JPH04196965A - カラー画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はカラー画像読取装置に関し、特にカラー画像を
複数の色光に基づいて読取る際に各色光に応じてレンズ
口径が異る複数のレンズ系より成る結像手段を利用する
ことにより、原稿面上のカラー画像情報を高精度に読取
るようにした例えばカラースキャナーやカラーファクシ
ミリ等に好適なカラー画像読取装置に関するものである
。

（従来の技＃） 従来より多くのカラー画像読取装置においては原稿面上
に載置したカラー画像を結像光学系（結像手段）を介し
てＣＣＤ等のラインセンサー（受先手段）面上に各色光
毎に結像させている。そしてこのときのラインセンサー
からの出力信号を利用して各色光に基づいて該カラー画
像をデジタル的に読取っている。

第４図はこの種の従来のカラー画像読取装置の光学系の
要部概略図である。

同図において４３は照明手段であり、例えばハロゲンラ
ンプや全光灯等の光源から成っている。

４２は原稿台カラス、４１はカラー画像であり、原稿台
ガラス４２上に載置している。４４は結像手段であり、
例えば単焦点レンズアレイ（商品名：セルフォックレン
ズアレイ）より成っており後述する受光手段４５面上に
カラー画像４１を等倍で結像している。

４５は受光手段であり例えばラインセンサー等から成フ
ており、カラー画像４１からの画像情報を電気信号に変
換している。ラインセンサー４５は例えば第５図に示す
ようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に対応す
る分光感度を有して光検出するように設定した受光素子
を１ライン上に複数個縁り返して配列して構成している
。同図においては各々受光素子面上にＲ２Ｏ，Ｈの色フ
ィルターを蒸着しＲ，Ｇ、Ｂの３つの色光で画像を読取
るようにしている。

第４図に示すカラー画像読取装置においては原稿台カラ
ス４２上に載置したカラー画像４１を照明手段４３より
照明し、該カラー画像４１を単焦点レンズアレイ４４に
よりラインセンサー４５面に等倍で結像させて、これに
より該カラー画像を読取っている。

（発明が解決しようとする課題） 第４図に示したカラー画像読取装置において照明手段と
してハロゲンランプを用いたとき、そのハロゲンランプ
の分光エネルキー分布（スペクトル比）は第６図に示す
ようになフている。又ラインセンサー面上に蒸着された
色フイルタ−Ｒ１Ｇ、Ｂの分光特性は概略第７図に示す
ようになフている。

その為カラー画像の読取りに対する相対分光感度（分光
分布）は光源４３の分光エネルキー分布と色フィルター
の分光特性、そして単焦点レンズアレイやラインセンサ
ー自身の分光特性により定まり、これら全体の系を通し
たときの相対分光特性は例えば第８図に示すように成っ
ている。

同図から分るように短波長領域の色光はど相対分光分布
は小さく、即ち読取り感度か低くなっている。

この為Ｒ，Ｇ、Ｂの３色光でカラー画像を読取る際のラ
インセンサー４５からの各色光に基づく出力信号は上記
の原因によりバラツキか生じてくるという問題点があっ
た。例えば白色画像を読取ってもＲ，Ｇ、Ｈの３色光に
基づく出力信号は均一にならないという問題点があった
。

そこで従来のカラー画像読取装置においてはラインセン
サーからの出力信号のバラツキを増幅器を用いることに
よって該ラインセンサーからの圧力信号か均一になるよ
うに電気的に増幅し調整していた。

しかしながら増幅器によりラインセンサーからの出力信
号を電気的に増幅すると雑音（ノイズ）も同時に増幅し
てしまい高精度の読取りが難しいという問題点があった
。又増幅器の動作の安定性を良好に維持しなければなら
ないという動作上の問題点もあった。

本発明はカラー画像を読取る際に各色光に分光特性に応
じてレンズ口径が異なるように設定した複数のレンズ系
より成る結像手段を利用することにより、各色光に基づ
く受光素子からの出力信号のバラツキを少なくしカラー
画像を高精度に読取るようにしたカラー画像読取装置の
提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明のカラー画像読取り装置は、原稿面上に載置した
カラー画像を照明手段により照明し、該カラー画像を結
像手段により複数の受光素子を有する受光手段面上に結
像させて複数の色光に基づいて読取るカラー画像読取装
置において、該結像手段はカラー画像を読取る際の色光
に応じてレンズ口径が互いに異なる複数のレンズ系を有
していることを特徴としている。

特に本発明は、前記複数のレンズ系のレンズ口径は前記
照明手段からの光束を入射させたときの前記受光手段の
対応する受光素子からの出力比に逆比例する値より成っ
ていることを特徴としている。

（実施例） 第１図（Ａ）は本発明のカラー画像読取装置の第１実施
例の光学系の要部概略図である。

同図において３は照明手段であり、例えばハロゲンラン
プや蛍光灯等の光源より成っている。

尚、本実施例ではハロゲンランプを用いている。

２は原稿台カラス、１はカラー画像（反射型原稿）であ
り、原稿台ガラス２上に載置している。４は結像手段で
あり、３つの単焦点レンズ４ａｌ、４ｂｌ、４ｃｌを紙
面と垂直方向に一次元的に複数個配置した３つの単焦点
レンズアレイ（商品名：セルフォックレンズアレイ）（
以下「レンズ系」と称す）４ａ、４ｂ、４ｃより成って
いる。３つの単焦点レンズアレイ４ａ、４ｂ。

４Ｃのうちの１つずつの単焦点レンズ４ａ１゜４ｂ１．
４ｃｌでカラー画像の一画素の読取りを行なっている。

そして結像手段４は後述する受光手段５面上にカラー画
像１を等倍で結像させている。

本実施例においては結像手段４を構成する複数のレンズ
系４ａ、４ｂ、４ｃのレンズ口径は第１図（Ｂ）に示す
ようにカラー画像１を読取る際に色光に応じて互いに異
るように構成している。

第１図（Ｂ）においてレンズ系４ａ、４ｂ、４ｃは順に
青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）に基つくカ
ラー画像の読取り用のレンズ系に対応している。

本実施例では相対的分光感度が低い短波長側の色光（青
色光）に基つくカラー画像を結像させるレンズ系４ａの
レンズ口径か相対的分光感度か高い長波長側の色光（赤
色光）に基つくカラー画像を結像させるレンズ系４ｂや
レンズ系４Ｃのレンズ口径より大きくなるように構成し
ている。

５は受光手段であり、複数のＣＣＤ等のラインセンサー
５ａ、５ｂ、５ｃより成り、各々レンズ系４ａ、４ｂ、
４ｃに対応している。又該ラインセンサ−５ａ、５ｂ、
５ｃ面上にはカラー画像を所定の色光に基づいて読取る
為の色分解手段としての第７図に示した分光特性と同様
の特性を有するＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の色フイ
ルタ−（不図示）が蒸着等により設けられている。照明
手段３と結像手段４そして受光手段５は読取手段１０１
を構成している。

本実施例においては原稿台ガラス２上に載置したカラー
画像１を照明手段３により照明し、該カラー画像１をレ
ンズｉ４ａ、４ｂ、４ｃにより所定の色フィルターか設
けられたラインセンサー５ａ、５ｂ、Ｓｃ面に等倍で結
像させている。そして該ラインセンサー５ａ、５ｂ、５
ｃにより所定の色光に基つきカラー画像１をデジタル的
に読取っている。そして原稿台ガラス２を紙面と平行方
向に、又は読取手段１０１を紙面と平行方向に各々ライ
ン走査しこれにより原稿台カラス２面上のカラー画像１
全面を読取っている。

一般にラインセンサーへ入射する光量（読取り時の光量
、即ちラインセンサーからの出力信号に相当）は読取光
学系を構成するレンズ系のレンズ口径の大きさによって
左右される。例えばラインセンサーへ入射する光量なＩ
、レンズ系のレンズ口径をｄ、該レンズ口径ｄに対して
画角をθとしたとき、入射光量Ｉは次式より求めること
ができる。

■＝０２　・ｄ これより各色光に基づくカラー画像の結像倍率を各色光
毎に同しになるように設定したときレンズ口径ｄの値を
変化させることによってラインセンサーへ入射する光量
Ｉ、即ちラインセンサーからの出力信号を任意に制御す
ることができる。

本実施例において照明手段３からの光束を直接複数のラ
インセンサー５ａ、５ｂ、５Ｃ面に入射させたとき、又
はカラー画像として白色画像を対象としたとき該ライン
センサー５ａ、５ｂ、５ｃからの出力値（出力信号）は
前述したように各色光により全系の分光特性（分光感度
）か異る為各色光ことに異って出力される。

そこで本実施例では結像手段４を構成する複数のレンズ
系４ａ、４ｂ、４ｃの口径比をこのときのラインセンサ
ー５ａ、５ｂ、５ｃからの出力比に逆比例する値になる
ように設定している。具体的に示すと短波長側の色光（
青（Ｂ）色光）を結像させるレンズ系４ａのレンズ口径
をｄＩ、中波長側の色光（緑（Ｇ）色光）を結像させる
レンズ系４ｂのレンズ口径をｄ２、長波長側の色光（赤
（Ｒ）色光）を結像させるレンズ系４ｃのレンズ口径を
ｄ３とする。そして照明手段３からの光束を直接ライン
センサー５ａ、５ｂ、５ｃへ入射させたとき、又はカラ
ー画像として白色画像を対象としたときの該ラインセン
サー５ａ、５ｂ、５ｃからの出力ＳＢ、ＳＧ、ＳＲの比
が例えばＳＢ：ＳＧ：５Ｒ＝０．７：１　：２になった
とき、各々のレンズ系４ａ、４ｂ、４ｃの口径ｄ、、ｄ
２゜ｄ３を、これらの出力ＳＢ、ＳＧ、ＳＲと逆比例と
なるように、即ち ｄ、：ｄ２　・ｄ３＝２：１：０．７ となる関係か略成り立つように設定している。

（実際には±３０％程度のバランス内にすれば良い。） 即ち、ラインセンサー５ａ、５ｂ、５ｃの出力比に対し
てレンズ系４ａ、４ｂ、４ｃの口径比か逆比例となるよ
うに設定している。

これにより本実施例ではカラー画像として白色画像を対
象としたときラインセンサー５ａ。

５ｂ、５ｃからの出力ＳＢ、ＳＧ、ＳＲの比かＳＢ：Ｓ
Ｇ：５Ｒ＝１　：　１　：　１となるようにしている。

このように本実施例においては所定の色光てカラー画像
を読取る際、その色光の全系の分光感度に応じて前述の
如く結像手段４を構成するレンズ系４ａ、４ｂ、４ｃの
レンズ口径を適切に異ならせることによりラインセンサ
ー５ａ、５ｂ、５ｃからの出力比の制御を容易に行なっ
ている。

これによりノイズの少ない複数の色光に基づいたカラー
画像を高精度に読取っている。

第２図は本発明のカラー画像読取装置の第２実施例の光
学系の要部概略図である。同図において第１図に示した
要素と同一要素には同符番を付している。同図において
７は折り返しミラーである。８は色分解手段としての色
分解プリズムであり、カラー画像１の原稿面と受光手段
５との間の光路中に設けており、カラー画像１からの光
束をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３つの色光
に色分解して結像手段４に導光している。

本実施例においては原稿台カラス２面上に載置したカラ
ー画像１を照明手段３により照明し、該カラー画像１か
らの光束を折り返しミラー７を介して色分解プリズム８
に入射させ、赤色（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つ
の色光に色分解した後、読取り色光に応じてレンズ口径
が互いに異る結像手段４としてのレンズ系４ａ、４ｂ、
４ｃに入射させている。

そして結像手段４により各色光に基つくカラー画像１を
受光手段５としてのラインセンサー５ａ、５ｂ、５ｃ面
上に結像し、該受光手段５によりカラー画像１を各色光
に基づいて読取フている。そしてカラー画像１を原稿台
カラス２と共に紙面と平行方向に走査させて、即ちカラ
ー画像を各々ライン走査しカラー画像１全体を高精度に
読みっている。

本実施例においては前述の第１実施例と同様に結像手段
４を構成する複数のレンズ系４ａ。

４ｂ、４ｃの口径比を前述の如く適切に設定することに
より受光手段５を構成する複数のラインセンサー５ａ、
５ｂ、５ｃからの出力信号を容易に調整し、これにより
複数の色光の基ついたカラー画像の読取りを高精度化を
図っている。

第３図は本発明のカラー画像読取装置の第３実施例の光
学系の要部概略図である。同図において第２図に示した
要素と同一要素には同符番な付している。

本実施例において前記第２図に示した第２実施例と異る
点は色分解手段として色分解プリズム８の代わりに位相
格子９を用いたことであり、その他は同じである。

即ち、本実施例においては原稿台カラス２面上に載置し
たカラー画像１を照明手段３により照明し、該カラー画
像１からの光束を折り返しミラー７を介して位相格子９
に入射させている。そして位相格子９によりＲ，Ｇ、Ｂ
の３つの色光に色分解した後、読取り色光に応じてレン
ズ口径か互いに異なる結像手段４としてのレンズ系４ａ
。

４ｂ、４ｃに入射させている。そして結像手段４により
各色光に基づくカラー画像１を受光手段５としてのライ
ンセンサー５ａ、５ｂ、５ｃ面上に結像している。そし
て受光手段５によりカラー画像１を各色光に基づいて読
取っている。

尚、以上の各実施例においては色分解手段として色フイ
ルタ−、色分解プリズム、そして位相格子等を用いてＲ
（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等の複数の色光に色
分解してカラー画像の読取りを行なったが、色分解手段
としてはこれ等に限定することなく複数の色光に色分解
することができる部材であれば他の手段を用いても本発
明は前述の実施例と同様に適用することかてきる。

又、各実施例においては被照射原Ｈ４（カラー画像）と
して反射型原稿を用いてカラー画像読取装置を構成した
か、透過型原稿を用いて構成しても本発明は同様に適用
することかできる。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如くカラー画像を読取る際の各々
の色光に応して結像手段を構成する複数のレンズ系のレ
ンズ口径を互いに異ならせて構成することにより、複数
の受光素子を有する受光手段からの出力信号を容易に調
整することかでき、例えば白色画像であれば複数の受光
素子からの出力信号な略均−にすることかでき、これに
よりカラー画像を高精度に読取ることかできるカラー画
像読取装置を達成することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、第２図、第３図は各々順に本発明のカラ
ー画像読取装置の第１．第２．第３実施例の光学系の要
部概略図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に示した結像手
段を構成する複数のレンズ系のレンズ口径を示した説明
図、第４図は従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図、第５図は第４図に示したラインセンサーの説明
図、第６図は光源のエネルキー分布の説明図、第７図は
色フィルターの分光特性の説明図、第８図はカラー画像
読取の分光特性の説明図である。 図中、１はカラー画像、２は原稿台ガラス、３は照明手
段、４は結像手段、４ａ、４ｂ、４ｃはレンズ系（単焦
点レンズアレイ）、４ａｌ。 ４ｂｌ、４ｃｌは単焦点レンズ、５は受光手段、５ａ、
ｓｂ、５ｃは受光素子（ラインセンサー）、７は折り返
しミラー、８は色分解プリズム、９は位相格子、１０１
は読取手段である。 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図 （Ｂ） 第４図 第５図 第６図 波　　　長　（ｎ　ｍ　）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿面上に載置したカラー画像を照明手段により
   照明し、該カラー画像を結像手段により複数の受光素子
   を有する受光手段面上に結像させて複数の色光に基づい
   て読取るカラー画像読取装置において、該結像手段はカ
   ラー画像を読取る際の色光に応じてレンズ口径が互いに
   異なる複数のレンズ系を有していることを特徴とするカ
   ラー画像読取装置。
2. （２）前記複数のレンズ系は各々単焦点レンズアレイよ
   り成っていることを特徴とする請求項１記載のカラー画
   像読取装置。
3. （３）前記複数のレンズ系のレンズ口径は前記照明手段
   からの光束を入射させたときの前記受光手段の対応する
   受光素子からの出力比に逆比例する値より成っているこ
   とを特徴とする請求項１記載のカラー画像読取装置。
4. （４）前記原稿面と前記受光手段との間に該原稿面から
   の光束を複数の色光に色分解する色分解手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載のカラー画像読取装置。
5. （５）前記色分解手段は色フィルター又は色分解プリズ
   ム又は位相格子より成っていることを特徴とする請求項
   ４記載のカラー画像読取装置。