中で、他の色に対応する受光部を経由する度合が
一番大きい受光部(図7の例では受光部R)を、受光部
の中で電荷発生量の最も大きい受光部R601としてい
る。さらに、CCD転送部604〜609に最も近く、
他の色に対応する受光部よりの電荷が必ず経由しなけれ
ばならない受光部は、前述したように、最も電荷発生量
の少ない色の受光部で、分光特性的にB(ブルー)の特
性を有する受光部B603としている。
【0036】図8は本実施例のリニアイメージセンサを
使用した画像読取り装置の画像データ生成部の構成を示
すブロック図である。
【0037】図8において、801は、前述の受光部B
103とそのCCD転送部108,109を含むB(ブ
ルー)信号入力部を示し、802は受光部R102とそ
のCCD転送部106,107を含むR(レッド)信号
入力部、同様に803は受光部G101とそのCCD転
送部104,105を含むG(グリーン)信号入力部を
それぞれ示している。804〜812のそれぞれはライ
ンバッファで、各色に対応した受光部の有する読取り素
子の数に対応する画素データ(2値或は多値データ)を
記憶することができる。814〜816のそれぞれはA
/D変換器で、それぞれ対応する各色信号入力部よりの
アナログ画像信号を入力してデジタル信号に変換してい
る。
【0038】図1から明らかなように、各色の受光部同
士の間隔は“2A”であるため、受光部Bで読取られた
画像データがラインバッファ808に記憶された時に、
その読取った箇所に相当するR色の画像がラインバッフ
ァ811に格納されており、更にその箇所のG色データ
は、ラインバッファ812にそれぞれ保持されている。
従って、これらラインバッファより各色成分の画像デー
タを読み出し、色信号生成回路813で1ライン分のカ
ラー画像データを作成する。ここでA/D変換器814
〜816がそれぞれ8ビットのA/D変換器とすると、
この画像読取り装置で読取られた画像データの1画素は
24ビットで表されることになる。こうして作成された
カラー画像データが、接続されているコンピュータ機器
等に出力される。
【0039】尚、図8の801〜803で示された各部
分は、図7の各対応する受光部と、それに対応するCC
D転送部とで構成されても良い。
【0040】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても1つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置に本発明
を実施するプログラムを供給することによって達成され
る場合にも適用できる。
【0041】以上説明したように本実施例によれば、C
CD転送部を各色の受光部を挟んで副走査方向に分割し
て配置することによって、画素内転送を行うために発生
する他の色に対応する受光部よりの電荷に起因する混色
を最小に抑えることが可能となる。
【0042】さらに、電荷転送時、経由される側の受光
部は、各色の受光部の中で電荷発生量の最も少ない色に
対応する受光部とし、他の受光部を経由して電荷を転送
する側の受光部は、各色に対応する受光部の中で最も電
荷発生量の大きい色の受光部とすることで、混色により
発生する電荷量の割合を少なく抑えることが可能であ
る。
【0043】本実施例では、RGB3色の受光センサを
用いた場合を示したが本発明はこれに限定されるもので
なく、少なくとも2色の受光センサを用いた場合にも適
用できる。この場合には、例えば2つの受光センサのそ
れぞれが検知する色を、それぞれ赤(R)と青(B)と
すると、2つの受光センサに対応する2つのCCD転送
部は共に青色の受光センサ側に配置され、赤色の受光セ
ンサよりの電荷は青色の受光センサを経由してCCD転
送部に送られる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
色に対応する受光部同士を近接して配置した撮像素子を
提供できる。
【0045】また本発明によれば、受光部同士を近接し
て配置し、転送部同士も同様に近接して配置することに
より、各色の位置ずれを補正するためのメモリ量を少な
くできる効果がある。
【0046】また本発明によれば、複数の転送部を各色
の受光部を挟んで設けることにより、受光部で蓄積され
た電荷を他の色の受光部を経由して転送する際の混色量
を最小限に抑えることができる効果がある。
【0047】また本発明によれば、電荷の転送時、経由
される側の受光部は、各色の受光部の中で最も電荷発生
量の少ない色の受光部とし、他の受光部を経由して電荷
を転送する側の受光部は、各色の受光部の中で最も電荷
発生量の大きい色の受光部とすることで、混色により発
生する電荷量の割合を少なくできる効果がある。
【0048】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のリニアイメージセンサの
構成を示すブロック図である。
【図2】本実施例のリニアイメージセンサを用いたカラ
ー画像読取り装置を説明する図である。
【図3】従来のリニアイメージセンサの構成を示すブロ
ック図である。
【図4】本実施例の受光部R,Bと、それぞれ対応する
CCD転送部との接続を示す図である。
【図5】リニアイメージセンサの分光感度特性を示す図
である。
【図6】ハロゲンランプよりの光の分光エネルギー分布
を示す図である。
【図7】本発明の第2実施例のリニアイメージセンサの
構成を示すブロック図である。
【図8】本実施例の画像読取り装置のカラー画像データ
生成部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
101,602 受光部G 102,601 受光部R 103,603 受光部B 104〜109,604〜609 CCD転送部 110〜115,610〜615 アンプ 804〜812 ラインバッファ 813 色信号生成回路

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各色に対応する光信号を受光し、受光し
    た光信号の強度に応じて電荷を発生する、互いに近接し
    て配置された複数の光受光部と、 前記複数の光受光部のそれぞれよりの電荷を受け取って
    転送する複数の転送部と、 所定の色の光に対応する光受光部より、該光受光部に対
    応する転送部に電荷を搬送するとともに、前記光受光部
    と該光受光部に対応する転送部との間に他の色に対応す
    る光受光部が存在するとき、当該他の色に対応する光受
    光部を経由して電荷を搬送する搬送手段とを有し、 前記他の色に対応する光受光部は、短波長の色に対応す
    る光信号を受光する光受光部であることを特徴とする撮
    像素子。
  2. 【請求項2】 前記複数の光受光部は、ライン状に配置
    された複数の光電変換素子を有することを特徴とする請
    求項1に記載の撮像素子。
  3. 【請求項3】 前記光受光部と該光受光部に対応する転
    送部との間に他の色に対応する光受光部が存在する場
    合、前記光受光部の受光する色は、電荷発生量の多い色
    の光信号を受光することを特徴とする請求項1に記載の
    撮像素子。
  4. 【請求項4】 前記複数の転送部は、前記複数の光受光
    部を挟むように少なくとも2つの群に分けて配置されて
    いることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
  5. 【請求項5】 前記複数の転送部は、前記複数の光受光
    部の各光電素子の配列方向にほぼ直交する方向の一方向
    に、前記光受光部に近接して配置されることを特徴とす
    る請求項1に記載の撮像素子。
  6. 【請求項6】 前記短波長の色に対応する光信号を受光
    する光受光部は、青色の光信号を受光することを特徴と
    する請求項1に記載の撮像素子。
  7. 【請求項7】 前記光受光部の受光する色は、分光特性
    的に赤または緑の特性を有する光を受光することを特徴
    とする請求項3に記載の撮像素子。
  8. 【請求項8】 前記転送部は1色当たり奇数番目の電荷
    を搬送する転送回路と偶数番目の電荷を搬送する転送回
    路とを有することを特徴とする請求項1に記載の撮像素
    子。
  9. 【請求項9】 原稿画像を光電的に読取って出力する画
    像読取り装置であって、 各色に対応する光信号を受光し、受光した光信号の強度
    に応じて電荷を発生する、互いに近接して配置された複
    数の光受光部と、前記複数の光受光部のそれぞれよりの
    電荷を受け取って転送する複数の転送部と、所定の色の
    光に対応する光受光部より、該光受光部に対応する転送
    部に電荷を搬送するとともに、前記光受光部と該光受光
    部に対応する転送部との間に他の色に対応する光受光部
    が存在するとき、当該他の色に対応する光受光部を経由
    して電荷を搬送する搬送手段とを有し、前記他の色に対
    応する光受光部は、短波長の色に対応する光信号を受光
    する光受光部である撮像素子と、 前記撮像素子を原稿画像に対して相対的に搬送する搬送
    手段と、 前記撮像素子の前記複数の受光部により受光され、対応
    する転送部より出力される画像信号に基づいて原稿画像
    データを生成する生成手段と、を有することを特徴とす
    る画像読取り装置。
  10. 【請求項10】 前記生成手段は、前記各色に対応した
    受光部よりの画像信号の同期を取るためのバッファ手段
    を有することを特徴とする請求項9に記載の画像読取り
    装置。
  11. 【請求項11】 第1及び第2の受光センサと、 前記第2の受光センサの近傍に配置され、前記第1及び
    第2の受光センサの電荷を読み出すための転送手段とを
    有し、 前記第1の受光センサの電荷信号を前記第2の受光セン
    サを経由して前記転送手段に転送するとともに、前記第
    1の受光センサの感度に対して前記第2の受光センサの
    感度を低くしたことを特徴とする撮像素子。
  12. 【請求項12】 前記第2の受光センサは第1の色の光
    を受光し、前記第2の受光センサは第2の色の光を受光
    することを特徴とする請求項11に記載の撮像素子。
  13. 【請求項13】 前記第2の色は青系の色であることを
    特徴とする請求項11に記載の撮像素子。
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