KR101940434B1

KR101940434B1 - 라인 센서, 화상 판독 장치, 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR101940434B1
Application number: KR1020177019787A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 아카기; 마사노리 오구라; 준 이바; 아츠시 후루바야시
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2019-01-18
Also published as: JPWO2016104366A1; JP6676543B2; CN107113365A; JP6965388B2; EP4099673A1; US20180324317A1; KR20170098879A; CN107113365B; WO2016104366A1; US20170289386A1; EP3240279A4; US10412253B2; US20190342465A1; EP3240279A1; WO2016103430A1; CN109819136B; US11363159B2; US20200412903A1; JP2020109997A; CN109819136A

Abstract

1열의 수광 소자열에 주기적으로 컬러 필터가 배치되는 라인 센서에 있어서, 수광 소자에 대응한 컬러 필터와는 다른 컬러 필터를 통과한 광이 수광 소자에 입사되어버리는 「혼색」이라는 문제가 발생한다. 복수의 포토다이오드(1204)를 주 주사 방향으로 배열하여 배치한 수광 소자열과, 복수의 포토다이오드(1204)에 대응하여 배치된 복수의 컬러 필터(1202)를 구비하는 COMS 센서(107)에 있어서, 컬러 필터(1202)의 중심은, 당해 컬러 필터에 대응하는 포토다이오드(1204)의 중심에 대하여 수광 소자열의 중앙 방향으로 어긋나 있다.

Description

라인 센서, 화상 판독 장치, 화상 형성 장치{LINE SENSOR, IMAGE READING DEVICE, IMAGE FORMATION DEVICE}

본 발명은, 제1 방향으로 배치된 복수의 수광 소자를 구비하는 수광 소자열과, 복수의 수광 소자에 대응하여 배치된 복수의 투과부를 구비하는 라인 센서, 및 당해 라인 센서를 적용한 화상 판독 장치, 화상 형성 장치에 관한 것이다.

복사기나 멀티 펑션 프린터의 원고 판독 장치의 컬러 원고 판독 수단으로서, R(적색), G(녹색), B(청색)의 컬러 필터가 수광 소자 상에 도포된 이미지 센서를 사용하는 것이 알려져 있다. 이 이미지 센서로서는 CCD(Chage Coupled Device) 이미지 센서나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서가 있다.

원고를 판독할 때는, 원고 판독용 광원을 사용하여 원고에 광을 조사하고, 원고로부터의 반사광을 이미지 센서 내의 수광 소자에 의해 수광한다.

이미지 센서 내의 수광 소자는, 주 주사 방향으로 원하는 화소수만큼 일렬로 배치되어 있고, 또한 이 수광 소자열이 부 주사 방향으로 원하는 간격을 두고 3열 배치되어 있다. 주 주사 방향이란, 수광 소자가 일렬로 배열되는 방향이며, 부 주사 방향이란, 주 주사 방향과 직교하는 방향이다.

R, G, B의 컬러 필터는, 각 색에 대응하는 파장의 광만을 투과한다. R, G, B의 필터에 의해, 원고로부터의 반사광은 각 색에 대응한 광으로 분해된다. 각 색에 대응한 광을 수광 소자가 수광함으로써, 컬러 화상을 판독할 수 있다(특허문헌 1).

또한, 주 주사 방향의 컬러 필터의 배치에 대하여, 수광 소자열의 주 주사 방향으로 R, G, B의 컬러 필터를 주기적으로 배치하는 구성도 알려져 있다.(특허문헌 2).

일본 특허 공개 평11-69083호 공보 일본 특허 공개 평8-116402호 공보

도 25는, 특허문헌 2와 같이 주 주사 방향으로 주기적으로 R, G, B의 컬러 필터가 배치된 이미지 센서의 과제를 설명하는 도면이다. 수광 소자인 포토다이오드(20) 및 컬러 필터(30)의 숫자 뒤 R, G, B는, 각 포토다이오드 및 컬러 필터가 대응하는 색을 나타낸다. 또한, 각 색에 관련되지 않은 일반적인 설명을 하는 경우에는, R, G, B의 부호는 생략한다(이하, 마찬가지로 기재함).

판독 유닛의 구성에 따라서는, 포토다이오드(20)에 입사되는 광의 입사각이 수광 소자면에 대하여 기우는 경우가 있다. 입사광이 기울어버리면, 수광 소자에 대응한 컬러 필터(20)와는 다른 컬러 필터(30)를 통과한 광이 수광 소자에 입사되어버리는 「혼색」이라는 문제가 발생한다. 도 25에 나타낸 바와 같이, 녹색광을 수광하기 위한 포토다이오드(20G)는, 녹색의 컬러 필터(30G)를 통과한 광(L1)뿐만 아니라, 인접하는 청색 컬러 필터(30B)를 통과한 광(L2)도 수광해버리고 있다. 그 때문에, 포토다이오드(20G)는, 녹색과 청색의 광을 수광해버린다. 결과, 본래의 화상 색감과 다른 색감의 화상이 판독되어버린다. 이러한 현상을 「혼색」이라고 칭한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 혼색을 억제할 수 있는 라인 센서, 및 당해 라인 센서를 사용한 화상 판독 장치, 화상 형성 장치의 제공을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 본 발명 라인 센서는, 제1 방향으로 배치된 복수의 수광 소자를 구비하는 수광 소자열과, 상기 복수의 수광 소자에 대응하여 배치된 복수의 투과부를 구비하는 라인 센서이며, 복수의 상기 투과부는, 제1 파장의 광을 투과하는 제1 투과부와, 상기 제1 파장과는 다른 파장의 광을 투과하는 제2 투과부를 포함하고, 상기 제1 방향으로 배치된 복수의 상기 수광 소자는, 상기 제1 투과부에 대응하는 제1 수광 소자와, 상기 수광 소자열의 중앙측에 상기 제1 수광 소자와 인접하여 설치된 상기 제2 투과부에 대응하는 제2 수광 소자를 포함하고, 상기 제1 투과부의 중심은, 상기 제1 수광 소자의 중심에 대하여 상기 수광 소자열의 중앙 방향으로 어긋나 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 혼색을 억제할 수 있는 라인 센서, 및 당해 라인 센서를 사용한 화상 판독 장치, 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1에 있어서의 원고 판독 장치(100)의 내부 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2의 (a)는 각 수광 소자열의 컬러 필터 배열을 나타낸 도면이다. 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 라인(3)의 좌단부 GBR의 3개 화소의 평면도이다. 도 2의 (c)는 도 2의 (b)의 X 위치의 단면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 CMOS 센서의 등가 회로도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 원고 판독 장치의 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 CPU의 제어 흐름도이다.
도 6은 축소 광학계에 있어서, 원고로부터 반사되는 광이 CMOS 센서에 입사될 때의, 광로를 모식적으로 나타낸 도이다.
도 7은 컬러 필터, 마이크로렌즈의 어긋남양에 대하여 설명하는 도면이다.
도 8은 수광 소자열의 중앙부, 좌단부, 우단부에 있어서의, 컬러 필터와 포토다이오드의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 9의 (a)는 게이트 전극을 주 주사 방향으로 배치한 경우의 설명도이다. 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 X 위치의 단면도이다.
도 10의 (a)는 비교예로서의 컬러 필터와 마이크로렌즈의 위치 관계를 나타낸 도면이다(좌단부). 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 X 위치의 단면도이다. 도 10의 (c)는 비교예로서의 컬러 필터와 마이크로렌즈의 위치 관계를 나타낸 도면이다(중앙 부근). 도 10의 (d)는 도 10의 (a)의 X 위치의 단면도이다.
도 11은 인접하는 마이크로렌즈와의 배치 관계를 설명하는 도면이다.
도 12는 인접하는 마이크로렌즈와의 배치 관계를 설명하는 도면이다.
도 13의 (a)는 실시 형태 2에 있어서의 타원 형상의 마이크로렌즈를 나타낸 도면이다. 도 13의 (b)는 진원 형상의 마이크로렌즈를 나타낸 도면이다.
도 14는 입사광의 다중 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 마이크로렌즈의 중심을 포토다이오드의 중심과 어긋나게 하고, 컬러 필터의 중심과 포토다이오드의 중심은 어긋나게 하지 않은 경우의 설명도이다.
도 16은 실시 형태 3에 있어서의 컬러 필터, 마이크로렌즈, 포토다이오드와의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 17은 실시 형태 3에 있어서의 복수 라인의 수광 소자열에 대응하는 컬러 필터와의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 18은 실시 형태 3의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 19의 (a)는 실시 형태 4에 있어서의 컬러 필터, 마이크로렌즈, 배선과의 위치 관계를 설명하는 평면도이다. 도 19의 (b)는 도 19의 (a)에 있어서의 X 위치의 단면도이다. 도 19의 (c)는 도 19의 (a)에 있어서의 Y 위치의 단면도이다.
도 20의 (a)는 실시 형태 4의 변형예에 있어서의 컬러 필터, 마이크로렌즈, 세로 배선, 가로 배선과의 위치 관계를 설명하는 평면도이다. 도 20의 (b)는 도 20의 (a)에 있어서의 X 위치의 단면도이다. 도 20의 (c)는 도 20의 (a)에 있어서의 Y 위치의 단면도이다.
도 21의 (a)는 실시 형태 4의 변형예에 있어서의 컬러 필터, 타원 마이크로렌즈, 세로 배선, 가로 배선과의 위치 관계를 설명하는 평면도이다. 도 21의 (b)는 도 21의 (a)에 있어서의 X 위치의 단면도이다. 도 21의 (c)는 도 21의 (a)에 있어서의 Y 위치의 단면도다
도 22의 (a)는 실시 형태 4의 변형예에 있어서의, 타원 마이크로렌즈를 사용한 경우의 입사광을 설명하기 위한 평면도이다. 도 22의 (b)는 도 22의 (a)에 있어서의 Ｙ'의 위치 단면도이며, 가로 배선의 개구폭(W1)과 포토다이오드의 폭(W2)이, W1>W2가 되어 있는 예의 설명도이다. 도 22의 (c)는 도 21의 (a)에 있어서의 Ｙ'의 위치 단면도이며, 가로 배선의 개구폭(W1)과 포토다이오드의 폭(W2)이, W1<W2로 되어 있는 예의 설명도이다.
도 23은 실시 형태 5에 있어서의 각 수광 소자열의 컬러 필터 배열을 나타낸 도면이다.
도 24는 만곡된 금속의 대상물을 판독하는 경우의 설명도이다.
도 25는 혼색을 설명하는 도면이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

실시 형태 1

도 1은 화상 판독 장치인 원고 판독 장치의 내부 구성을 나타낸 단면도이다. 원고 판독 장치(100) 아래에는, 공지된 화상 형성부(110)가 설치되고, 원고 판독 장치(100)와 화상 형성부(110)로 화상 형성 장치를 구성하고 있다. 공지된 화상 형성부(110)의 일례로서 전자 사진 방식의 화상 형성부가 있다. 전자 사진 방식의 화상 형성부는, 감광 드럼에 형성된 정전 잠상을 토너상으로 현상하고, 종이 등의 기록 매체에 토너상을 전사함으로써 화상 형성을 행한다. 본 실시 형태에 있어서의 화상 형성 장치는, 원고 판독 장치(100)에 의해 판독된 화상을, 화상 형성부(110)에 의해 기록 매체에 형성할 수 있다.

원고대 유리(101) 상에는, 판독되는 대상물로서 화상이 형성된 시트(이하, 원고)(102)가 적재된다. 유저에 의해 판독 개시 버튼(도시하지 않음)이 눌리면, 판독부(103)는 도면 중 화살표 방향으로 이동하고, 원고(102)를 판독한다.

판독부(103)는, 화살표 방향으로 이동할 때에, 판독부(103)의 상부에 배치된 발광부로서의 백색의 LED(104a, 104b)를 발광시켜, 원고(102)에 광을 조사한다.

판독부(103)는, LED(104a, 104b), 복수의 반사 미러(105a, 105b, 105c, 105d, 105e), 집광 렌즈(106), CMOS 센서(107)를 구비한 축소 광학계의 판독 유닛으로 되어 있다. LED(104a 및 104b)에 의해 원고(102)에 조사된 광은 원고(102)에 의해 반사된다. 원고(102)로부터 반사된 광은, 반사 미러(105a, 105b, 105c, 105d, 105e)에 의해 반사된 후, 집광 렌즈(106)에 의해 라인 센서인 CMOS 센서(107)에 집광된다. CMOS 센서(107)는 수광 소자를 구비하고 있고, 수광 소자는 입사된 광을 광전 변환시키고, 입사된 광량에 따른 전기 신호를 출력한다.

도 2는, CMOS 센서(107)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 2의 (a)는 각 화소의 컬러 필터 배열을 나타낸 도면이다. 도 2의 (b)는 라인(3)의 좌단부 GBR의 3개 화소의 상세도이다. 도 2의 (c)는 도 2의 (b)의 X 위치의 단면도이다. 도 2의 (c)에 있어서의 화살표는, 입사하는 광을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 1 화소는 1개의 포토다이오드(1204)에 대응한다.

CMOS 센서(107)는, 주 주사 방향으로 포토다이오드(1204)(수광 소자)를 배치한 수광 소자열과, 당해 수광 소자열에 대응하여 배치되는 복수의 컬러 필터(1202)(투과부)를 구비하고 있다. 1 화소분의 포토다이오드(1204)는, 당해 포토다이오드(1204)에 대응하는 1 화소분의 컬러 필터(1202)보다도 작게 구성되어 있다. CMOS 센서(107)는, 라인 1, 라인 2, 라인 3의 복수의 수광 소자열을 갖고 있다. 컬러 필터(1202)와 포토다이오드(1204) 사이에는 층간막이라고 불리는 SiO 등의 절연 재료(도시하지 않음)가 존재한다. 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터(1202)에 대하여 포토다이오드(1204)와는 반대측에, 마이크로렌즈(1203)(집광부)가 배치되어 있다. 마이크로렌즈(1203)는, 포토다이오드(1204)에 대응하여 배치되어 있고, 포토다이오드(1204)에 입사되는 광을 집광하는 기능을 갖고 있다. 마이크로렌즈(1203)의 상부에는 커버 유리(도시하지 않음)가 존재한다. 1205는 화소 전송 트랜지스터의 게이트 전극(전하 전송부)이다. 게이트 전극(1205)은, 포토다이오드(1204)에 축적된 광 전하를 판독하여 회로에 전송하는 역할을 한다. 게이트 전극(1205)은 폴리실리콘으로 구성되어 있다.

수광 소자가 일렬로 배열되는 방향을 주 주사 방향(제1 방향)이라고 하고, 주 주사 방향과 직교하는 방향을 부 주사 방향(제2 방향)이라고 한다.

도 3은 단위 화소의 등가 회로도이다. 화소 전송 트랜지스터의 게이트 전극(1205)은, 포토다이오드(1204)에 축적된 광 전하를 판독하여 회로에 전송하는 역할을 한다. 회로는, 추가로 포토다이오드(1204), 화소 전송 트랜지스터의 게이트 전극(1205), 화소 신호를 리셋하는 리셋용 트랜지스터(1303), 화소 신호를 증폭시키는 소스 팔로워용 트랜지스터(1304), 증폭 신호를 판독하는 선택용 트랜지스터(1305)를 구비하고 있다.

수광 소자열인 라인 1, 2, 3의 각각은, 주 주사 방향으로 7500 화소분, 부 주사 방향으로 3열분의 포토다이오드(1204)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는 주 주사 방향의 해상도는 600dpi이다.

각 수광 소자열은 부 주사 방향으로 1 화소분 만큼 간극을 두고 배치된다. 라인 2는 라인 1에 대하여 2 화소분, 라인 3은 라인 1에 대하여 4 화소분 만큼 부 주사 방향으로 이격된 위치의 화상을 취득하게 된다.

컬러 필터(1202)는, 입사하는 광에 대하여 투과하는 파장 영역이 다른 3종류의 컬러 필터를 구비하고 있다. 각각, 적색광을 투과하는 필터(1202R), 녹색광을 투과하는 필터(1202G), 청색광을 투과하는 필터(1202B)의 3종류의 컬러 필터이다.

라인 1, 2, 3의 컬러 필터(1202)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 주 주사 방향으로 R→G→B→R→G→B→···의 주기적인 규칙을 가지고 배치되어 있다. 소위 지그재그 형상으로 RGB의 컬러 필터가 배열되어 있다.

또한, 라인 2는 라인 1에 대하여 상기 R→G→B→···의 규칙성을 1 화소분 주 주사 방향으로 어긋나게 배열되어 있으며, 라인 3은 라인 1에 대하여 R→G→B→···의 규칙성을 주 주사 방향으로 2 화소분 어긋나게 배열되어 있다. 그 때문에, 컬러 필터(1202)의 배열을 부 주사 방향으로 보았을 때에, R, G, B의 컬러 필터가 각각 존재하게 되어 있다(도 2의 α 참조).

1201 파선은, 단위 화소를 나타내는 범위이다. 단위 화소의 피치는 CMOS 센서의 사양에 의해 결정되고, 통상은 등간격이다.

도 4는 본 실시 형태에 있어서의 원고 판독 장치(100)의 블록도이다.

CPU(401)는, 불휘발성 메모리(402)에 저장된 제어 프로그램을 판독하고, 원고 판독 장치(100) 전체의 제어를 행한다. 조작부(403)는, 유저가 컬러 카피나 모노크롬 카피, 양면 카피와 같은 카피 모드의 설정이나, 카피 개시의 지시를 입력하는 유저 인터페이스이다. 모터(404)는, 판독부(103)를 부 주사 방향으로 이동시킨다. 모터 드라이버(405)는, CPU(401)로부터의 타이밍 신호를 받고, 모터(404)를 회전 제어시키기 위한 여자 전류를 공급한다.

LED 드라이버(406)는, CPU(401)로부터의 타이밍 신호를 받고, 백색 LED(104a 및 104b)를 발광시키기 위한 전류를 공급한다.

IC(407)는, CMOS 센서(107)로부터 출력되는 아날로그 전압 신호에 대하여, 샘플 홀드 처리, 오프셋 처리, 게인 처리와 같은 아날로그 처리를 행하고, 아날로그 처리된 전압 신호를 디지털 데이터(이하, 휘도 데이터)로 변환시킨다. IC(407)는, 일반적으로 AFE(Analog Front End)라고 불린다. 또한, 본 실시 형태에서는 이 디지털 데이터는 8bit(0 내지 255)의 데이터이다.

화상 처리부(408)의 동작을 설명한다. AFE(407)로부터 출력되는 판독 데이터는, 라인 메모리(409)에 저장된다. 라인 메모리(409)는, CMOS 센서(107) 내의 수광 소자열 라인 1, 라인 2, 라인 3 각각의 라인에서 판독한 판독 데이터를 5 라인분씩 유지한다.

데이터 소트부(410)는, RGB의 판독 데이터를 재배열한다. 전술한 바와 같이, 본 실시 형태의 CMOS 센서(107)는, RGB의 컬러 필터가 지그재그 형상으로 배열되어 있다. 그 때문에, RGB의 판독 데이터가 1 라인 내에 혼재한 상태에서 라인 메모리(409)에 저장되게 된다.

또한, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 라인 1과 라인 2는 부 주사 방향으로 2 화소, 라인 1과 라인 3은 4 화소 떨어져 배치되어 있다. 그 때문에, 어느 타이밍에서 취득한 라인 2의 판독 데이터는 라인 1에 대하여 2 화소, 라인 3의 판독 데이터는 라인 1에 대하여 4 화소분 만큼 부 주사로 어긋난 위치의 판독 데이터이게 된다.

그래서, 데이터 소트부(410)는, 라인 1, 라인 2, 라인 3으로부터 얻어지는 판독 데이터를 재배열하여, RGB의 각 색의 화상 데이터를 생성한다. 예를 들어, R의 처리에 대하여 설명한다. 데이터 소트부(410)는, 라인 메모리(409)에 기억된 라인 1, 라인 2, 라인 3 각각의 화상 데이터로부터 R의 데이터 부분을 픽업한다. 어느 타이밍에서 취득한 라인 1, 라인 2, 라인 3의 판독 데이터는 부 주사 방향으로 어긋나 있기 때문에, 이 어긋남을 없애는 처리를 한다. 즉, 어느 타이밍에서 취득한 데이터에 대해서, 라인 2의 판독 데이터는 부 주사 방향으로 2 화소, 라인 3의 판독 데이터는 부 주사 방향으로 4 화소 어긋나도록 처리를 한다. 이러한 처리를 함으로써, 부 주사 방향의 어긋남이 없어진다. 이 처리를 각 색에서 행함으로써, CMOS 센서(107)로 판독된 판독 데이터는, 부 주사 방향의 어긋남이 없어지고, 원고(102)의 화상에 대응한 판독 데이터가 된다.

화상 처리 회로(411)는, 데이터 소트부(410)에서 재배열된 판독 데이터에 대하여, 쉐이딩 보정 처리나 필터 처리 등의 화상 처리를 실시한다. 또한, 화상 처리를 행하기 위해 필요로 하는 필터의 설정 등은 전원 투입시에 CPU(401)에 의해 화상 처리 회로(411) 내의 레지스터에 설정된다.

패러렐/시리얼 변환 회로(412)는, 화상 처리 회로(411)로부터 패러렐 데이터로서 출력되는 각종 화상 처리 후의 판독 데이터를 시리얼 데이터로 변환시킨다. 시리얼 데이터로 변환된 판독 데이터는, 화상 출력 컨트롤러(413)에 송신된다.

도 5는 본 실시 형태에 있어서의 CPU(401)의 제어 흐름도이다.

유저가 원고 판독 장치(100)의 전원을 넣으면, CPU(401)는, 원고 판독 장치 제어 프로그램의 기동 처리, LED 광원의 광량 조정 등의 초기 동작을 행한다(원고 판독 장치(100)의 기동: S500).

이어서, CPU(401)는, 화상 처리의 설정에 대응하는 데이터를 화상 처리 회로(411) 내의 레지스터에 설정한다(S501).

그리고, CPU(401)는, 조작부(403)로부터의 판독 작업 개시 명령을 기다린다(S502).

유저에 의해 판독 작업 개시 명령이 입력되면(S502의 Y), CPU(401)는, 광원인 백색 LED(104a, 104b)를 발광시킨다(S503). CPU(401)는, LED 드라이버(406)에 제어 신호를 출력하고, LED 드라이버(406)는, LED(104a, 104b)에 전류를 공급하여 발광시킨다.

그리고, CPU(401)는, 모터 드라이버(405)에 제어 신호를 출력하고, 모터 드라이버(405)는, 모터(404)를 구동하여 판독부(103)를 부 주사 방향으로 이동시킨다(S504).

판독이 완료되면(S505의 Y), CPU(401)는, LED(104a, 104b)를 소등하고, 원고 판독 장치를 작업 대기 상태로 하는 제어를 행한다.

(컬러 필터, 마이크로렌즈, 게이트 전극의 구성)

도 6은, 축소 광학계에 있어서, 원고(102)로부터 반사되는 광이 CMOS 센서(107)에 입사될 때의, 광로를 모식적으로 나타낸 도이다. 설명을 간단하게 하기 위해 미러는 생략하였다.

축소 광학계에서는, 판독되는 원고(102)의 주 주사 방향의 길이에 비하여, CMOS 센서(107)의 주 주사 방향의 길이는 짧게 되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, CMOS 센서(107)의 수광 소자열의 중앙부에 있어서는, 원고로부터의 광은 CMOS 센서(107)에 대하여 거의 수직으로 입사되지만, 단부에 있어서는 원고로부터의 광은 CMOS 센서(107)에 대하여 기울어 입사되게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 수광 소자열에 다른 컬러 필터를 배치한 라인 센서에서는, 입사광이 기울어버리면 혼색이라는 문제가 발생한다(도 25 참조).

본 실시 형태에서는, CMOS 센서(107)로의 입사광이 기울어버리는 데 대응하기 위해서, 컬러 필터(1202)의 중심과, 당해 컬러 필터에 대응하는 포토다이오드(1204)의 중심이 어긋나 있다.

도 7을 사용하여 설명한다. 컬러 필터(1202)의 중심은, 당해 컬러 필터에 대응하는 포토다이오드(1204)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 또한, 마이크로렌즈(1203)의 중심은, 당해 마이크로렌즈(1203)에 대응하는 포토다이오드(1204)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다.

수광 소자열은, 포토다이오드(1204G)(제1 수광 소자)와, 포토다이오드(1204B)(제2 수광 소자)와, 포토다이오드(1204R)(제3 수광 소자)를 포함한다.

포토다이오드(1204G)는, 컬러 필터(1202G)(제1 투과부)에 대응하는 포토다이오드이다. 포토다이오드(1204B)는, 수광 소자열의 중앙측에 포토다이오드(1204G)에 인접하게 설치되어 컬러 필터(1202B)(제2 투과부)에 대응하는 포토다이오드이다. 포토다이오드(1204R)는, 수광 소자열의 중앙측에 포토다이오드(1204B)에 인접하게 설치되어 컬러 필터(1202R)(제3 투과부)에 대응하는 포토다이오드이다.

컬러 필터(1202G)의 중심은, 포토다이오드(1204G)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 컬러 필터(1202B)의 중심은, 포토다이오드(1204B)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 컬러 필터(1202R)의 중심은, 포토다이오드(1204R)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다.

복수의 마이크로렌즈는, 마이크로렌즈(1203G)(제1 집광부)와, 마이크로렌즈(1203B)(제2 집광부)와, 마이크로렌즈(1203R)(제3 집광부)를 포함한다.

마이크로렌즈(1203G)는, 포토다이오드(1204G)에 대응하는 마이크로렌즈이다. 마이크로렌즈(1203B)는, 포토다이오드(1204B)에 대응하는 마이크로렌즈이다. 마이크로렌즈(1203R)는, 포토다이오드(1204R)에 대응하는 마이크로렌즈이다. 마이크로렌즈(1203G)의 중심은, 포토다이오드(1204G)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 마이크로렌즈(1203B)의 중심은, 포토다이오드(1204B)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 마이크로렌즈(1203R)의 중심은, 포토다이오드(1204R)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 컬러 필터(1202)의 중심과 마이크로렌즈(1203)의 중심은 일치하고 있다.

본 실시 형태에서는, 축소 광학계의 판독 유닛으로 되어 있으며, CMOS 센서(107)의 좌단부에 입사되는 광은, 도 2의 (c)와 같이 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙측으로 기울어 입사되고 있다. 본 실시 형태에서는, 컬러 필터(1202)의 중심, 마이크로렌즈(1203)의 중심이, 포토다이오드(1204)의 중심에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다. 그 때문에, 포토다이오드(1204)는, 포토다이오드(1204)에 대응하는 컬러 필터(1202), 마이크로렌즈(1203)를 통과한 광을 수광할 수 있다. 따라서, 혼색의 문제를 억제할 수 있다.

컬러 필터(1202), 마이크로렌즈(1203)의 어긋남양에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7에 120의 위치를 제1 위치, 제1 위치보다도 수광 소자열의 중앙측의 위치인 121을 제2 위치로 한다. CMOS 센서(107)에 입사되는 광은, 수광 소자열의 단부에 가까워지면 질수록 기울기가 커지고, 중앙부에 접근하면 할수록 기울기는 적어져 수직에 가까워진다. 그 때문에, 컬러 필터(1202)의 중심(및 마이크로렌즈(1203)의 중심)이, 포토다이오드(1204)의 중심에 대하여 수광 소자열의 중앙 방향으로 어긋나 있는 양은, 수광 소자열의 단부측쪽이 크고, 수광 소자열의 중앙측쪽이 작게 되어 있다.

d1G, d1B, d1R은, 제1 위치에 있어서, 컬러 필터(1202G, 1202B, 1202R)의 중심이, 대응하는 포토다이오드(1204G, 1204B, 1204R)의 중심과 어긋나 있는 양을 나타내고 있다.

d2G, d2B, d2R은, 제2 위치에 있어서, 컬러 필터(1202G', 1202B', 1202Ｒ')의 중심이, 대응하는 포토다이오드(1204G', 1204B', 1204Ｒ')의 중심과 어긋나 있는 양을 나타내고 있다.

각 어긋남양은, d1G>d1B>d1R>d2G>d2B>d2R로 되어 있다.

즉, 제1 위치에 있어서의, 컬러 필터(1202G)의 중심과 포토다이오드(1204G)의 중심이 어긋나 있는 양은, 제2 위치에 있어서의 컬러 필터(1202G')의 중심과 포토다이오드(1204G')의 중심보다도 크다. 마찬가지로, 제1 위치에 있어서의, 마이크로렌즈(1203G)의 중심과 포토다이오드(1204G)의 중심이 어긋나 있는 양은, 제2 위치에 있어서의 마이크로렌즈(1203G')의 중심과 포토다이오드(1204G')의 중심보다도 크다. 또한 동일한 제1 위치에서 살펴보면, 컬러 필터(1202G)의 중심과 포토다이오드(1204G)의 중심이 어긋나 있는 양은, 컬러 필터(1202B)의 중심과 포토다이오드(1204B)의 중심이 어긋나 있는 양보다도 크다. 그리고, 컬러 필터(1202B)의 중심과 포토다이오드(1204B)의 중심이 어긋나 있는 양은, 컬러 필터(1202R)의 중심과 포토다이오드(1204R)의 중심이 어긋나 있는 양보다도 크다.

이렇게 함으로써, 수광 소자열에 대한 광의 조사 각도에 따라서, 혼색에 대하여 최적인 컬러 필터(1202)(마이크로렌즈(1203))의 어긋남양으로 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 포토다이오드의 피치 간격 Z1에 대하여, 컬러 필터의 피치 간격 Z2를 소정의 비율로 작게 하고 있다(예를 들어 0.99×Z1=Z2). 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙에서, 컬러 필터(1202B)의 중심과 포토다이오드(1204B)는 일치하고 있다. 화소의 피치 간격 Z1에 대하여, 컬러 필터의 피치 간격 Z2가 작기 때문에, 수광 소자열의 주 주사 방향의 단부로 향할수록, 컬러 필터(1202)와 마이크로렌즈(1203)의 어긋남양이 커지게 된다. 즉, 수광 소자열의 주 주사 방향에 있어서 중앙으로부터 좌단부측에서는, d1G>d1B>d1R>d3G>d3B>d3R>d4G이다. 또한, 수광 소자열의 주 주사 방향에 있어서 중앙으로부터 우단부측에서는, d5R>d5B>d5G>d4R이다. 컬러 필터(1202)와 마이크로렌즈(1203)의 어긋남양은 중앙부로부터 당해 위치까지의 거리에 비례한다. 수광 소자열의 좌단부와 중앙부의 중간에 위치하는 화소의 어긋남양은, 좌단부의 약 절반의 어긋남양으로 되어 있다. 즉, 0.5×d1G≒d3G, 0.5×d1B≒d3B, 0.5×d1R≒d3R이다. 또한, 수광 소자열의 좌단부에서 설명하였지만, 수광 소자열의 중앙로부터 우측에서도 마찬가지로 컬러 필터(1202)는, 포토다이오드(1204)에 대하여 수광 소자열의 주 주사 방향의 중앙을 향해 어긋나게 배치되어 있다.

이어서, 포토다이오드(1204)와 게이트 전극(1205)의 접속에 대하여 설명한다. 포토다이오드(1204)와 게이트 전극(1205)은, 부 주사 방향에 있어서 접속되고, 화소를 나타내는 1201의 범위 내에 배치된다(도 2의 (b) 참조).

본 실시 형태에서는, 게이트 전극(1205)의 재료에 고굴절 재료의 폴리실리콘이 사용되고 있다. 따라서, 주 주사 방향으로는 게이트 전극(1205)을 배치하고 있지 않다. 가령, 게이트 전극(1205)을 주 주사 방향으로 배치한 경우의 설명도를 도 9의 (a)에 나타낸다. 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 X의 위치에서의 단면도이다. 설명을 위해서, 입사되는 광은 하나만 나타내었다. 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘과 층간막의 굴절률차에 의해, 화소 전송 트랜지스터의 게이트 전극(1205)에 입사된 광은 진로를 바꾸어, 상이한 색의 단위 화소에 입사되어버리는 경우가 있다. 그 결과, 혼색이라는 과제를 발생시킨다.

본 실시 형태에서는, 화소 전송 트랜지스터의 게이트 전극(1205)을 주 주사 방향의 단위 화소 사이에 배치하지 않고, 부 주사 방향으로 배치함으로써, 혼색을 억제하는 것이 가능하다. 특히, RGB가 인접한 컬러 필터 배열로 되어 있는 CMOS 센서에 있어서, 혼색 억제의 효과가 크다.

또한, 본 실시 형태에서는 컬러 필터(1202G, 1202B, 1202R)와 함께 마이크로렌즈(1203G, 1203B, 1203R)를 CMOS 센서 중앙측으로 어긋나게 하고 있다. 이 구성에 의해 혼색, 감도 변동이 저감된다. 도 2의 (b), (c)와 도 10의 (a) 내지 (d)를 사용하여 설명한다. 도 2의 (b), (c)는, 본 실시 형태에서의 컬러 필터와 마이크로렌즈(1203)의 위치 관계(평면도)를 나타내고 있다. 도 10의 (a) 내지 (d)는 비교예로서의 컬러 필터(1202)와 마이크로렌즈(1203)의 위치 관계를 나타내고 있다. 도 10의 (a) 내지 (d)의 컬러 필터(1202)는, 포토다이오드(1204)와 동일한 위치에 배치되어 있고, 마이크로렌즈(1203)는 포토다이오드(1204)에 대하여 어긋나게 배치되어 있다. 마이크로렌즈(1203)는, 수광 소자열의 단부쪽의 어긋남양이 많고, 중앙부에 접근할수록 어긋남양이 작다. 도 10의 (a)와 도 10의 (b)는, 수광 소자열의 좌단부, 도 10의 (c)와 도 10의 (d)는 수광 소자열의 중앙부 근방을 나타낸 도면이다. 수광 소자열의 좌단부를 나타낸 도면으로서, 도 10의 (a)는 도 2의 (b)와 대응하고, 도 10의 (b)는 도 2의 (c)와 대응하고 있다. 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 X 위치에 있어서의 단면도이다. 도 10의 (d)는 도 10의 (c)의 X 위치에 있어서의 단면도이다. 도 2의 (b)와 도 10의 (a)에 있어서, 영역 A, A'를 통과하는 입사하는 광을 생각한다. 영역 A, A'는 면적이 동등하고, 마이크로렌즈(1203G)의 위치에 대하여, 동일한 위치 관계에 있다. 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태와 같이 컬러 필터(1202)와 마이크로렌즈(1203)를 포토다이오드(1204)에 대하여 어긋나게 배치한 경우에는, 영역 A를 통과하는 광은 단일인 컬러 필터(1202G)를 통과한다. 한편, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 영역 A'를 통과하는 광은 1202G와 1202B를 모두 통과한다. 따라서, 비교예와 같이, 컬러 필터(1202), 마이크로렌즈(1203), 포토다이오드(1204)를 배치한 경우, 마이크로렌즈를 통과함에도 불구하고, 혼색이 발생해버린다는 문제가 있다. 한편, 본 실시 형태에서는 그와 같은 문제의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 도 10의 (a), (b)와 도 10의 (c), (d)를 비교한다. 마이크로렌즈(1203)와, 컬러 필터(1202)(및 포토다이오드(1204))의 어긋남양은, 수광 소자열의 좌단부보다도 중앙부 근방쪽이 작게 되어 있다. 그 때문에, 영역 A'를 차지하는, G와 B의 비율도 달라진다. 그 때문에, 단부와 중앙 부근은 혼색의 비율이 상이하다. 또한, 영역 A'의 게이트 전극(1205)의 근방에 광이 입사된 경우, 당해 광이 게이트 전극(1205)에 입사되는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 게이트 전극(1205)에 고굴절 재료의 폴리실리콘을 사용하고 있고, 폴리실리콘은 파장 의존성이 크다. 그 때문에, 광이 통과하는 G의 컬러 필터(1202)와 B의 컬러 필터(1202)의 비율이 상이하면, 게이트 전극(1205)에서 흡수, 굴절되는 비율도 상이하고, 좌단부와 중앙 근방에서의 화소의 감도 변동이 커진다. 한편, 본 실시 형태에서는 그와 같은 문제의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 컬러 필터(1202G)를 제1 투과부, 컬러 필터(1202B)를 제2 투과부, 컬러 필터(1202R)를 제3 투과부로 하여 설명하였지만, 각 색과 컬러 필터의 관계는 상대적인 관계이며, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 컬러 필터(1202B)를 제1 투과부, 또는 컬러 필터(1202R)를 제1 투과부로 해도 된다. 제1 수광 소자, 제1 집광부도 마찬가지로 컬러 필터의 각 색과는 상대적인 관계이다.

(마이크로렌즈들의 배치에 대한 설명)

도 11, 도 12를 사용하여, 인접하는 마이크로렌즈(1203)가 간격을 두고 배치되어 있는 것에 의한 효과를 설명한다.

도 11은, 마이크로렌즈(1203)의 배치에 의한 효과를 설명하기 위해 도 2의 (c)의 도를 간략화한 도면이다. 도 12는, 인접하는 마이크로렌즈(1203)가 접하도록 배치되어 있다.

본 실시 형태와 같이 컬러 필터(1202)가 동일 라인에 RGB 3색이 배치될 경우, R, G, B 각각의 컬러 필터(1202)의 형성을 행하게 되기 때문에, 제조 과정에 있어서, 각 색의 컬러 필터의 사이즈 어긋남이 발생하기 쉽다. 주 주사 방향으로 R, G, B의 컬러 필터를 제조하는 경우, R, G, B의 컬러 필터는 각각 상이한 재료이기 때문에, 형성시키는 프로세스 공정이 상이하다. 예를 들어, R의 컬러 필터를 형성하는 공정, G의 컬러 필터를 형성하는 공정, B의 컬러 필터를 형성하는 공정을 차례 차례로 실시해가게 된다. 그 때문에, 각 색의 필터 제조시의 얼라인먼트 오차나, 포토리소그래피에 의한 패턴 사이즈의 오차가 제조상 발생하여, R, G, B의 컬러 필터의 크기가 미소하나마 달라져버리는 경우가 있다. 한편, 마이크로렌즈(1203)는 동일한 재료로 동일한 프로세스 공정에서 형성되기 때문에, 얼라인먼트 오차나 패턴 사이즈 오차는 발생하기 어렵다. 그 때문에, 마이크로렌즈(1203)는, 안정되게 동일한 사이즈로 제조할 수 있고, 컬러 필터에 배치할 때에 같은 간격으로 배치할 수 있다. 그 결과, 도 11과 같이 마이크로렌즈(1203)에 대하여 컬러 필터(1202)의 사이즈가 상이한 경우가 발생한다.

그 때문에, 마이크로렌즈(1203)에 대한 인접하는 컬러 필터의 경계 위치가 변동되기 쉽다. 또한, 동일 라인에 하나의 색밖에 존재하지 않는 경우에는, 각 색의 컬러 필터의 크기가 상이하다는 문제는 발생하지 않는다. 또한, 동일 라인에 2색이 배치되는 베이어(Bayer) 배열은, 본 실시 형태와 같이 동일 라인에 3색의 컬러 필터가 존재하는 경우와 비교하여, 색의 수가 적기 때문에 상기 문제는 발생하기 어렵다.

도 12와 같이, 마이크로렌즈(1203) 단부의 입사광(1209)은 컬러 필터(1202)의 단부를 통과한다. 전술한 바와 같이, 마이크로렌즈(1203)에 대하여 컬러 필터(1202)의 경계부의 위치가 변동되면, 마이크로렌즈(1203)의 단부를 통과한 입사광이 통과하는 컬러 필터의 색도 변동되어버린다. 도 12를 사용하여, 마이크로렌즈(1203B)의 단부를 통과하는 입사광에 대하여 설명한다. 입사광(1208)은 청색 컬러 필터(1202B)를 통과하고, 입사광(1209)은 적색 컬러 필터(1202R)을 통과하고 있다. 한편, 입사광(1208'), 입사광(1209')은 모두 청색 컬러 필터(1202B')를 통과하고 있다. 이와 같이, 컬러 필터(1202B)(1202B')를 통과하는 광의 양이 변동됨으로써, 혼색의 문제가 발생한다.

본 실시 형태에서는, 마이크로렌즈(1203) 사이에 갭을 두어, 마이크로렌즈(1203)에 의해 집광된 광선이 인접하는 컬러 필터(1202)를 통과하지 않도록 하고 있다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 입사광(1208, 1208')은 청색 컬러 필터(1202B)를 통과하고 있다. 또한, 마이크로렌즈(1203)를 통과하지 않는 광(도 11의 입사광(1209, 1209'))은, 마이크로렌즈 사이에 설치되는 배선 등에 의해 차광되어 포토다이오드(1204)까지 도달하지 않기 때문에, 혼색 문제의 영향은 적다.

본 실시 형태에서는, 마이크로렌즈(1203) 사이에 간격을 둠으로써, 1 라인에 상이한 색의 컬러 필터(1202)가 배치되는 구성에 있어서의, 혼색의 문제를 억제하고 있다. 특히 이들 문제는, 1 라인 상에 설치되는 컬러 필터(1202)의 색 종류가 많을수록, 제조상의 변동이 발생하기 쉽다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 동일 라인에 3색의 컬러 필터가 존재하는 경우에, 효과가 크다. 또한, 마이크로렌즈(1203)와 컬러 필터(1202)의 양자를 어긋나게 함으로써, 입사광(1209) 근방에서의 다른 색 컬러 필터(1202)로부터의 광의 양을 억제할 수 있어, 효과적으로 혼색의 문제를 억제할 수 있다.

실시 형태 2

도 13의 (a), 도 13의 (b)를 참조하면서 본 발명에 따른 실시 형태 2를 설명한다. 실시 형태 2는, 마이크로렌즈(1203)의 형상을 변경한 점 이외에는 실시 형태 1과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 13의 (a)는 본 실시 형태의 평면도이다. 또한, 포토다이오드(1204), 게이트 전극(1205)은 기재를 생략하였다. 실시 형태 2에 있어서의 마이크로렌즈(1203)는, 타원 형상을 이루고 있고, 주 주사 방향 및 부 주사 방향과 직교하는 방향으로부터 보았을 때에, 주 주사 방향의 곡률 반경에 비하여, 부 주사 방향의 곡률 반경이 커지도록 되어 있다.

도 13의 (b)는, 주 주사 방향, 부 주사 방향의 곡률 반경이 동일한 진원의 마이크로렌즈(1203)를 배치한 예이다. 도 13의 (a)와 같은 구성으로 함으로써, 도 13의 (b)에 대하여, 마이크로렌즈(1203)로 덮이는 영역을 크게 하고 있다.

효과에 대하여 설명한다. 도 14는, 입사광의 다중 간섭을 설명하기 위한 도이며 컬러 필터(1202)와 컬러 필터(1202)의 상부에 설치된 커버 유리(1206)만을 도시하고 있다. 구면 마이크로렌즈(1203)에 덮이지 않는, 컬러 필터(1202)의 평탄한 영역에 입사된 광은, 일부는 컬러 필터(1202)의 표면에서 반사된다. 이 반사된 광은, 컬러 필터(1202)와 커버 유리(1206) 사이에서 반사되어 고스트(ghost)를 야기한다. 고스트가 발생하면, 본래 원고의 화상과는 다른 화상이 판독상으로서 읽혀버린다.

따라서, 가능하다면 컬러 필터(1202)에 대한 마이크로렌즈(1203)의 면적을 크게 하는 것이 좋다. 주 주사 방향의 마이크로렌즈의 크기는, 마이크로렌즈가 인접하여 설치되어 있는 관계상, 크게 하는 데는 한계가 있다. 한편, 부 주사 방향에 대해서는 그 제약이 없기 때문에 크게 할 수 있다. 따라서, 주 주사 방향을 짧은 직경, 부 주사 방향을 긴 직경으로 한 타원 형상으로 함으로써, 컬러 필터(1202)에 대한 마이크로렌즈(1203)의 면적을 크게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태와 같이 마이크로렌즈(1203)와 컬러 필터(1202)의 양자를 어긋나게 함으로써, 보다 효과적으로 고스트를 억제할 수 있다. 도 15는 마이크로렌즈(1203)의 중심을 포토다이오드(1204)의 중심과 어긋나게 하고, 컬러 필터(1202)의 중심과 포토다이오드(1204)의 중심은 어긋나게 하지 않은 경우의 예를 나타낸다. 도 15에 도시된 바와 같이, 입사광의 다중 간섭의 원인이 되는 마이크로렌즈(1203G)와 마이크로렌즈(1203B) 사이의 영역 B'는, 컬러 필터(1202B)로만 되어 있다. 동일한 색의 컬러 필터(1202)에서 반사된 광은 간섭을 일으키기 쉽기 때문에, 도 15와 같은 구성의 경우, 다중 간섭을 야기하기 쉽다. 한편, 도 13의 (a)와 같은 본 실시 형태의 경우, 대응하는 영역 B에서는, 컬러 필터(1202G)와 컬러 필터(1202B)의 2색이 존재하기 때문에 다중 간섭의 영향을 작게 할 수 있다.

실시 형태 3

도 16, 도 17, 도 18을 참조하면서 본 발명에 따른 실시 형태 3을 설명한다. 실시 형태 3은, 컬러 필터(1202)의 형상을 변경한 점 이외에는 실시 형태 1과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 16은, 실시 형태 3에 관한 CMOS 센서의 GBR의 3개 화소의 평면도이다. 도 17은, 복수 라인의 수광 소자열에 대응하는 컬러 필터(1202)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.

도 16, 도 17에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터(1202)를 부 주사 방향으로 크게 하고, 부 주사 방향에 있어서의 수광 소자열과 수광 소자열 사이의 영역도 컬러 필터(1202)로 덮도록 하고 있는 것이 실시 형태 3의 특징이다. 한편, 실시 형태 1에서는 컬러 필터(1202)는 부 주사 방향으로 크지 않기 때문에, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 수광 소자열과 수광 소자열 사이의 영역에는 컬러 필터(1202)는 존재하지 않는다.

실시 형태 3에 있어서, 컬러 필터(1202)는, 화소 전송 트랜지스터의 게이트 전극(1205)을 덮고 있다. 컬러 필터(1202)의 주 주사 방향의 폭을 L1, 부 주사 방향의 폭을 L2라고 한 경우, L1<L2가 된다. 수광 소자열과 수광 소자열의 간격이 L1×2이면, L2=L1×2가 바람직하다.

상기와 같은 구성에 의해, 인접하는 수광 소자열 사이로부터의 불필요한 반사광에 의한 고스트광을 억제할 수 있다. 수광 소자열과 수광 소자열 사이의 영역에는 전원선이나 신호선 등의 배선이 배치되어 있고, 이들 배선에 반사한 광에 의해 고스트가 발생하는 경우가 있다.

실시 형태 3에서는, 수광 소자열과 수광 소자열 사이의 영역에도 컬러 필터(1202)가 존재하고 있기 때문에, 당해 영역에 있어서도 컬러 필터를 광이 통과함으로써 광의 강도를 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 배선으로부터 컬러 필터(1202)의 방향으로 반사되는 광의 강도가 약해지기 때문에 고스트를 저감시킬 수 있다.

도 18은, 실시 형태 3에 있어서의 변형예를 설명하는 도면이며, 마이크로렌즈(1203)가 타원 형상으로 되어 있다. 컬러 필터(1202)는 마이크로렌즈(1203)보다 크다.

실시 형태 4

도 19, 도 20, 도 21, 도 22를 참조하면서 본 발명에 따른 실시 형태 4를 설명한다. 실시 형태 4는, 실시 형태 1에 대하여 배선부인 배선(1207)(또는, 세로 배선(1406), 가로 배선(1407))의 구성을 명확하게 한 점 이외에는 실시 형태 1과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 19는, 실시 형태 4에 관한 CMOS 센서의 GBR의 3개 화소의 구성을 나타낸 도면이다. 도 19의 (a)는 평면도, 도 19의 (b)는 도 19의 (a)에 있어서의 X 위치의 단면도, 도 19의 (c)는 도 19의 (a)에 있어서의 Y 위치의 단면도이다.

도 19의 (a)에 나타낸 바와 같이, 배선(1207)은 포토다이오드(1204)를 둘러싸도록 설치할 수 있다. 컬러 필터(1202)를 통과한 광은, 배선(1207)에 의해 형성되는 개구를 통과하여 포토다이오드(1204)에 입사된다. 실시 형태 4는, 배선(1207)으로 형성되는 개구가 부 주사 방향으로 포토다이오드(1204)보다 큰 것이 특징이다. 즉, 도 19의 (c)에 나타낸 바와 같이, 부 주사 방향에 있어서, 배선(1207)의 개구폭(W1)은, 포토다이오드(1204)의 폭(W2)보다 크게 되어 있다(W1>W2). 한편, 도 19의 (b)에 나타낸 바와 같이, 주 주사 방향에 있어서, 배선(1207)의 개구폭(W3)은, 포토다이오드(1204)의 폭(W4)보다 좁게 되어 있다(W3<W4). 이것은, 인접 화소간의 화소 피치가 좁은 것, 및 혼색 억제의 관점에서 그러하다.

도 20은, 실시 형태 4에 관한 CMOS 센서의 GBR의 3개 화소의 구성의 기타 예를 나타내는 도이다. 도 20의 (a)는 평면도, 도 20의 (b)는 도 20의 (a)에 있어서의 X 위치의 단면도, 도 20의 (c)는 도 20의 (a)에 있어서의 Y 위치의 단면도이다. 도 19와 상이한 점은, 개구를, 부 주사 방향으로 연장되는 세로 배선(1406)과 주 주사 방향으로 연장되는 가로 배선(1407)으로 형성하고 있는 점이다. 도 20의 (c)에 나타낸 바와 같이, 본 예에서는, 가로 배선(1407)은 세로 배선(1406)보다 Z 방향(제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향)에 있어서 컬러 필터(1202)에 H1만큼 가까운 측에 배치된다. 또한, 부 주사 방향에 있어서, 가로 배선(1407)의 개구폭(W1)은, 포토다이오드(1204)의 폭(W2)보다 커지고 있다.

도 21은, 실시 형태 4에 관한 CMOS 센서의 GBR의 3개 화소의 구성의 기타 예를 설명하는 도면이다. 본 예에서는, 마이크로렌즈(1203)가 부 주사 방향으로 긴 타원 형상으로 되어 있다. 또한, 마이크로렌즈(1203)의 형상에 따라서 컬러 필터(1202)도 부 주사 방향으로 길어져 있다. 도 21의 (c)에 나타낸 바와 같이, 본 예에서는, 가로 배선(1407)은 세로 배선(1406)보다 Z 방향에 있어서 마이크로렌즈(1203)에 H1만큼 가깝게 구성되어 있다. 또한, 부 주사 방향에 있어서, 가로 배선(1407)의 개구폭(W1)은, 포토다이오드(1204)의 폭(W2)보다 커지고 있다.

상기한 바와 같이, 부 주사 방향에 있어서, 배선(1207)(또는, 가로 배선(1407))의 개구폭(W1)은, 포토다이오드(1204)의 폭(W2)보다 커지고 있다. 그 때문에, 컬러 필터(1202)를 통과한 광이, 배선(1207)(또는, 가로 배선(1407))에 의해 차광되기 어려워져, 포토다이오드(1204)의 감도 저하가 억제된다. 또한, 제조시에 배선(1207)(또는, 가로 배선(1407))과 포토다이오드(1204)의 얼라인먼트의 어긋남이 발생한다고 해도, 각 센서의 감도 변동을 억제할 수 있다. W1과 W2의 관계는, 1.01×W2≤W1≤1.5×W2가 바람직하다. 1.01×W2>W1이면 제조시에 발생하는 얼라인먼트의 어긋남의 발생을 억제하는 효과가 작아진다. W1>1.5×W2이면 미광(迷光)이 포토다이오드(1204)에 입사되기 쉬워져, 판독 화질의 저하가 발생한다.

도 22를 사용하여 타원의 마이크로렌즈를 사용한 경우에 있어서의 실시 형태 4의 효과를 설명한다. 도 22에, 도 21에 나타낸 타원의 마이크로렌즈를 사용한 경우의 입사광(화살표)의 모식도를 나타낸다. 도 22의 (a)는 평면도이다. 도 22에서는 설명을 간단하게 하기 위해서, 컬러 필터(1202G)와 포토다이오드(1204G)가 X 방향으로 시프트되지 않은 예로 설명한다. 도 22의 (b)는 가로 배선(1507)의 개구(W1)는, W1>W2의 관계로 되어 있다. 도 22의 (c)는 가로 배선(1507)의 개구(W1)는, W1<W2의 관계로 되어 있다.

타원의 마이크로렌즈와 정원의 마이크로렌즈의 파워를 비교한 경우, 타원의 마이크로렌즈의 짧은 직경(주 주사 방향의 직경)과 정원의 마이크로렌즈 직경이 동일한 경우, 부 주사 방향에 있어서의 파워는, 타원의 마이크로렌즈쪽이 정원의 마이크로렌즈보다도 작아진다.

그 때문에, W1<W2인 경우, 정원의 마이크로렌즈에 비교하여, 타원의 마이크로렌즈(1203G)로부터 포토다이오드(1204G)에 입사되는 광이 가로 배선(1507)에 차단되어버리기 쉬워져, 결과로서 감도의 저하가 발생하기 쉽다. 따라서, 타원의 마이크로렌즈를 사용하는 경우에는 W1>W2로 함으로써, 가로 배선(1407)에 의해 입사광이 차광되는 것을 저감시켜, 감도 저하를 억제한다는 효과가 정원의 마이크로렌즈를 사용한 경우보다도 커진다. 또한, 타원의 마이크로렌즈를 사용한 경우에도, 정원의 마이크로렌즈를 사용한 경우와 마찬가지로, 제조시의 각 센서의 감도 변동을 억제할 수 있다.

실시 형태 5

도 23을 참조하면서 본 발명에 따른 실시 형태 5를 설명한다. 실시 형태 1에 있어서, CMOS 센서(107)는, 라인 1, 라인 2, 라인 3의 3개 수광 소자열을 갖고 있는 것에 비해, 실시 형태 5에 있어서는, 추가로 라인 4의 수광 소자열을 설치한 점이 실시 형태 1과 상이하다. 실시 형태 1과 상이한 점에 대하여 설명하고, 실시 형태 1과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 23은, 실시 형태 5에 관한 CMOS 센서(107)의 컬러 필터의 배열을 설명하는 도면이다. 라인 1, 라인 2, 라인 3은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 주 주사 방향으로 컬러 필터는 R→G→B→R→G→B→···의 주기적인 규칙을 가지고 배치되어 있다. 한편, 라인 4는 주 주사 방향으로 G의 컬러 필터(1202G)(제4 투과부)를 주기적인 규칙 없이 연속해서 배열되어 있다.

실시 형태 5에서는, 모노크롬 화상을 판독하는 경우에, 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행하는 제1 모드와, 라인 4를 사용하여 판독을 행하는 제2 모드를 전환하는 전환부를 구비하고 있다. 모노크롬 화상을 판독하는 경우에 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행하는 경우에는, 라인 1, 라인 2, 라인 3의 녹색 컬러 필터(컬러 필터(1202G))에 대응하는 포토다이오드(1204G)에 입사되는 광에 기초하여 판독이 행해진다.

컬러 필터(1202)가 R→G→B의 주기적인 규칙으로 배치된 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행하는 경우의 장점으로서, 만곡된 금속의 대상물(예를 들어 스프레이 캔)을 판독할 때의 부적절한 착색을 억제할 수 있다는 장점이 있다.

이 장점에 대하여 도 24를 사용하여 설명한다. 도 24는 만곡된 금속의 대상물을 판독하는 모습을 나타낸 단면도이다. 도 24는, 도 1의 반사 미러(105a) 등을 간략하여 광학계라 하고 있다.

금속의 광 반사율은 높기 때문에, 백색 LED(104a, 104b)로부터 조사된 광은 금속의 대상물의 표면에서 정반사되고, CMOS 센서(107)의 포토다이오드(1204)에서 얻어지는 휘도 정보는 매우 높아진다.

(I)의 위치는, 금속의 대상물이 평평한 위치이다. 그 때문에, 가령 정반사광이 CMOS 센서(107)에 입사된다고 해도, CMOS 센서(107)의 라인 1, 2, 3에 균일하게 반사광이 입사된다.

한편, (II)의 위치는, 금속의 대상물이 만곡되어 있는 위치이다. 판독 유닛의 광학계는, 평평한 대상물을 상정하여 설계되어 있기 때문에, 만곡된 대상물을 판독하는 경우, CMOS 센서(107)의 라인 1, 2, 3에 균일하게 반사광이 입사되지 않는 경우가 있다. 그 때문에 금속의 대상물을 판독한 경우에, 라인 1에만 정반사광이 입사되고, 그 이외의 라인에는 정반사광이 입사되지 않는 경우가 있을 수 있다.

예를 들어, 종전의 CMOS 센서(라인 1에는 R만의 컬러 필터, 라인 2는 G만의 컬러 필터, 라인 3은 B만의 컬러 필터)를 사용하여, 정반사광이 라인 1에만 입사되고, 라인 2, 라인 3에는 입사되지 않은 경우를 생각해본다. 이 경우, (II)의 영역은 G와 B에 대하여 R의 휘도가 높은 판독 화상이 된다. 결국은 적색으로 착색된 판독 화상이 되어 버려, 원고와 크게 상이한 색의 화상이 되어버린다.

한편, 컬러 필터(1202)가 R→G→B의 주기적인 규칙으로 배치된 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행하는 경우, 정반사광이 입사되는 라인 1에서 판독한 화상의 휘도 데이터는, 주 주사 방향으로 「R=255 → G=255 → B→255→ R=255 →···」가 된다(휘도 정보의 MAX는 255로 함). 이 경우에도 라인 2, 라인 3에 비교하여 라인 1에서 얻어지는 휘도 정보는 높아진다. 그러나, R→G→B의 미세한 주기적인 변화가 되기 때문에, 종전의 CMOS 센서를 사용한 경우와 같은 1색만의 착색 화상이 되는 것을 억제할 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 입사광이 기울어버린 경우, 인접하는 컬러 필터(1202B, 1202R)를 통과한 광이 포토다이오드(1204G)에 입사되어버리는 혼색이 발생한다. 컬러 화상을 판독하는 경우에는, 라인 1, 라인 2, 라인 3의 RGB에 대응하는 모든 포토다이오드(1204)로부터 얻어지는 정보에 기초하여 혼색의 보정 제어를 행할 수 있다. 그러나, 모노크롬 화상을 판독하는 경우에는, 판독 속도를 높이기 위하여 라인 1, 라인 2, 라인 3 중 G에 대응하는 포토다이오드(1204)에서밖에 정보를 취득하지 못한다. 그 때문에, 혼색의 보정 제어를 행할 수 없다. 따라서, 모노크롬 화상을 판독하는 경우, 화상 정보를 적절하게 취득하지 못하게 될 우려가 있다. 한편, 라인 4만을 사용하여 모노크롬 화상을 판독한 경우에는, 주 주사 방향으로 컬러 필터(1202G)가 배열되어 있기 때문에 혼색의 문제는 발생하지 않는다.

라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 모노크롬 화상을 판독하였을 때에 혼색의 영향이 크게 나올지 여부는, 제조시의 컬러 필터(1202), 포토다이오드(1204) 등의 위치 정밀도에 영향을 받는다. 따라서, 어느 제조 로트의 CMOS 센서에서는 혼색이 발생하기 쉽지만, 다른 제조 로트의 CMOS 센서(107)에서는 혼색이 발생하기 어려운 경우가 있다.

그래서, 모노크롬 화상을 판독하는 경우에, CPU(401)는, 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행할지(제1 모드에서의 판독), 또는, 라인 4를 사용하여 판독을 행할지(제2 모드에서의 판독)를 선택하여 제어 가능하도록 설치되어 있다. 예를 들어, CPU(401)의 제어 프로그램을 저장하는 불휘발성 메모리(402)에, 제1 모드에서의 판독을 행할지, 제2 모드에서의 판독을 행할지를 판단하기 위한 프로그램을 제품의 공장 출하 전에 저장해둔다. 이렇게 함으로써, CMOS 센서의 개체차에 따라서, 최적의 모노크롬 화상의 판독을 설정할 수 있다. 또한, 불휘발성 메모리(402)에, 제1 모드 및 제2 모드에서의 판독을 행하기 위한 프로그램을 둘다 저장해두어도 된다. 그리고, 불휘발성 메모리(402)에 어느 프로그램을 실행할 것인지 판별 플래그를 별도로 설치하는 방법이나, 기판에 설치된 기계적인 스위치에 의해 어느 프로그램을 실행할 것인지를 선택시키는 방법을 취하는 것도 가능하다.

또한, 공장 출하 전에 미리 제1 모드와 제2 모드를 설정해두는 예를 설명하였지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 유저 인터페이스인 조작부(403)를 조작함으로써 유저가 제1 모드에서의 판독과 제2 모드에서의 판독을 전환하도록 해도 된다.

또한, CMOS 센서의 개체차에 관계없이, 컬러 화상을 판독하는 경우에는, 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행하고, 모노크롬 화상을 판독하는 경우에는, 라인 4를 사용하여 판독을 행하도록 설정해도 된다.

또한, 컬러 화상을 판독할 때의 혼색 보정의 제어가 충분하다면, 반드시 컬러 필터(1202)의 중심과 포토다이오드(1204)의 중심을 어긋하게 하지는 않아도 된다. 즉, 컬러 화상을 판독하는 경우에는, 만곡된 금속의 대상물의 판독을 고려하여 라인 1, 라인 2, 라인 3을 사용하여 판독을 행한다. 그리고, 모노크롬 화상을 판독하는 경우에는, 혼색 보정을 할 수 없기 때문에 라인 4를 사용하여 판독을 행한다.

또한 상기 설명에서는, 라인 4의 컬러 필터(1202)는, 라인 1, 라인 2, 라인 3에 설치된 컬러 필터(1202G)와 동일한 것(라인 4의 컬러 필터(1202)가 투과하는 광의 파장과, 라인 1, 2, 3의 컬러 필터(1202G)가 투과하는 광의 파장이 동일함)으로 설명하였지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 모노크롬 화상을 판독하는 경우에는 색감이 영향을 미치지 않는다. 그 때문에, 포토다이오드(1204)에 입사되는 광의 강도를 강하게 하기 위해서, 컬러 필터(1202)를 라인 1 등에 설치되는 컬러 필터(1202G)보다도 연한 색의 녹색으로 하거나, 투명한 컬러 필터를 사용하도록 하거나 해도 된다.

(기타)

상술한 실시 형태에서는, 3색의 컬러 필터를 사용한 예로 설명하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 2색의 컬러 필터를 사용하는 구성이어도 된다. 또한, 3색 모든 컬러 필터의 중심을 포토다이오드의 중심으로부터 어긋나게 한 구성으로 하고 있지만, 3색의 컬러 필터 중 혼색의 문제가 발생하기 쉬운 2색만 어긋나게 해도 된다. 또한, 혼색이 발생하기 쉬운 수광 소자열의 단부 영역만 컬러 필터의 중심을 포토다이오드의 중심으로부터 어긋하게 하고, 수광 소자열의 중앙 영역이나 중간 영역(중앙 영역과 단부 영역 사이의 영역)은 어긋하지 않게 해도 된다.

라인 센서로서, CMOS 센서의 예로 설명하였지만, CCD(charge coupled device) 센서 등 다른 형식의 센서여도 된다. 본 실시 형태에 따른 라인 센서가 적용되는 화상 형성 장치로서, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치의 예를 나타냈지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 잉크를 토출하여 용지에 화상을 형성하는 잉크젯 방식의 프린터 등에 본 실시 형태에 따른 라인 센서를 적용해도 된다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 제한되는 것이 아니고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위해 이하의 청구항을 첨부한다.

본원은, 2014년 12월 25일에 제출된 국제 출원 국제 출원 번호 PCT/JP2014/084433을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 모두를 여기에 원용한다.

100 원고 판독 장치
104 LED
1202 컬러 필터
1203 마이크로렌즈
1204 포토다이오드
1205 게이트 전극
1207 배선
1406 세로 배선
1407 가로 배선

Claims

라인 센서로서,
제1 방향으로 배치된 복수의 수광 소자를 각각 포함하는 수광 소자열들로서, 제1 수광 소자열, 제2 수광 소자열, 및 제3 수광 소자열이 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 미리 정해진 간격으로 배치된, 수광 소자열들,
상기 복수의 수광 소자에 대응하여 배치된 복수의 투과부로서, 상기 복수의 투과부는, 제1 파장의 광을 투과하는 제1 투과부, 상기 제1 파장과는 다른 제2 파장의 광을 투과하는 제2 투과부, 및 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장과는 다른 제3 파장의 광을 투과하는 제3 투과부를 포함하는, 복수의 투과부,
상기 투과부들에 대하여 상기 수광 소자들과는 반대측에 배치되고, 상기 복수의 수광 소자에 대응하여 배치된 복수의 집광부, 및
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 모두와 직교하는 제3 방향으로 상기 투과부와 상기 수광 소자 사이에 배치된 배선부를 포함하고,
상기 제1 방향으로 배치된 상기 복수의 수광 소자는, 상기 제1 투과부에 대응하는 수광 소자, 상기 제1 투과부 중 대응하는 하나의 제1 투과부에 인접하도록 상기 수광 소자열들 중 대응하는 하나의 수광 소자열의 중심을 향하여 각각 배치된 상기 제2 투과부에 대응하는 수광 소자, 및 상기 제2 투과부 중 대응하는 하나의 제2 투과부에 인접하도록 상기 수광 소자열들 중 대응하는 하나의 수광 소자열의 중심을 향하여 각각 배치된 상기 제3 투과부에 대응하는 수광 소자를 포함하고,
상기 제1 수광 소자열에 있어서, 상기 제1 방향으로 제1 위치에 배치된 제1 수광 소자의 중심은, 상기 제1 수광 소자에 대응하는 투과부의 중심에 대하여 상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 수광 소자열의 중앙 방향의 반대 방향으로 어긋나 있고,
상기 제1 수광 소자에 인접하는 제2 수광 소자의 중심은, 상기 제2 수광 소자에 대응하는 투과부의 중심에 대하여 상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 수광 소자열의 상기 중앙 방향의 상기 반대 방향으로 어긋나 있고,
상기 제1 수광 소자열의 중앙과 상기 제1 위치 간의 거리는, 상기 제1 수광 소자열의 중앙과 상기 제2 수광 소자가 배치된 제2 위치 간의 거리보다 길고,
상기 제1 수광 소자의 중심과 상기 제1 수광 소자에 대응하는 투과부의 중심 간의 어긋남양은, 상기 제2 수광 소자의 중심과 상기 제2 수광 소자에 대응하는 투과부의 중심 간의 어긋남양보다 크고,
상기 제1 수광 소자의 중심은, 상기 제1 수광 소자에 대응하는 집광부의 중심에 대하여 상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 수광 소자열의 중앙 방향의 반대 방향으로 어긋나 있고,
상기 제2 수광 소자의 중심은, 상기 제2 수광 소자에 대응하는 집광부의 중심에 대하여 상기 제1 방향에 있어서 상기 제1 수광 소자열의 중앙 방향의 반대 방향으로 어긋나 있고,
상기 제1 수광 소자의 중심과 상기 제1 수광 소자에 대응하는 집광부의 중심 간의 어긋남양은, 상기 제2 수광 소자의 중심과 상기 제2 수광 소자에 대응하는 집광부의 중심 간의 어긋남양보다 크고,
상기 제1 수광 소자열의 중앙과 상기 중앙측의 반대측에 위치하는 상기 제1 수광 소자의 단부 간의 거리는, 상기 제1 수광 소자열의 중앙과 상기 제1 방향으로 상기 중앙측의 반대측에 위치하는 상기 제1 수광 소자에 대응하는 투과부의 단부 간의 거리보다 길고,
상기 제1 수광 소자열의 중앙과 상기 중앙측의 반대측에 위치하는 상기 제2 수광 소자의 단부 간의 거리는, 상기 제1 수광 소자열의 중앙과 상기 제1 방향으로 상기 중앙측의 반대측에 위치하는 상기 제2 수광 소자에 대응하는 투과부의 단부 간의 거리보다 길고,
상기 배선부는, 상기 제1 방향으로 연장되는 가로 배선 및 상기 제2 방향으로 연장되는 세로 배선을 포함하고,
상기 제1 수광 소자열에 대하여 상기 제1 방향으로 제3 위치에 배치된 수광 소자에 대응하는 투과부, 상기 제2 수광 소자열에 대하여 상기 제3 위치에 배치된 수광 소자에 대응하는 투과부, 및 상기 제3 수광 소자열에 대하여 상기 제3 위치에 배치된 수광 소자에 대응하는 투과부는, 각각 서로 다른 광을 투과하는 투과부인 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 제1 투과부, 상기 제2 투과부, 상기 제3 투과부는, 각각 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터인 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 제1 투과부, 상기 제2 투과부, 상기 제3 투과부는, 상기 제1 방향으로 주기적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 제1 방향으로 상기 제1 수광 소자에 대응하는 집광부의 중심 위치는, 상기 제1 방향으로 상기 제1 수광 소자에 대응하는 투과부의 중심 위치와 동일하고, 상기 제1 방향으로 상기 제2 수광 소자에 대응하는 집광부의 중심 위치는, 상기 제1 방향으로 상기 제2 수광 소자에 대응하는 투과부의 중심 위치와 동일한 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 라인 센서는 CMOS 센서인 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 복수의 수광 소자에 대응하는 게이트 전극을 포함하고,
상기 게이트 전극과 상기 수광 소자들은 상기 제2 방향으로 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 복수의 집광부는, 상기 제1 방향으로 인접하는 집광부와 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 집광부는 타원 형상의 마이크로렌즈이며, 상기 제2 방향으로의 각 집광부의 곡률 반경은 상기 제1 방향으로의 각 집광부의 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
각각의 상기 제1 투과부의 상기 제2 방향으로의 폭은, 각각의 상기 제1 투과부의 상기 제1 방향으로의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 제1 투과부, 상기 제2 투과부 및 상기 제3 투과부는, 상기 제2 방향으로 나란히 배치된 수광 소자열들 사이의 영역을 덮도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
각 배선부에는, 상기 제1 수광 소자에 대응하는 투과부를 투과하는 광이 상기 제1 수광 소자에 입사할 수 있도록 하는 개구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 제3 방향에 있어서, 상기 가로 배선은, 상기 세로 배선보다도 상기 제1 투과부에 가까운 측에 배치되는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제11항에 있어서,
상기 제2 방향에 있어서의 상기 개구의 폭을 W1, 상기 제2 방향에 있어서의 상기 제1 수광 소자의 폭을 W2라고 했을 때, W1>W2인 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제11항에 있어서,
상기 제1 방향에 있어서의 상기 개구의 폭을 W3, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 제1 수광 소자의 폭을 W4라고 했을 때, W3<W4인 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제1항에 있어서,
상기 제1 방향으로 복수의 수광 소자를 구비하는 제4 수광 소자열을 더 포함하고,
상기 제4 수광 소자열은, 상기 복수의 수광 소자에 대응하여 배치되고 미리 정해진 파장의 광을 투과하는 제4 투과부를 구비하고,
상기 제4 투과부는 상기 제1 방향으로 연속해서 배치되는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
제15항에 있어서,
상기 제4 투과부는, 상기 제2 투과부와 같은 파장의 광을 투과하는 것을 특징으로 하는, 라인 센서.
대상물의 화상을 판독하는 화상 판독 장치이며,
제15항에 기재된 라인 센서와,
모노크롬 화상의 판독을 행하는 경우에, 상기 제1 수광 소자열, 상기 제2 수광 소자열, 상기 제3 수광 소자열을 사용하여 화상을 판독하는 제1 모드에서의 판독, 또는 상기 제4 수광 소자열을 사용하여 화상을 판독하는 제2 모드에서의 판독을 실행하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 화상 판독 장치.
제17항에 있어서,
유저가 조작을 행하는 조작부를 구비하고, 상기 조작부에 의해 상기 제1 모드에서의 판독을 실행할 것인지, 상기 제2 모드에서의 판독을 실행할 것인지를 전환하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는, 화상 판독 장치.
제17항에 있어서,
상기 제어부는, 컬러 화상을 판독하는 경우에는 상기 제1 모드에서 판독을 행하고, 상기 모노크롬 화상을 판독하는 경우에는 상기 제2 모드에서 판독을 행하는 것을 특징으로 하는, 화상 판독 장치.
대상물의 화상을 판독하는 화상 판독 장치이며,
상기 대상물에 광을 조사하는 발광부와,
제1항에 기재된 라인 센서와,
시트로부터 반사된 광을 상기 라인 센서로 유도하는 축소 광학계
를 구비하는 것을 특징으로 하는, 화상 판독 장치.
제19항에 기재된 화상 판독 장치와,
상기 화상 판독 장치에 의해 판독된 화상을 형성하는 화상 형성부
를 구비하는 것을 특징으로 하는, 화상 형성 장치.
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