專利名稱：用于線性光傳感器陣列的濾色器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及彩色成像裝置中的光傳感器陣列，其可以應(yīng)用在硬拷貝輸入掃描儀(hard-copy input scanner)中。
背景技術(shù)：
用于將圖像記錄在頁面上的輸入掃描儀在數(shù)字復(fù)印機(jī)領(lǐng)域是公知的。典型輸入掃描器包括形式為一個或多個芯片的圖像傳感器陣列。圖像傳感器陣列通常包括光傳感器的線性陣列，所述光傳感器光柵掃描載有圖像的文件，并隨時間的逝去將來自每個光傳感器觀察到的每個顯微圖像區(qū)域的反射光轉(zhuǎn)換成圖像信號電荷。在整合周期之后，圖像信號被放大且通過連續(xù)激勵多路復(fù)用晶體管傳輸?shù)焦草敵鼍€或總線。
在彩色輸入掃描儀的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中，配備有多個光傳感器組，每組對一種基色敏感。每個陣列中的光傳感器在其上配有一種基色的過濾器。隨著包括三行光傳感器的傳感器條(bar)沿原始圖像移動，該原始圖像區(qū)域的每個部分暴露于每行光傳感器。隨著每個過濾光傳感器行移過原始圖像中的每個特定區(qū)域，根據(jù)該區(qū)域的不同基色分離的信號由每行中的特定光傳感器輸出。這樣，將由光傳感器的線性陣列產(chǎn)生三個分離的信號組(每一個與一種基色相關(guān))。
本公開針對用于彩色輸入掃描儀的濾光器結(jié)構(gòu)，該掃描儀具有一個或多個線性光傳感器陣列。
美國專利4,675,727和6,184,929公開的濾光器配置中，沿線性陣列以重復(fù)模式排列基色過濾器。
已知為“Bayer’s模式”的像素尺寸的濾色器的配置包括以重復(fù)模式沿一維或二維光傳感器陣列排列的一個過濾藍(lán)色的光傳感器、一個過濾紅色的光傳感器以及兩個過濾綠色的光傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種成像裝置，包括沿陣列方向排列的第一線性光傳感器陣列。光傳感器沿該陣列方向表現(xiàn)重復(fù)模式，該重復(fù)模式包括過濾第一基色的第一光傳感器、過濾第二基色的第二光傳感器以及非基色光傳感器。


圖1示出了示例性光柵輸入掃描儀的元件。
圖2-5是用于單線性陣列光傳感器的濾光器結(jié)構(gòu)的各種實(shí)施例的平面視圖。
圖6是另一實(shí)施例中光傳感器的平面視圖，其中多個線性陣列結(jié)合在同一芯片中。
圖7是兩個相鄰芯片之間的毗鄰區(qū)域的平面視圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的描述中，遵循以下的命名規(guī)則。例如，如果光傳感器被稱為“過濾紅色的”，則意味著該光傳感器被設(shè)計(jì)成在可見光譜的基本紅色部分具有峰值靈敏度；此原則適用于綠、藍(lán)或其它過濾。該過濾可以通過在光傳感器上放置半透明濾光器來實(shí)現(xiàn)，或者通過為現(xiàn)有技術(shù)中已知的或者將來要開發(fā)出的光傳感器提供一些其它物理特性來實(shí)現(xiàn)?！巴该鞯?clear)”光傳感器是適度地對可見光譜的至少基本部分靈敏的光傳感器。不管特定光傳感器是否還能過濾掉紅外或其它非可見光，上述命名規(guī)則均適用。雖然用于從圖像接收反射光并從中產(chǎn)生可用信號的特定技術(shù)并不與本公開密切相關(guān)，用于這種目的的典型技術(shù)是CMOS或CCD。
圖1示出了示例性光柵輸入掃描儀的元件，其通常用100表示且屬于適于使用掃描陣列或掃描條10的類型。在該實(shí)施例中，傳感器條或陣列10包括線性全寬度陣列，其掃描寬度基本等于或略大于要被掃描的最大文件或其它物品的寬度。陣列10從橫跨通常是矩形透明壓板104的寬度的線形區(qū)域收集反射光，該壓板104的尺寸可以容納要被掃描的最大原始文件。陣列10被可移動的掃描滑動架106支撐用于在由壓板104下的箭頭105表示的方向上往復(fù)掃描運(yùn)動。提供由一個或多個燈以及反射器組件形成的光源108，用于照明陣列10聚焦在其上的線形區(qū)域。在壓板104上支撐將被掃描的單個文件?；蛘?，可以將一疊紙張放在送紙器110的輸入盤上，該送紙器110的設(shè)計(jì)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，其使得當(dāng)其靜止在停留位置時載有圖像的紙張移過傳感器條10。在這兩種情況的任一種中，承載圖像的紙張沿垂直于該陣列方向(即陣列的延伸方向)的處理方向相對于陣列10移動。雖然圖1示出了全頁面寬度的陣列10，輸入掃描儀的另一個普通實(shí)施例使用相對短的線性陣列，其通過還原光學(xué)儀器從圖像接收反射光。
圖2-5是用于形成圖1中的陣列10的單個線性光傳感器陣列的濾光器構(gòu)造的各種實(shí)施例的平面圖。在這些圖中，如上面所定義的那些術(shù)語一樣，對應(yīng)于其濾光配置來標(biāo)記每個光傳感器R是過濾紅色的，B是過濾藍(lán)色的，G是過濾綠色的，以及K是“透明的”。
在圖2-5的每幅圖中，沿單線性陣列展現(xiàn)的是濾光光傳感器的重復(fù)模式，即，該重復(fù)模式為某一數(shù)量(例如3、4或6)的光傳感器分配過濾；該模式沿陣列方向在線性陣列的整個有效長度上重復(fù)。在圖2中，重復(fù)的模式是RGBK；在圖3中，RGBGKG；在圖4中，RKB；在圖5中，BKRK。在所有情況下，下游電路和軟件(未示出)計(jì)入所述過濾以在通過處理方向掃描原始圖像時得出全色圖像。
使用尺寸足夠小的光傳感器，可以使用單個線性光傳感器陣列以足夠的重現(xiàn)精度和分辨率來記錄典型的彩色硬拷貝圖像。在重復(fù)模式中的使用透明或K光傳感器允許要使用的光傳感器具有相對高的靈敏度。如果在特定模式中不使用G，可以滿意地從紅、藍(lán)和透明信號得出對應(yīng)于綠光的信號。當(dāng)使用透明光傳感器時，理想的是在K光傳感器上提供中性密度過濾器，以使該K光傳感器的整體靈敏度與彩色過濾光傳感器是可比的。
雖然在上面的討論中將藍(lán)、紅和綠作為“基色”，也可以使用其它色彩系統(tǒng)的基色，例如，黃、品紅和青色。同樣，雖然該實(shí)施例示出K光傳感器是透明的，其它可能的實(shí)施例可以包括廣泛地稱為“非基色”過濾光傳感器的光傳感器作為K光傳感器。例如，在RGB基色系統(tǒng)中，K位置中的一些非基色濾色器可以是橙色或藍(lán)-綠。在非基色光傳感器的分類內(nèi)是那些對光譜的“高通”或“低通”部分靈敏的、例如在某一波長范圍及更長的波長靈敏的光傳感器。
圖6是另一個實(shí)施例中的光傳感器的平面圖，其中多個線性陣列結(jié)合到同一芯片中并且通常彼此靠近。提供這種其中每行完全過濾一種基色的基本多行結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域中是公知的。在圖6的實(shí)施例中，陣列10包括4行20a、20b、20c、20d。如圖所示，每一行20a、20b、20c、20d表現(xiàn)出過濾光傳感器的重復(fù)模式，各行中的重復(fù)模式沿陣列方向相互偏移。這種配置可以用于高分辨率掃描裝置，并可通過濾色器的放置來根據(jù)現(xiàn)有多行芯片硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。
如上所示，陣列10通常形成于一個或多個光傳感器芯片中，這是本領(lǐng)域中熟知的通用設(shè)計(jì)。在多芯片構(gòu)造中，每一個在其上都有線性光傳感器陣列的一組芯片彼此相鄰以形成單個、頁面寬度的陣列。如果過濾光傳感器的重復(fù)模式其長度與單個芯片上的光傳感器的總數(shù)不一致(integral with)，使用這種多芯片陣列會出現(xiàn)一個實(shí)際問題。在這種情況下，如果理想的是每個芯片具有相同的濾色器模式，將有一個或多個沒有完成重復(fù)模式的“剩余”光傳感器。圖7是兩個相鄰晶片12a和12b之間沿陣列10的毗鄰區(qū)域的平面圖，示出了如何解決額外的光傳感器問題。此處，在每個芯片(例如12a)的一端，陣列中的最后一個光傳感器沒有完成序列RGB，這需要在芯片12a和12b之間留有間隙。可以設(shè)想虛擬光傳感器13填充該空間，從而在芯片12a的一端和芯片12b的相鄰端之間重復(fù)模式可以以連貫的方式繼續(xù)。在一個實(shí)施例中，在相鄰芯片之間的虛擬光傳感器13被簡單處理，以便當(dāng)從該頁面寬度的陣列中讀出電荷信號時產(chǎn)生虛假信號(dummy signal)。當(dāng)然，省去光傳感器13將在被掃描的圖像區(qū)域引起間隙，但是這可以通過信號插補(bǔ)或者其它技術(shù)克服。根據(jù)芯片上和重復(fù)模式中的光傳感器數(shù)量的可分性(divisibility)，可以按需要在每個芯片中考慮多個虛擬光傳感器13。
權(quán)利要求，如所提出的原權(quán)利要求以及關(guān)于此處公開的示范和實(shí)施例的變化、改變、修改、改進(jìn)、等效表述以及實(shí)質(zhì)等效表述的變型，包括了那些未預(yù)知的或未認(rèn)識以及例如從申請人/專利權(quán)人以及其它人那里所獲知的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括沿陣列方向排列的第一線性光傳感器陣列；所述光傳感器沿陣列方向表現(xiàn)出重復(fù)模式，該重復(fù)模式包括過濾第一基色的第一光傳感器、過濾第二基色的第二光傳感器以及非基色光傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，該重復(fù)模式還包括過濾第三基色的第三光傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，該重復(fù)模式還包括過濾第二基色的第三光傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中第二基色是綠色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中重復(fù)模式只包括第一光傳感器、第二光傳感器以及非基色光傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中第一基色是紅色且第二基色是藍(lán)色。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括沿處理方向相對于線性陣列移動基底的裝置，以及其中陣列方向基本與處理方向垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括平行于第一線性陣列的第二線性光傳感器陣列，該第二線性陣列的光傳感器沿陣列方向表現(xiàn)出與第一線性陣列的重復(fù)模式相同的重復(fù)模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，第二線性陣列中的模式相對于第一線性陣列中的模式偏移。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，還包括平行于第一線性陣列的第三光傳感器線性陣列，該第三線性陣列的光傳感器沿陣列方向表現(xiàn)出與第一線性陣列的重復(fù)模式相同的重復(fù)模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，第三線性陣列中的模式相對于第二線性陣列中的重復(fù)模式偏移。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，還包括平行于第一線性陣列的第四光傳感器線性陣列，第三線性陣列的光傳感器沿陣列方向表現(xiàn)出與第一線性陣列的重復(fù)模式相同的重復(fù)模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，第四線性陣列中的模式相對于第三線性陣列中的重復(fù)模式偏移。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中非基色光傳感器是透明的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中非基色光傳感器過濾橙色。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中非基色光傳感器過濾藍(lán)綠色。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中重復(fù)模式為6個光傳感器指定過濾。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中重復(fù)模式中的三個光傳感器過濾綠色。
全文摘要
一種用在例如數(shù)字復(fù)印機(jī)中的成像裝置，包括至少一個線性光傳感器陣列。沿該陣列的方向，光傳感器根據(jù)重復(fù)模式過濾不同的基色，例如RGB。該重復(fù)模式包括至少一個基本透明的光傳感器或者對非基色敏感的光傳感器(K)。因此一些可能的重復(fù)模式包括RGBK、RKB、BKRK和RGBGKG。
文檔編號G02B5/20GK1652036SQ20051000790
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
發(fā)明者P·A·霍斯?fàn)? S·L·特溫克勒, J·P·泰里伊 申請人:施樂公司