JPH0396063A - 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〉 本発明は画像読取装置に関し、詳しくは、カラ一画像を
色分解して読取る装置の色分解素子の改善に関する． く従来の技術〉 カラー画像を色分解して読取る装置としては、一般に結
像レンズ系の後ろにグイクロイックビームスプリツタを
設け、該ダイクロイックビームスプリフタによってカラ
ー画像を３原色に分解して３方向に出射させ、３原色そ
れぞれを個別のセンサで読取る方式のものが広く知られ
ている．ところが、このように３原色を３方向に分解す
るものでは、各ダイクロイック面と対応する撮像センサ
とをそれぞれに精密に位置合わせして、焦点．倍率，セ
ンサ面の反り等を補正する必要があり、複雑な調整作業
を３原色それぞれで行うことになり、コスト高となって
しまうという問題がある。

そこで、上記のようなセンサの位置合わせを簡便化し得
る装置として、例えば特開昭６２−２３４１０６号公報
に開示されるように、複数のグイクロイック膜（二色性
被膜）を透明層を介して積層したビームスプリツタによ
って、平行光線に色分解し、複数のラインセンサを一体
に備えた撮像センサに受光させる構成のものが提案され
ている．かかる構成によると、複数のラインセンサを一
体に備えたセンサを用いるために、位置合わせする必要
のあるセンサが１つであり、センサ数の減少によって調
整作業が簡便になるものである。

しかしながら、上記のように複数のダイクロイック膜を
透明層を介して積層することは、複数の透明膜を１００
〜数１００μ鶴に管理する必要があって非常に難しい製
造技術が要求され、製造コストが高くなるという問題が
ある． この点、特開昭６０−１３４５５６号公報に開示される
ものでは、比較的厚い透明層を介して全反射ミラーとダ
イクロイック膜とを積層しているために、製造技術とし
ては複数の薄いダイクロイック膜を積層する前記特開昭
６２−２３４１０６号公報のものに比べ簡便になるが、
このものでは、結像レンズ系の前で平行光線に色分解す
る構成であるために、分解された色毎に結像レンズ系を
設け、それぞれに撮像センサの受光面に結像させる必要
がある．このように結合レンズ系及び撮像センサを分解
色毎に設けることは、装置の大型化を招くと共に、各結
像レンズ系及び撮像センサ毎に位置合わせを行う必要が
生じて位置合わせ等の調整工程が複雑になってしまうと
いう問題がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のように従来の画像読取装置では、色分解素子が難
しい製造技術を要するものであったり、また、ダイクロ
イックξラーと全反射ξラーとを組合わせて簡便に構成
される色分解素子を備えて画像読取装置を構威しても、
結像レンズ系及び撮像センサが分解色毎に必要となって
しまうなどの問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、比較的
容易に製造できる色分解素子を用い、かつ、画像読取装
置を大型化させることなく、然も、位置合わせ等の調整
作業が必要となる箇所を極力少なくした画像読取装置を
提供することを目的とする． 〈諜題を解決するための手段〉 そのため本発明では、カラー画像を色分解して読取る画
像読取装置において、ダイクロイックミラーと全反射ミ
ラーとが透明層を介して積層された色分解素子を、分解
色それぞれに対応する複数のラインセンサを有する撮像
センサと結像レンズ系との間に配設するようにした。

ここで、前記色分解素子を２種類備えて構成し、この２
種類の色分解素子によってカラ一画像を３原色に分解す
る一方、撮像センサが３原色それぞれに対応する３本の
ラインセンサを一体的に備えるように構成し、３原色毎
の画像読取りが行えるようにしても良い． また、２種類の色分解素子を構成するそれぞれの透明層
の厚さを同一とすることが好ましい。

〈作用〉 かかる構威の画像読取装置において、色分解素子は、ダ
イクロイックミラーと全反射ミラーとが透明層を介して
積層されて構威され、ダイクロイックミラーで所定波長
域の光のみを反射させて色分解する一方、全反射ミラー
ではダイクロイツクξラーを通過した光を全反射させ、
１つの色分解素子では２色にカラー画像を色分解する。

そして、かかる色分解素子は、該色分解素子による分解
色それぞれに対応する複数のラインセンサを有する撮像
センサ（複数のライン状センサが２次元センサ内に含ま
れているような構或も含む）と、結像レンズ系との間に
配設され、分解された色毎に撮像センサ上に結像する。

従って、色分解素子が２種類備えられていれば、例えば
、一方の色分解素子で青と黄とを分解させ、他方の色分
解素子で黄から赤と緑とを分解させるよう構威すること
で、赤Ｒ．緑Ｇ，青Ｂの３原色に色分解することができ
、かかる色分解に合わせて撮像センサが３原色それぞれ
に対応する３本のラインセンサを一体的に備えるように
すれば、３原色それぞれの画像読取りが行える。

更に、上記のように色分解素子を２種類設けて３色に分
解する場合には、２種類の色分解素子それぞれを構或す
る透明層の厚さを同一とすれば、色分解素子の透明層厚
さの共通化によって作製が容易になると共に、色分解後
の光を等間隔な平行光とすることができる． 〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する． 第１実施例を示す第１図において、図面に直交する方向
を長手方向とする管灯である照明ランプ１は、カラー原
稿２をスリット状に照明し、カラー原稿２からのスリッ
ト状のカラー画像は、複数の全反射ミラー３〜５によっ
て反射されて方向を変えながら、結像レンズ６に導かれ
、この結像レンズ６によってカラー原稿２のスリット状
画像がＣＣＤラインセンサ７上に結像するようにしてあ
る。ここで、結像レンズ６とＣＣＤラインセンサ７との
間に、色分解素子８が配設されており、この色分解素子
８は入射画像を２色の平行光線に分解し、ここで２色に
分解された光はＣＣＤラインセンサ７上に平行に設けら
れた２本のラインセンサそれぞれに結像するようになっ
ている。

前記色分解素子８は、５ＩｎＩＩＩＮ．の板状プリズム
９の一端面にアルミニウム蒸着により全反射ミラー面Ｍ
を形威した後、かかる全反射ミラー面Ｍ上に透明ポリイ
ミド等を塗布して１５７μｍの透明層１０（屈折率１．
５）を形威し、更にその上に標準入射角４５゜で５５０
ｎｍよりも短波長を反射し、長波長を通過させる全反射
ξラーＭと平行なダイクロイックξラ−Ｄを形威してあ
る．従って、色分解素子８に入射したカラ一画像は、グ
イクロイック藁ラーＤで反射する色と、ダイクロイック
ミラーＤを通過した後全反射ξラーＭで反射される色と
に分解されることになる． ＣＣＤラインセンサ７には、上記色分解素子８によって
２色に分解された光画像それぞれに検出するためにそれ
ぞれの色に対応する色フィルターを有する２本のライン
センサが所定間隔で平行に設けられており、それぞれの
光線の結像位置にラインセンサが位置するように配設す
ることで、カラー原稿２の２色画像をそれぞれに読取る
ことができる。

ところで、色分解素子８によって色分解して２色の平行
光線を得るものであるが、第２図に示すように、ダイク
ロイックミラーＤで反射する光と全反射ミラーＭで反射
する光とでは、光路長差が発生するために、平行光線と
直交するようにＣＣＤラインセンサ７を配設し、同一平
面上で２色をそれぞれ受光しようとすると、両方ともに
焦点位置で受光することができないため、両方の焦点位
置に合致させるぺ＜　ＣＣＤラインセンサ７を平行光線
に直交する基準方向に対して傾けて配設する必要がある
． ここで、前記光路長差は、ＣＣＤラインセンサ７の２本
のラインセンサの間隔をＳ（本実施例では１６８μｌｍ
）、色分解素子８に対する入射角をθ１とすると、光路
長差＝Ｓｃｏｓθ１で与えられ、ＣＣＤラインセンサ７
を色分解後の平行光線に対して傾ける角度αは、α＝９
０１−θ１で与えられる。

このように、光路長差やセンサ傾斜角αは、透明層１０
の屈折率ｎ１や空気層の屈折率ｎ．に依存しないで決定
され、前記ライン間隔Ｓを基準として所望の間隔の平行
光線を得るための透明層１０の厚さｄを決定すると、 ２　　　　ｔａｎθ２ で与えられる。尚、θ２は、空気層から透明層１０に入
射したときの屈折角度であり、入射角θ１を４５″とす
れば、ＣＣＤラインセンサ７は平行光線に対して４５″
傾けて配設すれば良いことになる。

尚、上記実施例において実際にはＣＣＤラインセンサ７
にはカバーガラスが装着されていて、その厚さを１００
　ｇ　ｗｂとしてある。これは、上記のようにセンサを
傾けて配設した場合の斜め入射による色収差を抑止する
ために、前記カバーガラスの厚さは極力薄くすることが
望ましく、１ｍｍ以下、好ましくは１００μｍ以下が良
いためである。

このように上記実施例によると、色分解素子８が、全反
射もう一Ｍ上に１層の透明層１０を介してダイクロイッ
クミラーＤを形成して構威されるため、薄い透明層１０
を複数積層してダイクロインクξラーＤを複数段設ける
場合よりも製造が比較的簡便に行える．また、２色分解
光を１つのＣＣＤラインセンサ７上に一体に設けた２本
のラインセンサそれぞれで検出する構成であるから、セ
ンサの位置調整は、１つのＣＣＤラインセンサ７のみに
ついて行えば良く、センサの位置調整の工程を簡略化で
きる．更に、１つの結像レンズ６によって２色画像をそ
れぞれに結像させることができ、分解色毎に結像レンズ
６を備える必要がないから構威部品を少なくして装置を
大型化させることがなく、更に、結像レンズ６が１つで
ＣＣＤラインセンサ７も１つであるから位置調整の作業
も簡便となる． 尚、カラー原稿２の走査は、カラー原稿２の移動又は画
像読取装置光学系の移動のいずれであっても良い． 次に、第２実施例を示す第３図では、第１図に示す構威
と色分解素子８の形状のみが異なり、他の基本構威は同
一である．従って、第１図と同一要素には同一符号を付
して説明を省略する。

第３図の第２実施例における色分解素子８は、板厚９７
μｍのガラス板１１の一端面にアルミニウム蒸着によっ
て全反射旦ラーＭを形成する一方、直角２等辺三角形の
横断面を有する柱状のプリズム１２の横断面で長辺に当
たる端面にグイクロイックミラ一〇を形威し、前記ガラ
ス板ｌ１の全反射ごラ−Ｍ反対面をダイクロイックミラ
ーＤに対してＵ■（紫外線）硬化樹脂で接着して９９μ
ｍ（２μ鋼の接着層）の透明層（屈折率１．５）を形威
してある。

そして、かかる色分解素子８では、プリズムｌ２に入射
した光画像が、ダイクロインクミラーＤで反射されるも
のと通過されるものとに２色分解されて、再びプリズム
ｌ２を介してセンサ７に受光され“る。

ここで、ＣＣＤラインセンサ７に設けられる２本のライ
ンセンサの間隔Ｓを、１６８μｍとすると、前述のよう
に光路長差を考慮した場合、センサ７は２色分解された
平行光線に対して３３．７＠傾け配設することで２色そ
れぞれの焦点位置にラインセンサを配設することができ
る。かかる傾斜角の設定理由を第４図を参照しつつ以下
に述べる．即ち、空気層の屈折率をｎ１、プリズムの屈
折率をｎ’、ダイクロイックミラーＤに対する入射角を
θ、センサ７のｆ頃斜取付け角をαとすると、となり、
光路長差は、 光路長差−Ｓｓｉｎｃｒ−２　ｄｃｏｓθｘ　ｎ　１　
／　ｎ　２となり、ダイクロイックミラーＤに対する入
射角θを４５″とすると、ｔａｎα＝ｎ　１　／　ｆｌ
　ｚ　，光路長差＝Ｓ３ｉｎｆｆ　＝　２　””　ｄ　
Ｘ　ｎ　＋／　ｎ　！となるから、ｎ，＝ｌ，ｎｇ　＝
１．５とすれば、αは略３３．７＠になり、ライン間隔
Ｓ（−１６８μ一）を基準にすると、透明層の厚さｄは
略９９μ国が最適値となるために、上記のように透明層
の厚さが９９μ一となるようにしてある． 尚、プリズム１２の断面を直角２等辺三角形としてある
のは、グイクロイックミラ一〇に対する入射角を４５゜
に設定したときに、プリズム１２に対して直角に入射し
て入射光が屈折しないようにするためである． 次に第３実施例を示す第５図では、色分解素子８によっ
てカラー画像を３原色に分解する構威としてあり、これ
に対応してＣＣＤラインセンサ７にはそれぞれ色フィル
ターを有する３本のラインセンサを等間隔に設けてある
。

色分解素子８は、直角２等辺三角形の柱状プリズムｌ３
の直角稜線を挾む両端面にそれぞれダイクロイックミラ
ーＤを形戒する一方、前記ダイクロイック壽ラーＤの形
威端面に略等しい底面をもつ直角２等辺三角形の柱状プ
リズム１４を２つ備え、これらの柱状プリズム１４の底
面それぞれに全反射ミラーＭを形威し、各ダイクロイッ
クミラーＤ面に対して全反射ごラーＭが所定間隔（所定
透明層厚さ）を有して平行に対峙するように、前記所定
間隔に相当する厚さに形威されたスペーサを介してプリ
ズム１３．　１４相互を接着する。これにより、グイク
ロイックξラーＤと全反射ミラーＭとが所定厚さの透明
層を介して積層されたものが、ダイクロインクミラーＤ
側の挾み角を９０″として配設されることになる。また
、ここでも、ダイクロイックミラーＤに対する入射角を
４５＠　とすることで、プリズムに対する入射角は９０
゜となって、プリズムへの入射時に屈折することが回避
される。

ここでは、スペーサとして直径１１９μ一の透明ビーズ
を用い、このビーズを光路を避けて複数ダイクロイック
ミラーＤと全反射ミラーＭとの間に介在させることで間
隙を規制し、この状態で間隙にＵＶ硬化樹脂を充填する
ことで接着して透明層を形威する． 本実施例ではダイクロイックξラーＤが２面設けられる
が、最初に入射されるダイクロイックミラーＤを赤反射
・シアン通過の特性とし、他方を青反射・黄通過の特性
とすれば、赤反射・シアン通過のダイクロイックミラー
Ｄで赤とシアンとに分解された画像は、次のダイクロイ
ックミラーＤでシアンから青が反射されて残りの緑が全
反射ミラーＭで反射されるから、赤，緑，青の３原色に
色分解される．尚、本実施例では、前記３原色に対応し
てそれぞれ色フィルターを有する３本のラインセンサを
等間隔に備えたＣＣＤラインセンサ７をプリズム１３に
貼付けて一体としてあり、この場合にはＣＣＤラインセ
ンサ７のカバーガラスを省略することができる。

かかる構威の色分解素子８では、光路が最も長くなるの
が、３色に分解された光線のうち真ん中の光ｖＡ（緑）
であり、両側の光線については同じ光路長さとなるから
、３色それぞれの焦点位置に合致させてＣＣＤラインセ
ンサ７を配設することができない。このため、２つの前
後する焦点位置の中間付近にセンサ素子が配設されるよ
うにＣＣＤラインセンサ７を位置決めし、各焦点位置ま
での距離が焦点深度内となるようにする必要があり、逆
に焦点深度内にセンサ７を配設できるように光路長差を
設定する必要がある。尚、本実施例の構或では透明層を
１１９μ領とし、かつ、入射角を４５゜とすることによ
り、焦点位置が前後に約１１２μｍずれるが、その中間
点にセンサ７を配置することで焦点位置から±５６μ閑
以内の位置にセンサ素子を配置できるから、焦点深度内
のセンサ配置とすることができる。

次に、第４実施例を示す第６図では、上記第３実施例が
２つのグイクロイックミラ一〇を直角に配設してカラー
画像を３原色に分解したのに対し、２つのダイクロイッ
クミラーＤを平行に対峙させて配設し、この平行な２つ
のダイクロイック藁ラーＤによってカラー画像を３原色
に分解する構”戒としてある． 本実施例の色分解素子８は、狭角を４５゜に設定した平
行四辺形プリズムｌ５の相対する両端面にそれぞれダイ
クロイックミラーＤを形或する一方、板状のガラスｌ６
の一端面に全反射壽ラーＭを形威したものを２つ用意し
、ダイクロイックミラーＤと全反射ミラーＭとの間に所
定厚さのスペーサを介して両プリズム１５．　１６を接
着することにより、ダイクロイック短ラーＤが所定間隔
で平行に相対し、かつ、それぞれのダイクロイックミラ
ーＤの外側に透明層を介して全反射ミラーＭを備えるよ
うになっている． 前記スベーサとしては、前述のようなビーズを用いても
良いが、所定径のタングステンワイヤ等を用いても良く
、本実施例では、前記ビーズを用いた実施例の場合と同
様に透明層の厚さを９９μｍとすべく、直径が９９μｍ
のタングステンワイヤを光路を避けてスベーサとして用
い、間隙にＵＶ硬化樹脂を充填させてダイクロイックミ
ラーＤと全反射ミラーＭとの間の透明層を形威させてい
る。

ダイクロイックミラーＤは、結像レンズ６からのカラー
画像が入射される側では、シアンを反射させて赤を通過
させるものとし、このシアンと赤とに分解された画像が
入射される側の２番目のグイクロイックミラ一〇では、
青を反射して黄を通過させるものとしてあり、赤と分解
されたシアンは、次のダイクロイックミラーＤで青と緑
とに分離され、結果、カラー画像は、赤，緑．青の３原
色に分解されてそれぞれＣＣＤラインセンサ７上のそれ
ぞれ色フィルターを有する３本のラインセンサによって
読取られる． 本実施例では、第２実施例と同様にＣＣＤラインセンサ
７を分解光に直交する方向に対して３３．７゜だけ傾け
て設置することにより、光路長差に対応した受光がなさ
れると共に、ラインセンサ間隔が１６８μ一であれば前
記９９μｍの透明層による分解光間隔で３原色毎のライ
ンセンサにそれぞれ受光させることができる． 上記実施例で２組のダイクロイックミラーＤを用いてカ
ラー画像を３原色に分解するものでは、いずれもそれぞ
れの透明層の厚さを同一として構威しているが、これは
分解した光を等間隔に出射させて等間隔に設けられるラ
インセンサに対応すると共に、寸法を一定とする製作上
の簡便さから同一に設定してあるものである。但し、製
作上の難易さを考慮しなければ、第７図〜第９図に示す
ように、透明層の厚さｄを同一にしなくとも、分解光の
間隔を一定にすることができる。

第７図は透明層の厚さｄを同一として形威され２＃Ｊｌ
の色分解素子を平行に配置してカラー画像を３原色に分
解するものであるが、まず、最初のグイクロイックξラ
ーＤでは、３原色の長波長側の色Ｃ（第１０図及び第１
１図参照）のみを通過させ、それ以外の波長の色Ａ，Ｂ
を反射させる構威とし、次のダイクロインクもラーＤで
は、最初のダイクロイックξラーＤで反射された光から
短波長側の色Ａのみを反射させることで、中間波長の色
Ｂを分離する構成としてあり、３原色Ａ，Ｂ，Ｃそれぞ
れは等間隔の平行光線として出射される．一方、第８図
及び第９図に示す色分解素子では、同じ構成のダイクロ
イックξラーＤによって３原色Ａ，Ｂ，Ｃの分解を行う
ものであるが、第８図では、２番目のダイクロイックミ
ラーＤと全反射ミラーＭとの間に積層される透明層の厚
さｄを、１番目のダイクロイックミラーＤを構成する透
明層の厚さｄの２倍としてあるが、かかる構成において
も３原色Ａ，Ｂ，Ｃは等間隔で出射される。

但し、第８図に示す色分解素子では、最初のダイクロイ
ックミラーＤがＣ色のみを反射させる構成としてあり、
２番目のダイクロイツクミラーＤでは、第１のダイクロ
イックξラーＤを通過して全反射された光をＡ色とＢ色
とに分解している。

第９図は第８図における透明層の厚さｄ関係を逆に設定
し、最初に入射される側の厚さを２倍としてあるもので
あるが、この場合にも分解された３原色は等間隔で出射
される．ここでは、第８図に示す色分解素子と同様に、
最初のグイクロイックξラーＤでＣ色のみが反射され、
２番目のグイクロイックくラーＤでＡ色・Ｂ色を分解す
る構成としてある． このように、必ずしも透明層の厚さｄを同一としなくと
も出射される分解光を等間隔とすることができ、これは
２＆ｕの色分解素子を直角に配置して結像レンズからの
カラー画像の方向を反転させる横或の場合（第５図参照
）にも適用できる。

また、上記実施例のようにダイクロイックくラーＤと全
反射ミラーＭとを透明層を介して積層してなる色分解素
子を２組用いて３原色に分解する場合には、第１２図〜
第１７図に示すように、色の分解段階は複数種設定でき
る． 第１２図に示す場合、最初のグイクロイックξラーＤは
シアンｂを反射し赤Ｒを通過させるものであるから（図
中において「／」記号の前が反射光を後が通過光を示す
．）、次のグイクロイツク旦ラーＤでは、前記反射され
るシアンＣから青Ｂ又は緑Ｇを分離すれば良く、青Ｂ反
射黄Ｙ通過のもの、又は、緑Ｇ反射マゼンタＭ通過のも
のを用いることで、シアンＣから青Ｂと緑Ｇとを分解で
き、最初のダイクロイックミラーＤで分解された赤Ｒと
共に３原色の分解光が得られることになる。

第１３図に示す場合には、最初にマゼンタＭがダイクロ
イックミラーＤで反射されて緑Ｇが分離されるから、次
ではマゼンタＭから赤Ｒ又は青Ｂを分離させる構威とす
れば良く、赤Ｒ反射シアンＣ通過、又は、青Ｂ反射黄Ｙ
通過のダイクロイツクξラーＤを用いることで、マゼン
タＭから青Ｂと赤Ｒに分離できる。

第１４図に示す場合には、最初に黄Ｙがダイクロイック
ミラーＤで反射されて青８が分離され、次のダイクロイ
ックミラーＤを、赤Ｒ反射シアンＣ通過、又は、緑Ｇ反
射マゼンタ通過とすることで、黄Ｙから赤Ｒと緑Ｇとを
分離している。

第１５図に示す場合には、最初に赤Ｒがグイクロイック
くラーＤで反射されてシアンＣが分離され、次のダイク
ロイックミラーＤを、黄Ｙ反射青Ｂ通過、又は、マゼン
タＭ反射緑Ｇ通過とすることで、シアンＣから青Ｂと緑
Ｇとを分離している。

第１６図に示す場合には、最初に緑Ｒがダイクロイック
ミラーＤで反射されてマゼンタＭが分離され、次のダイ
クロイックミラーＤを、シアンＣ反射赤Ｒ通過、又は、
黄Ｙ反射青Ｂ通過とすることで、マゼンタＭから青Ｂと
赤Ｒとを分離している．第１７図に示す場合には、最初
に青ＢがダイクロイックξラーＤで反射されて黄Ｙが分
離され、次のダイクロイックξラーＤを、シアンＣ反射
赤Ｒ通過、又は、マゼンタＭ反射緑Ｇ通過とすることで
、黄Ｙから緑Ｇと赤Ｒとを分離している。

このように、ダイクロイックミラーＤの特性の組み合わ
せが種々設定できるが、緑Ｇの波長が反射・非反射の波
長として設定されるダイクロインクミラーＤでは、緑Ｇ
が赤Ｒと青Ｂとに挟まれる中間波長であって大小２つの
しきい波長を有することになるため、分解性能が１つの
しきい値で分解する場合に比べ劣るため、緑Ｇ反射マゼ
ンタＭ通過やマゼンタＭ反射緑Ｇ通過の特性のダイクロ
イックミラーＤの使用を避けるのが好ましい，また、上
記色分解特性を複数種示す第１２図〜第１７図では、色
分解素子を平行に２組配設したものについて述べたが、
直角に配設される場合などのその他の配置関係のときに
も同様に複数種の設定が行えることは言うまでもない。

上記の実施例では、２色分解と３色分解について述べた
が、ダイクロイックミラーＤと全反射ミラーＭとが透明
層を介して積層されてなる色分解素子を３組用いること
で４色分解も可能である。

第１８図に示す色分解素子では、ダイクロイックミラー
Ｄと全反射ミラーＭとが積層されたものを３組コ字状に
配設する。そして、第１９図及び第２０図に示す５色分
解特性図に示すｂ波長域のみを最初のダイクロイックミ
ラーＤで反射させ、次のダイクロイックξラーＤではｂ
波長域以外の波長からＣ波長域に属するものだけを反射
させることでＣ色を分離する。次に３番目のダイクロイ
ック兆ラーＤでは、第１のダイクロイックミラーＤで反
射され第２で全反射されたｂ波長域の光からａ波長域（
Ａ色）のもののみを反射させることでＡ色とＢ色とに分
離する．また、第２のグイクロイックミラ一〇で分離さ
れたＣ波長域以外の波長の光が、そのまま全反射壽ラー
Ｍで反射されＤｆＥ色の形で出力されるから、結果、Ａ
．Ｂ，Ｃ，Ｄ＋Ｅの４色に分離される． 尚、上記３種類の色分解素子をコ字上に配設して′４色
に分解するときには、第１８図中に示すように、光路長
差の発生によって焦点位置のズレが生しるが、そのズレ
が直線的にならず前後するために、これらの焦点位置の
略中間位置になるようにラインセンサを配設して４色そ
れぞれが焦点深度内で検出されるようにする。

また、ダイクロイックξラーＤと全反射ミラーＭとを透
明層を介して積層してなる色分解素子を４種Ｍｌえ、第
２１図に示すように、これらの色分解素子を２種類を同
一平面上に配設したものを相互にダイクロイックミラ−
Ｄ側を対峙させて平行となるように配設することで５色
の色分解も可能である． 第２１図に示すものにおける色分解の過程を、第１９図
及び第２０図を参照しつつ説明すると、まず、カラー画
像が最初に入射する（入射角４５゜）色分解素子では、
そのダイクロイックミラーＤが長波長のＥ色を除く波長
域ｄの色を反射し、Ｅ色のみを通過させる。

次のダイクロイックミラーＤは、波長域ｄからＤ色の波
長域を除く波長域Ｃを反射し、それ以外を通過させるも
のであるから、最初のダイクロイックもラーＤで反射さ
れた波長域ｄ　（Ａ色．Ｂ色５０色．Ｄ色）は、２番目
のグイクロイックξラーＤでは、波長域ｃ　（Ａ色，Ｂ
色，Ｃ色）のみが反射されて、Ｄ色のみが通過して全反
射される。

３番目のグイクロイックξラーＤは、Ａ色及びＢ色から
なる波長域ｂを反射しそれ以外を通過させるものである
から、２番目のダイクロイックξラーＤで反射される波
長域ｃ　（Ａ色．Ｂ色．Ｃ色）の中のＣ色のみを通過さ
せる。

４番目のダイクロイックミラーＤは、Ａ色波長のみを反
射し、それ以外の波長を通過させるものであるから、３
番目のダイクロイックミラーＤで反射された波長域ｂの
中からＡ色のみを反射させて、残りのＢ色を通過させる
。

このように、Ｅ色．Ｄ色，Ｃ色．Ｂ色，Ａ色の順に分離
されて、結果５色の色分離が行えるものである。尚、第
２１図のように、色分解素子を平行に配設して平行間隔
を介して交互に入射させるときには、光路長差による焦
点位置のずれが図中に示すように直線的に傾くから、こ
れに合わせてセンサを傾けて設置することで、それぞれ
の色を焦点位置で検出することができる。また、第２１
図に示すような色分解素子の平行配置では、更に、色分
解素子を続けて並べて光を反射させることができるから
、５色以上の分解も可能である。また、第２１図に示す
構成で最後の５色分解光を出射させる色分解素子に対し
て直角に配設される色分解素子を設けるなどしても良く
、ダイクロイックミラ−Ｄと全反射ξラーＭとを透明層
を介して積層してなる色分解素子を複数配置する形式は
、本実施例に示したものに限定されるものではない。

次に、本発明にかかるダイクロイックミラーＤと全反射
ξラーＭとを透明層を介して積層してなる色分解素子を
作製する方法は、上記第１〜第４の実施例の中でも触れ
たが、以下に整理して述べる。

まず、ダイクロイックミラーＤと全反射ミラーＭとを透
明層を介して積層される反射面を作或するには、透明基
板やプリズム上にグイクロイツクミラーＤ，透明層，全
反射ξラーＭの順又はこの逆の順で積層すれば良い。透
明層は、空気層，樹脂，ガラス，ＣＶＤや蒸着による無
機物，　　ＳｉＣｈ．ＳｉＮ．等で形威され、透明層の
作製は、塗布．ＣＶＤ，蒸着．スパッタリング，透明板
状物の挟み込み，スペーサの挟み込み等の手法で行う。

また、ガラス等の透明板の表裏に、それぞれダイクロイ
ックξラーＤと全反射ミラーＭとを成膜させて形威して
も良いし、平面性を良くするために前記透明板をプリズ
ム等に貼付けても良い。

また、透明基板やプリズム上にダイクロイックミラーＤ
を形威し、その上にガラス板等の透明板の一端面に全反
射藁ラーＭを形威したものを貼付けても良い。

更に、２つの透明基板又はプリズムの一方にダイクロイ
ックミラーＤを形威し、他方に全反射ミラーＭを形威し
、ダイクロイック果ラーＤと全反射〔ラーＭとが対峙す
るように２つの透明基板又はプリズムをスペーサを挟ん
で接着しても良い。

前記スペーサとしては、ビーズ，ファイバー，細線，ガ
ラス板等透明板等が挙げられる．ここで、透明層部分は
エアギャップにしても良いし、また、ＵＶ樹脂等の樹脂
を充填させても良い。

ところで、ダイクロイックミラ一〇に対する入射角は何
度であっても良いが、設定の容易さから３０゜，４５゜
，６０゜が好ましく、更には、４５゜が最も好ましい． また、複数のラインセンサを一体に備えるＣＣＤライン
センサ７としては、単一チップ又は単一パッケージのも
のが好ましく、３本以上のラインセンサを一体に備える
場合、ラインセンサ相互の間隔は等間隔が好ましいが、
必ずしも等間隔である必要はない。

く発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、ダイクロイックミ
ラーと全反射ミラーとを透明層を介して積層して色分解
素子が形威されることから、複数の透明層を介して複数
のダイクロイックミラーを積層する場合よりも容易に作
製でき、また、かかる色分解素子を、分解色それぞれに
対応する複数のラインセンサを一体に備えた撮像センサ
と結像レンズ系との間に配設したことにより、分解色毎
に結像レンズ系や撮像センサを設ける必要がなく、装置
構威を簡素化して調整作業等を簡略化できる。

また、前記色分解素子を２種類備えれば、カラー画像を
３原色に分解して、３本のラインセンサによって３原色
毎の画像読取りが可能となり、また、色分解素子の種類
を増やすことで必要分解数の増大に対応することが容易
である。

更に、色分解素子を構成する透明層の厚さが同一であれ
ば、作製が容易になると共に、分解色を等間隔な平行光
線として出射させることが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第ｌ実施例を示す正面図、第２図は第
１図示の色分解素子における光路長差の演算を説明する
ための図、第３図は本発明の第２実施例を示す正面図、
第４図は第３図示の色分解素子における光路長差の演算
を説明するための図、第５図は本発明の第３実施例を示
す正面図、第６図は本発明の第４実施例を示す正面図、
第７図〜第９図はそれぞれ透明層厚さと出射光間隔との
関係を説明するための図、第１０図及び第１１図はそれ
ぞれ３色分解における分解波長特性を説明するための線
図、第１２図〜第１７図はそれぞれ３色分解のパターン
を示す図、第１８図は４色分解の色分解素子を示す図、
第１９図及び第２０図はそれぞれ５色分解における分解
波長特性を説明するための線図、第２１図は５色分解の
色分解素子構成を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラー画像を色分解して読取る画像読取装置にお
   いて、 ダイクロイックミラーと全反射ミラーとが透明層を介し
   て積層された色分解素子を、分解色それぞれに対応する
   複数のラインセンサを有する撮像センサと結像レンズ系
   との間に配設したことを特徴とする画像読取装置。
2. （２）前記色分解素子を２種類備えて構成され、該２種
   類の色分解素子によってカラー画像を３原色に分解する
   一方、撮像センサが３原色それぞれに対応する３本のラ
   インセンサを一体的に備えていることを特徴とする請求
   項１記載の画像読取装置。
3. （３）前記２種類の色分解素子を構成するそれぞれの透
   明層の厚さが同一であることを特徴とする請求項２記載
   の画像読取装置。