TW536906B - Image scanner photosensor assembly with improved spectral accuracy and increased bit-depth - Google Patents

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536906 五、發明説明C ) 【發明領域】 本發明通常有關用於影像掃 豕神撝裔、複印機及傳真機之 先感測器陣列，特別有關一種罝 *、，σ /、有一改良光譜精確度的光 感測裔總成。 【習知技藝說明】 、影像掃描器，亦已知像文件掃描器―樣，將—在—文 件或照片上、或於-透明媒介中的—影像的可見影像轉變 成一適於被一電腦複印、儲左十老 ^ 1储存或處理的電子型式。一影像 掃七田裔可疋》開裝置，或者一影像婦描器可是一複印機 光 所 置 的一部份、一傳真機的部分、或一多用途裝置的部分。反 射影像掃描器典型地具有一控制的光源，並且光被反射離 開-文件表面，經由一光學裳置系統，並至光感測裝置的 一陣列上。透明影像掃描器使光穿過_透明影像，例如一 攝影用的正像幻燈片，經由一光學裝置系統，然後並至 感測裝置的-陣列上。該光學裝置系統使至少一條線， 謂的一掃描線，聚焦在該被掃描的影像上，至光感測裝— 的陣列上，钂光感測裝置將接收光強度轉變成一電子信 唬 類比至數位轉換器將該電子信號轉變成電腦可讀二 進位數字，用每一二進位數字表示一強度值。 一般說來’有一進行的要求用以增加解析度和速度、 增進色彩品質和影像品質及降低成本，要求通常直接衝突 且需要權衡。以下背景呈現一些影響色彩、解析度、速度、 影像品質及成本的因素。 之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -線丨 首先，考慮心理物理學色彩匹配（即，顯現同於人眼 本紙張尺度翻中關轉準（CNS) A4祕（210X297公釐） -4- 536906 五、發明説明（2 ) )田艮3有一種不同色彩感受體（圓錐體）其對於寬闊 的重疊光譜帶係感光的，特殊感光度因人而異，但對於每 -感受體之平均響應已被量化且係已知如同” cie標準觀 察者”。 一 3L地，對於一像素，例如紅、綠及藍，給與一組用 以光感測H響應之數字值，該數字在數學上被看作一向 量，該向量乘以-色彩轉換矩陣以產生一不同組數字。一 般況來，該色彩轉換矩陣中的係數對於在光感測器響應及 該CIEi^準觀察者響應間的差異給與補償，並且該矩陣中 的係數可包含對於發光源光譜的補償。 同分異構物外表上係完全相同，但刺激物光譜上卻不 同。即，縱使該等色彩光譜非完全相同，亦有可能提供心 理物理學色彩匹配。測量該實際光譜，作為反對只是心理 物理學色彩匹配，提供額外資料用以於具有不同範圍之系 統間更精確的色彩匹配，例如顯示器與印表機間的色彩匹 配。 精確光譜重現需要一光源其具有足夠的強度橫越人眼 的光瑨帶寬、以及具有一適當感光度橫越人眼的光譜帶寬 的光感測器，和一具有適當強度橫越人眼的光譜範圍的顯 不或列印系統。典型地，光源、光感測器陣列、顯示器及 印表機全部具有受限的色彩譜表，且更特別的是全部具有 窄於人眼寬帶光譜範圍的光譜範圍。一用於光源的解決辦 法係提供複數個光源，每一個具有一不同光譜範圍（例如見 美國專利案號5,753,906)。一用於數位相機之二維光感測器 本紙張尺度適用中國國家標準（⑽）A4規格（21〇χ297公釐）

.、tr— 零線| (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -5- 536906 A7 __________B7__ 五、發明説明6 ^ ~ ~"— 陣列的相似解決辦法係提供額外具有不同感光度範圍之光 感測器。例#，若董十於綠光感光的該等光感測器具有一不 適當光譜感光度範圍，於是可利用複數個不同綠感光光感 測器，每個具有一不同光譜範圍（例如見美國專利案號 5，m，554)。典型地’可是一額外光譜範圍增加成本⑽： 的光感測器），#降低對於其他色彩之一的解析度（例如， 綠光感測器實際上可被設於紅或藍光感測器通常將被實際 上所設置之處）。 光感測器陣列典型地具有數千個單獨的感光元件，每 個與該掃描器光學裝置系統連接的感光元件從將被掃描之 影像上定義一圖像成分（像素）之文件上的有效區域測量光 強度。光學取樣率通常被表示成依照將被掃描之文件（或物 體，或透明物）上所測量的每英吋（或亳米）之像素，依照將 被掃描文件上所測量的光學取樣率亦被稱為輸入取樣率。 原有的輸入取樣率係決定於該光學裝置及該等個別的 感測器之間距。藉由完全地降低選擇的像素、或藉由利用 數位重複取樣技巧，一掃描器操作者可選擇一少於該原有 的輸入取樣率之取樣率，或者，一掃描器操作者可選擇一 大於該原有的輸入取樣率之取樣率，於此中間值藉由插補 被估异出。典型地，所有電荷或電壓從該光感測器陣列被 讀出’然後被數位化，然後在該所產生之數位像素資料上 執行再取樣或插補。 位元深度係每像素所捕捉之位元數。一像素被指定於 一三維色彩空間每一維中具有一固定數量位元。例如，一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

--------------------噥…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _訂| -6- 536906 像素可被肢於紅、綠、藍（RGB)色彩空間，具8位元紅色 資訊、8位元綠色資訊、及8位元藍色資訊，用於每個像辛 之-24位元的總位元深度。或者，—像素可被指定於—圓 柱形色彩空間其中該等維是發光性、色度及飽和度。或者， 可用-三維⑽色彩空間，轉換矩陣㈣至色料間之間 轉換。 縱使-感測器係接收無光’一些熱雜訊(稱為暗雜訊) 可能發生。熱雜訊（暗雜訊）係與時間成比例，於曝光期間， 主要雜訊源(稱為散粒雜訊)係有關光子至電子的轉換，並 且該雜訊隨該信號之平方根而増加。小感測器傾向具有一 低於大感測器之信號雜訊比，特別是對於低反射係、數或低 傳達區域之文件。較小之感測器面積能提供較高之輸入 樣率，但可能降低影像品㈣其他量測，特別是依信號 雜訊所測量之色彩品質。 掃描速度受複數個因素所影響：曝光時間、乘以被移 位像素之數量的暫存器之移位時間、輸出放大器速度及 比數位轉換時間。典型地，對於低原有的輪人取樣率， 要限制者為曝光時間，即產生—信號其能提供—可接受， ^喊雜訊比所需之時間。然而，若被移位及轉換之像素數 里變得非常大時’則移位_@_轉換該個別的像素信號所需之 時間可能成為限制因素。 具有緩慢變化色彩，特別是暗色，之影像區域需要高 位兀深度和高信冑對雜訊以精確地重現原⑯之柔和色調及 本質。對於緩慢變化色彩之區域，因於該影像中沒有任何 取 對 類 主 的

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •甘· _囉， 536906 A7 B7 五、發明説明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 雨頻資訊所以不需要高輸入取樣率。一快速改變色彩之影 像區域，例如一森林景象、或一多色結構之特寫照片，需 要一南輸入取樣率以捕捉高頻率資訊，但不需高位元深度 和高信號對雜訊。即，對於高頻率資訊，每一個別像素之 色彩精確度係較不重要的。高輸入取樣率需要小感測器區 域’其依次具有相對低信號雜訊比、相對低位元深度及相 對低掃描速度。大感測器提供高信號雜訊比、高位元深度 及同速度’但不能提供南輸入取樣率。 對於一掃描器，以增加最小成本要求提供精確光譜重 現、岗位元深度、兩速度、高信號對雜訊以及高原有的輸 入取樣率。 .訂| 【發明概要】 •管， 依照本發明之光感測器總成中，對於每一色彩，有複 數個光感測器線陣列。對於每一色彩，由每一線陣列所接 收之光譜帶寬係不同的，額外的光譜響應增進光譜量測精 確度，並且增加位元深度，以少的或不增加成本並且以少 的或無負面影響在原有的輸入取樣率或信號對雜訊上。 提供兩個實施例，一例中，一交錯陣列的一列接收具 有一第一光譜帶寬的光，且該交錯陣列的一第二列接收具 有一不同光譜響應的光，給與複數個交錯線陣列，額外的 光譜帶寬提供增加的光譜精確度在微不足道增加的成本下 以少的或無任何影響在信號對雜訊或原有的輸入取樣率。 一第二實施例中，具不同大小之光感測器接收具有不 同光譜帶寬之光，對於該第二實施例，具有相對小感測器 -8- 536906

五、發明説明f ) 區域之線陣列可被用以高原有的輸入取樣率，並且具有相 對大感測器區域之線陣列可被用以高信號對雜訊及高速 度，並且所有大小之光感測器可用於改良的光譜精確度及 增加的位元寬度之結合。結合複數個感測器大小及複數個 光缙響應再一總成上使得對於一操作者一大量自由度能夠 選擇精確光譜篁測、高位元深度、高速度、高信號對雜訊 及咼原有的輸入取樣率之組合，以增加最少的成本，全部 具有較少的權衡。給與複數列不同大小之光感測器，額外 的光谱帶寬提供增加的光譜精確度在微不足道增加的成本 下以少的或無任何影響在信號對雜訊或原有的輸入取樣 率0 【圖示之簡單說明】 第1圖係一依照本發明一種光感測器總成第一實施例 之方塊圖， 第2圖係一依照本發明一種光感測器總成第二實施例 之方塊圖； 第3圖係一顯示對於如第2圖之一實施例的附加結構細 部之方塊圖；及 第4圖係一對於一結合來自第1，2及3圖之特徵的實施 例之方塊圖。 【較佳實施例之詳細說明】 第1圖說明光感測器之交錯列組（第1圖例子中的三 對）°第1圖例子中，每一列中之該等光感測器之間距係同 於該光感測器寬度，並且一列係以二分之一該等光感測 本紙張尺度適用中國國家標準（_) A4規格（210X297公釐） ........—.......—、可—--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 536906 A7 •______ B7____ 五、發明説明（？) 的間距、或以二分之一該等光感測器的寬度偏移。為了方 便說明，第1圖中已省略除了該等光感測器的結構細部。幾 何排列之交錯列的光感測器，如第丨圖所描述，係已知用於 影像掃描器，該等光感測器可如所說明重疊、或可為一無 任何重疊之格子結構（例如見美國專利案號4,432,〇17及 4,994,907)。傳統上，由於光束分離及濾光，所有光感測器， 於一組交錯列光感測器中，接收具有相同光譜帶寬的光。 例如，傳統上，列100及102的組中的所有該等光感測器將 接收具有相同光譜帶寬的光。相反地，根據本發明，於一 組父錯列的光感測器中，一列中的所有該等光感測器接收 一光譜帶寬，並且一第二列中的該等光感測器接收一不同 的光譜帶寬。例如，第1圖中，列1〇〇接收具有一第一帶寬 的紅光（指定為R1)，且列102接收具有一第二帶寬的紅光 (指定為R2)。同樣地，列1〇4及ι〇6接收兩個不同帶寬的綠 光（G1及G2)，並且列1〇8及110接收兩個不同帶寬的藍光 (B1及B2)。具有如所說明之濾光器，該總成測量六個光譜 帶代替三個，不改變該取樣率或傳統結構。光譜帶可重疊 (例如，用以列100及1〇2的兩個紅光帶可重疊），兩個重疊 帶的總帶寬最好大於兩者中任一單獨帶。然而，縱使該總 帶寬不被增加，測量兩個分開帶寬比起測量一個帶寬提供 一較精確之光譜量測。 第1圖的總成產生兩個影像，一影像具有一第一組三刺 激值（R1，G1，B1)，且該第二影像具有一第二組三刺激值 (R2，G2，B2)。該兩個影像具有相同之原有的輸入取樣率， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— .啜， -10- 536906 五、發明説明f 且該兩個影像係於一維以二分之一傻去 像素偏移，由於每個影 像需要一不同的轉換矩陣，兩者中旦 衫像冑b被單獨利 用。或者’該兩個影像能被結合以提供—結合影像其具有 該兩個組成影像任-個之輸人取樣率的兩倍以及每像^ 次光譜量測’提供每像素六次光譜量測增加位元深度。例 ^，若16位元係用於每個光譜帶寬，於是該結合影像中的 每一像素具有64位元的色彩資訊，加倍相對於習知交錯像 素總成之位元深度。纟注意到的是，㈣的位元提供可被 用以增進光譜精確度之額外光譜資訊。 該兩個影像能被簡單地交錯，或者，對於取樣率除了 該原有的輸入取樣率，結合用以光學色差之補償，並且或 許可利用用以使用者指定過濾之計算，較普遍之重複取樣 技術。對於一般重複取樣的例子，見Michael

Feuer’ ’’Restoration of a Single Superresolution Image from

Several Blurred, Noisy, and Under sampled Measured Images” IEEE 會刊於影像處理，v〇l. 6，ηο·12，pp 1646-1658,12 月，1997。 的 注思的疋該增加的光譜精確度及位元深度可被提供至 微不足道增加的成本，特別是，若利用色彩濾光器時，被 過濾的區域不改變（無結構改變），並且對該光感測器總成 只改變的是該等濾光器的光譜帶寬。對於一掃描器系統其 中利用該光感測器總成，對於兩個不同組的三刺激值，兩 個分開的3x3色彩轉換矩陣係必要，並且當使用所有六個光 譜帶寬時需要一 6x3色彩轉換矩陣。於是該6x3轉換矩陣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -11- 5369〇6 A7 〜^〜----- Β7 五、發明説明f ) ^ " '~—'— 輪出係在一標準格式以至於該6χ3矩陣下游無任何必須被 改變，僅有的差別係為該6 X 3矩陣之輸出的光譜精確度相對 於一 3x3矩陣之輸出是增加的。對於以上所給與之數量的例 子，可為16位元用於每一光譜帶寬，以至於該矩陣輸出 為六個16位元數，且該輸出為三個16為元數，具增進的光 譜精確度。 第2圖說明另一實施例。如該背景部分所討論，可在輸 出取樣率、掃描速度及信號對雜訊之中權衡。第2圖中之該 例子結構在一總成中提供複數個不同大小的光感測器及複 數個不同原有的輸入取樣率，第2圖之例子結構，但是非該 複數光譜帶寬特徵，係通常指定於2〇〇〇年1〇月31日美國申 請案號09/703,960的主題。第3圖提供一用於一如第2圖所 說明之結構的例子附加詳述。第2及3圖之例子結構使一掃 描器能夠提供具有相對高信號對雜訊，但在一相對低原有 輸入取樣率之影像、或具有一相對高原有輸入取樣率但具 有降低的信號對雜訊之影像。本發明中特別關注係提供增 加的光譜精確度和在一總成中結合複數個不同大小之光感 測器及複數個不同原有輸入取樣率之好冑的增加位元深度 之額外好處。特別是，如第2及3圖所述之給與的複數感測 裔陣列’在一微不足道增加成本下能夠提供增加的光譜精 確度及增加的位元深度。當結合第丨圖所討論的時，若濾光 的係用於第2圖所說明的總成時，唯一需要改變的是該濾光 器的光譜響應、以及用於該光感測器總成之婦描器中的不 同轉換矩陣。 ϊί張尺度適财關家视格⑵GX297公董) --~~~一 -12-

---------------------囔-i- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一叮丨 -¾. 五、發明説明严 ) 第2圖的例子中，有六個光感測器線陣列，用每一個線 陣列感測一不同的光譜帶寬。光感測器線陣列2〇〇及2〇6感 測紅光的兩個不同之光譜帶寬（指定為R1及R2)，光感測器 線陣列202及208感測綠光的兩個不同之光譜帶寬（指定為 G1及G2)，光感測器線陣列2〇4及210感測藍光的兩個不同 之光譜帶寬（指定為B1及B2)。 第2圖的實施例中，線陣列2〇〇，2〇2及2〇4中的光感測 器具有相對小的面積，線陣列206, 208及2 10中的光感測器 具有相對大的面積。具有相對小感測器面積的該等線陣列 可被用於高原有輸入取樣率，並且具有相對大感測器面積 的該等線陣列可被用於高信號對雜訊及速度。或者，如以 下更詳細之說明，所有線陣列之感測器可被用以增加光譜 精確度及增加位元深度。與該等小感測器相比，該等大感 測器區域提供相對較佳的信號對雜訊但在一相對較低原有 輸入取樣率。相反地，該等較小感測器區域提供一相對高 原有輸入取樣率，但具有降低的信號對雜訊。 為了增加的光譜精確度及增加的位元深度，所有該筹 線陣列之光感測器被利用（於一次掃描期間或於兩分隔鸯 作期間於對於第2圖所說明的例子，獲料個影像: -具有-第-原有輸人取樣率和一第—色彩範圍❸第—影 :二一具有-第二原有輸入取樣率和-第二色彩範圍: 第二影像。該兩個影像資料能以好幾種方式結合。首先 該兩個影像資料能被結合以形成—在該高原有輸人3率 下的影像。例如，每-來自—大光感測器的資料取樣能 536906 A7 --__B7 五、發明説^一) " 複衣以提供像素其係與由該等小光感測器所決定的相同大 小。例如，若每一大光感測器之面積為每一小光感測器之 面積的四倍時，每一來自一 A光感測器的像素能被複製以 形成四個元全相同的小像素。或者，該兩個影像能被結合 以形成一在該低原有輸入取樣率下的影像。例如，該四個 J像素的貧料能被平均以形成一大像素。雙線性插補可被 用在二者影像，或在一結合影像，上以提供取樣率除了該 兩個原有輸入取樣率之一。最後，當結合第丨圖所討論的時 一般反覆取樣技巧可被利用。 對於任一用於結合該等影像之技巧，每一產生之像素 包含六個不同色彩量測、增加的光譜精確度及位元寬度。 結果，如第2圖所說明的一光感測器總成使一操作器能夠選 擇精確的光譜量測、高位元深度、高速度、高信號對雜訊 及高原有輸入取樣率以增加最少成本的組合。 第1及2圖之每一個中，光感測器線陣列之數量、色彩 的選擇及該等色彩之安排僅用以說明。例如，根據本發明 之一光感測斋總成可感測複數帶的黃、洋紅及青綠色光。 或者，至少一光感測器線陣列可感測白光，或者，至少一 光感測線陣列可被指定來感測發光源的光譜。至每一線 陣列中些光感測器的光可被阻擔用以暗電流之校準，或 是每一、線陣列中的一些光感測器可接收為了校準目的被不 同地濾光的光，有可能少於六個光感測器線陣列，或有可 能多於六個線陣列。例如，該等線陣列可能彎曲以補償一 光學系統内的失真。注意的是，滤光器傳達性或光束分割 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇X2974^) ——……--------鬢…： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •、一吁丨 -14- 536906 A7 B7 五、發明説明（l2 效率可能因色彩而異。因此，對於每一光感測器線陣列， 曝光時間可能不同以使每一感測器能夠產生充分的電子來 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 提供一指定的信號水準在被掃描的文件上以一指定最大發 光強度下。 •訂| 一如第2圖所說明的光感測器總成能藉由在一半導體 晶粒上簡單地製造兩個分開的總成（一個用以小的感測器 且一個用以大的感測器）所組合成。然而，一積體電路之顯 著成本係在一晶圓上之晶粒面積。如以下所討論，一些結 構可被均分以減少面積，並且因此降低成本。對於利用電 荷耦合元件（Charge-Coupled Device; CCD)技術之光感測 器陣列，常見的是轉移電荷至一電荷移位暫存器並且連續 地移位該等電荷至一些感測節點用以類比至數位變換。對 於CCD陣列，該等電荷移位暫存器及關聯的放大器為相對 大結構。於是，若電荷移位暫存器及關聯的放大器能夠被 分配’則以增加非常少成本能夠增加額外的光感測器陣列。 第3圖說明一例額外結構，具有分配的電荷移位暫存器 及關聯的放大器，用於一如第2圖中的實施例。第3圖中， 參考標號200-210對應於第2圖中相同標號光感測器線陣 列。第3圖中，有三個電荷移位暫存器（3〇4，314及324)， 暫存器304將電荷移位至放大器3〇6，暫存器3 14將電荷移位 至放大器316,並且暫存器324將電荷移位至放大器326。轉 換閘極（302，308，312，318，322及328)將電荷從該等光 感測器區域轉換至該等電荷移位暫存器，例如，轉換閘極 302將電荷從光感測器2〇6轉換至電荷移位暫存器3〇4。控制

-15- 536906 A7 Γ_______Β7__ 五、發明説明（I3 ) 線332-342控制該等轉換閘極，注意的是若對於每個光感測 器陣列需要獨立的曝光時間時，獨立的控制線可能是較佳 的。 第3圖所說明的實施例例子中，每一大面積光感測器之 線陣列分配一電荷移位暫存器及一放大器具有一用於相同 一般色彩之效面積光感測器之線陣列。例如，電荷移位暫 存器304係被該等大的紅光感測器2〇6和該等小的紅光感測 器所分配。給與額外的線陣列，能夠增加光譜精確度並且 藉由利用複數個光譜帶寬能夠增加位元深度，如以上所討 論。當電荷移位暫存器被分配，且當所有光感測器被用時， 該等分配一電荷移位暫存器之光感測器陣列可能連續地使 用該分配的暫存器。例如，第3圖中，首先線陣列41〇可用 暫存器406,並且然後線陣列4〇2可用暫存器4〇6。或者，電 荷可被插入，任一方式，對於每一曝光，每個移位暫存器 站接收來自兩個不同的線陣列之電荷。 於第3圖說明的例子實施例中注意的是，每個電荷移位 暫存器中站的數量係至少如同一小的光感測器線陣列中光 感測器區域的數量之多。例如，移位暫存器3〇4中站的數量 係至少如同線陣列200中光感測器的數量之多。第3圖中， 每個小光感測器區域將電荷轉換成一個電荷移位暫存器 站，並且每個大光感測器區域將電荷轉換成兩個電荷移位 暫存器站。當用該等大光感測器區域掃描時，轉變前增加 來自電荷移位暫存器對之電荷。有許多適當的變化，且特 另J疋該荨電荷移位暫存中站的數量可大於關聯的光感 本紙張尺度賴巾關_帛（CNS) A4胁⑵⑽7公爱)"- - -16-

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測器數量，並且移位暫存器站可被交錯。 .................:續…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、一叮| 用強光或長曝光，光感測器電荷井可能飽和，並且超 過的電荷可能溢出至相鄰的光感測器電荷井，導致開花 (blooming)(產生該數位化影像中的明亮區域係大於實際的 明亮區域）。CCD陣列中，常見的是提供過剩的汲極（亦稱 為反開花沒極）用以抽掉任何超過的電荷以防止開花。過剩 的汲極之屏障高度可由一外部電壓所控制以提供可變的 整合次數。過剩的汲極可被製造在該等電荷井之下（稱為一 垂直過剩汲極）或相鄰於光偵測器（稱為一侧邊過剩沒 極）’侧邊過剩 >及極佔用該半導體基底上晶粒區域。第3圖 中，區域300，310，320及330表示側邊過剩汲極。注意的 是，光感測器線陣列200及208分享過剩汲極3 10，且線陣列 202及210分享過剩汲極320。 可希望的是具有形成如第1圖中的交錯陣列之該等較 高取樣率的光感測器、以及形成如第2圖中的線性陣列之該 等較低取樣率的光感測器。第4圖提供一例實施例，具有如 第1圖所述之交錯光感測器陣列、複數的大小如第2圖所述 之光感測器陣列、複數個如第1及2圖所述之光譜帶寬、以 及如第3圖所述之分配結構。第4圖中，有三組交錯光感測 器線陣列（410，414)，（430，434)及（450，454)，也有三 個大光感測器線陣列（402，422，442)。元件406，418，426， 43 8，446及458係電荷移位暫存器，元件400，412，420， 432，44〇及45：2係側邊過剩汲極，元件404，408，416，424， 428，436，444，448及456係電荷轉換暫存器。每一大光感 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -17- 536906 A7 ____B7 五、發明説明（I5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 測器線陣列將電荷轉換至一單一電荷移位暫存器（線陣列 402至暫存器406，線陣列422至暫存器426，及線陣列442 至暫存器446)，其被分配有一交錯光感測器線陣列。每組 交錯線陣列將電荷轉換至兩個電荷移位暫存器，其中之一 被为配有一大光感測器線陣列。例如，交錯線陣列41 〇及414 將電荷轉換至移位暫存器406及41 8,而且暫存器4〇6被分配 有大的線陣列402。當利用該等大光感測器時，電荷轉換暫 存器（460，464，及468)將電荷轉移至其個別的放大器 (462, 466, 470)。當利用該等小的交錯光感測器時，該等 電荷轉換暫存器將電荷多路傳輸至該等放大器。 用如交錯陣列所形成的小光感測器，及如同線性陣列 所形成的大光感測器’在一組交錯線陣列中的兩個線陣列 可能接收相同的光譜帶寬。或者，它們可能接收分開的光 瑨帶寬以提供甚至更尚的光譜精確度及位元深度。例如， 線陣列410可接收一紅光的光譜帶寬其係異於線陣列4〇2之 光谱▼寬。同樣地’線陣列414可接收一紅光的光譜帶寬里 係異於線陣列4 0 2或線陣列410。同樣地，線陣列4 3 〇及4 3 4 可接收不同的綠光光谱帶’並且線陣列4 5 〇及4 5 4可接收不 同的藍光光譜帶。結果當利用所有光感測器時，每一產生 的像素包含九個光譜量測。 第2、3及4圖之結構使一掃描器能夠提供具有相對高信 號對雜訊之影像但在一相對低原有輸入取樣率下、或具有 一相對雨輸入取樣率之影像但具降低的信號對雜訊。給與 如第2、3及4圖所述之複數個感測器陣列、增加的光譜精確 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） -18- 536906 A7 ^----I7 __ 五、發明説明彳6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 度及增加的位元深度能夠在一微不足道的增加成本下被提 仏，在#號對雜訊或輸入取樣率上具有少或無任何影響。 卞一需要改變是該等濾光器的光譜響應，以及在利用該光 感測器總成的掃描器中不同的轉換矩陣。 本發明上述的說明書已呈現於實例及說明之目的，並 非意指係詳盡無疑或限制本發明於嚴格形式之揭露，並且 /、他的修飾及變化有可能在以上所教授的見解中。所選擇 及描繪的實施例為了最好說明本發明之原理及其實際的應 用藉此使其他熟悉此技藝者能夠最佳利用本發明於不同的 實施例及適合於特別使用考量之不同的修飾。預期的是附 加之申請專利範圍係解釋為包含本發明其他選擇實施例除 了如習知技藝所限制的範圍外。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐·） -19- 536906 A7 B7

五、發明説明P 【元件標 100，102，104，106，108，110 …列 200,202,204,206,208,210 ...光感測器陣列 304.314.324.. . 電荷移位暫存器 306,316,326…放大器 302,308,312,318,322,328 …轉換閘極 332,334,336,338,340,342 ...控制線 300.310.320.330.. .區域 號對照表】 402··.線陣歹丨J 406…暫存器 410,414,430,434,450,454 ...光感測器線陣列 406,418,426,438,446,458 ...電荷移位暫存器 400,412,420,432,440,452 …側邊過剩沒極 404,408,416,424,428,436, 444,448,456 ...係電荷轉換暫存器 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -20-

Claims (1)

1. 536906 A8 B8 C8 D8 "申請專利範圍 1 · 一種光感測器總成，包含： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 複數組光感測器線（100，1〇2)(1〇4，106)(108, 110)， 每一組包含至少一第一線和一第二線，該第一線和第二 線中的光感測器大致具有相同的間距，並且該第一線中 的光感測器係以近二分之一該間距相對於該第二線中的 光感測器偏移，並且由該第一線所接收之光的光譜帶寬 係不同於由該第二線所接收之光的光譜帶寬。 2.如申請專利範圍第1項所述之光感測器總成，更包含： N條光感測器線，N至少為6，該N條線之一中的每一 光感測器揍收一不同於該其他N-1條線中的光感測器之 光譜帶寬的光。 3 · —種光感測器總成，包含.： 複數組光感測器線（100，102)(104, 106)(108，110)， 每一組包含至少一第一線和一第二線，該第一線和第二 線中的光感測器大致具有相同的光感測器寬度，並且該 第一線中的光感測器係以近二分之一該光感測器寬度相 對於該第二線中的光感測器偏移，並且由該第一線所接 收之光的光譜帶寬係不同於由該第二線所接收之光的光 譜帶寬。 4·如申請專利範圍第1項所述之光感測器總成，更包含： N條光感測器線，N至少為6，該N條線之一中的每一 光感測器接收一不同於該其他N-1條線中的光感測器之 光的光譜帶寬。 5·一種光感測器總成，包含： 本紙張尺度適用中國國家標準（娜）A4規格（21〇><297公爱） -21- 536906 A8 B8 C8 ____D8 六、申請專利範圍 N條光感測器第一線具有一第一大小（2〇〇，2〇2, 204)(410, 414, 430, 434, 450, 454); Μ條光感測器第二線具有一第二大小（2〇6，2〇8, 210)(402, 422, 442); Μ和N皆大於1 ; 該第二大小係不同於該第一大小； 每條光感測器線中，實質上所有光感測器接收相同 光譜帶寬之光；及 至少Μ+Ν種不同光譜帶寬的光被接收。 6·—種掃描方法，包含： 掃描一具有Ν個光感測器之區域，ν為偶數且至少為 6 ’母一光感測器具有一對應的光感測器其係以大致二分 之一該等光感測器的間距空間上偏移，並且該等光感測 器的每一個接收一不同光譜帶寬的光； 自每一光感測器得到Μ個位元之強度資料；及 結合該強度資料以獲得Μ乘Ν個位元之強度資料用 以该區域。 7.如申請專利範圍第6項所述之方法，更包含： 利用一轉換矩陣以減少該乂乘^個位元之強度資料 至Μ乘Ν/2個位元之強度資料。 8·—種掃描方法，包含： 掃描一具有Ν個光感測器之區域，Ν為偶數且至少為 6’該等光感測器一些為一第一大小且該等剩餘的光感測 斋為一第二大小，並且該第一和第二大小是不同的，並 ______________ 紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21GX297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 -22- 536906 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 且該等光感測器的每一個接收一不同光譜帶寬的光； 自每一光感測器得到Μ個位元之強度資料；及 結合該強度資料以獲得Μ乘Ν個位元之強度資料用 以該區域。 9.如申請專利範圍第8項所述之方法，更包含： 利用一轉換矩陣以減少該Μ乘Ν個位元之強度資料 至Μ乘Ν/2個位元之強度資料。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公釐） -23-