JP2000232556A - カラー画像読取装置 - Google Patents
カラー画像読取装置Info
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- JP2000232556A JP2000232556A JP11033924A JP3392499A JP2000232556A JP 2000232556 A JP2000232556 A JP 2000232556A JP 11033924 A JP11033924 A JP 11033924A JP 3392499 A JP3392499 A JP 3392499A JP 2000232556 A JP2000232556 A JP 2000232556A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/46—Colour picture communication systems
- H04N1/48—Picture signal generators
- H04N1/486—Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component
- H04N1/488—Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component using beam-splitters
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- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
- H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional [1D] array
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- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡易な構成のモノリシック3ラインセンサーで
カラー画像を高精度に読み取ることができるカラー画像
読取装置を得ること。 【解決手段】カラー画像を結像光学系1により入射光束
を複数の色光に色分解する1次元ブレーズド回折格子よ
り成る色分解手段2を介して複数のラインセンサーを同
一基板面上に配置した受光手段3面上に結像させ、該カ
ラー画像と該受光手段とを相対的に副走査方向に走査さ
せて該受光手段で該カラー画像を読取るカラー画像読取
装置において、該色分解手段により色分解された各色光
の波長の違いにより生じる該受光手段面上における結像
位置のズレを、該結像光学系を構成する少なくとも一部
のレンズを偏心させて、該受光手段面上で副走査方向に
色分解される複数の色光の間隔を等間隔となるようにし
たこと。
カラー画像を高精度に読み取ることができるカラー画像
読取装置を得ること。 【解決手段】カラー画像を結像光学系1により入射光束
を複数の色光に色分解する1次元ブレーズド回折格子よ
り成る色分解手段2を介して複数のラインセンサーを同
一基板面上に配置した受光手段3面上に結像させ、該カ
ラー画像と該受光手段とを相対的に副走査方向に走査さ
せて該受光手段で該カラー画像を読取るカラー画像読取
装置において、該色分解手段により色分解された各色光
の波長の違いにより生じる該受光手段面上における結像
位置のズレを、該結像光学系を構成する少なくとも一部
のレンズを偏心させて、該受光手段面上で副走査方向に
色分解される複数の色光の間隔を等間隔となるようにし
たこと。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラー画像読取装置
に関し、特に1次元ブレーズド回折格子より成る色分解
手段で色分解された回折光の波長の違いにより生じる受
光手段面上における結像位置のズレを結像光学系を構成
する少なくとも一部のレンズを偏心させて補正すること
により、簡易な構成のモノリシック3ラインセンサーで
原稿面上のカラー画像情報を高精度に読取ることができ
る、例えばカラースキャナやカラーファクシミリ等の装
置に好適なカラー画像読取装置に関するものである。
に関し、特に1次元ブレーズド回折格子より成る色分解
手段で色分解された回折光の波長の違いにより生じる受
光手段面上における結像位置のズレを結像光学系を構成
する少なくとも一部のレンズを偏心させて補正すること
により、簡易な構成のモノリシック3ラインセンサーで
原稿面上のカラー画像情報を高精度に読取ることができ
る、例えばカラースキャナやカラーファクシミリ等の装
置に好適なカラー画像読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より原稿面上のカラー画像情報を光
学系を介してラインセンサー(CCD)面上に結像させ
て、このときのラインセンサーからの出力信号を利用し
てカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種々と提
案されている。
学系を介してラインセンサー(CCD)面上に結像させ
て、このときのラインセンサーからの出力信号を利用し
てカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種々と提
案されている。
【0003】例えば図6は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。同図では原稿面61上のカ
ラー画像からの光束を結像レンズ62で集光し後述する
ラインセンサー面上に結像させる際、該光束を3Pプリ
ズム63を介して例えば赤色(R)、緑色(G)、青色
(B)の3色に色分解した後、各々のラインセンサー6
4,65,66面上に導光している。そして各ラインセ
ンサー64,65,66面上に結像したカラー画像を各
々副走査方向にライン走査し各色光毎に読取りを行なっ
ている。
光学系の要部概略図である。同図では原稿面61上のカ
ラー画像からの光束を結像レンズ62で集光し後述する
ラインセンサー面上に結像させる際、該光束を3Pプリ
ズム63を介して例えば赤色(R)、緑色(G)、青色
(B)の3色に色分解した後、各々のラインセンサー6
4,65,66面上に導光している。そして各ラインセ
ンサー64,65,66面上に結像したカラー画像を各
々副走査方向にライン走査し各色光毎に読取りを行なっ
ている。
【0004】図7は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。同図では原稿面61上のカラー画
像からの光束を結像レンズ62で集光し後述するライン
センサー面上に結像させる際、該光束を2色性を有する
波長選択透過膜が付加された2つの色分解用のビームス
プリッター74,75を介して3色に対応する3つの光
束に分離している。
の要部概略図である。同図では原稿面61上のカラー画
像からの光束を結像レンズ62で集光し後述するライン
センサー面上に結像させる際、該光束を2色性を有する
波長選択透過膜が付加された2つの色分解用のビームス
プリッター74,75を介して3色に対応する3つの光
束に分離している。
【0005】そして該3つの色光に基づくカラー画像を
3つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所謂モノ
リシック3ラインセンサー73面上に各々結像させてい
る。これによりカラー画像を副走査方向にライン走査し
各色光毎に読取りを行なっている。
3つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所謂モノ
リシック3ラインセンサー73面上に各々結像させてい
る。これによりカラー画像を副走査方向にライン走査し
各色光毎に読取りを行なっている。
【0006】図8は図7に示したモノリシック3ライン
センサー73の説明図であり、該モノリシック3ライン
センサー73は同図に示すように3つのラインセンサー
(CCD)81,82,83を互いに平行となるように
同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライン
センサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィル
ターが設けられている。
センサー73の説明図であり、該モノリシック3ライン
センサー73は同図に示すように3つのラインセンサー
(CCD)81,82,83を互いに平行となるように
同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライン
センサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィル
ターが設けられている。
【0007】また各ラインセンサー81,82,83の
間隔S1 ,S2 は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば0.064〜0.2mm程度で製作されており、又各
単一素子68の画素幅W1,W2は例えば8μm×8μ
m、10μm×10μm程度で設定されている。
間隔S1 ,S2 は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば0.064〜0.2mm程度で製作されており、又各
単一素子68の画素幅W1,W2は例えば8μm×8μ
m、10μm×10μm程度で設定されている。
【0008】また図9に示すようにモノリシック3ライ
ンセンサーの中央のライン82に対する他の2つのライ
ン81,83のライン間の距離S1 ,S2 は一般的に各
反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ(図8
参照)W2の整数倍になるように設定している。これは
次の理由からによる。
ンセンサーの中央のライン82に対する他の2つのライ
ン81,83のライン間の距離S1 ,S2 は一般的に各
反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ(図8
参照)W2の整数倍になるように設定している。これは
次の理由からによる。
【0009】即ち、図9に示すように通常の結像光学系
62のみを用いて上記に示したモノリシック3ラインセ
ンサーでカラー画像の読取りを行なう場合、3つのライ
ンセンサー81,82,83で同時に読取れる原稿面6
1上の読取位置は同図に示す如く異なる3つの位置81
´,82´,83´となる。
62のみを用いて上記に示したモノリシック3ラインセ
ンサーでカラー画像の読取りを行なう場合、3つのライ
ンセンサー81,82,83で同時に読取れる原稿面6
1上の読取位置は同図に示す如く異なる3つの位置81
´,82´,83´となる。
【0010】この為、原稿面61上の任意の位置に対す
る3色(R,G,B)の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ3ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。
る3色(R,G,B)の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ3ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。
【0011】これには3ラインセンサーの各ライン間の
距離S1 ,S2 を各画素サイズW2の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばB信号(B色光に基づく信号成分)に対し各
G,R信号(G,R色光に基づく信号成分)を遅延させ
ることによって比較的容易に3色の合成信号成分を得て
いる。
距離S1 ,S2 を各画素サイズW2の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばB信号(B色光に基づく信号成分)に対し各
G,R信号(G,R色光に基づく信号成分)を遅延させ
ることによって比較的容易に3色の合成信号成分を得て
いる。
【0012】従って上記の如く3ラインセンサーの中央
のラインセンサー82に対する他の2つのラインセンサ
ー81,83間の距離S1 ,S2 は副走査方向の画素サ
イズW2の整数倍となるように設定しているのである。
のラインセンサー82に対する他の2つのラインセンサ
ー81,83間の距離S1 ,S2 は副走査方向の画素サ
イズW2の整数倍となるように設定しているのである。
【0013】更に別な手法として図10に示すようにモ
ノリシックな3ラインセンサーを受光手段(受光素子)
73として用い、結像光路中に色分解手段としての透過
型の1次元ブレーズド回折格子101を結像レンズ(投
影レンズ)62の射出瞳から受光手段73面方向に離し
て配置し、透過回折を用いて色分解を行ない、原稿面6
1の1ラインのカラー画像情報を3ラインセンサー73
面上に副走査方向に色分解して結像させることにより、
該カラー画像情報を読取るカラー画像読取装置が提案さ
れている。
ノリシックな3ラインセンサーを受光手段(受光素子)
73として用い、結像光路中に色分解手段としての透過
型の1次元ブレーズド回折格子101を結像レンズ(投
影レンズ)62の射出瞳から受光手段73面方向に離し
て配置し、透過回折を用いて色分解を行ない、原稿面6
1の1ラインのカラー画像情報を3ラインセンサー73
面上に副走査方向に色分解して結像させることにより、
該カラー画像情報を読取るカラー画像読取装置が提案さ
れている。
【0014】上記色分解手段として1次元ブレーズド回
折格子を用いたカラー画像読取装置においては、以下に
示す課題があった。
折格子を用いたカラー画像読取装置においては、以下に
示す課題があった。
【0015】1次元ブレーズド回折格子の回折効率が、
例えばその一例として図11に示す波長特性をしていた
とき、該1次元ブレーズド回折格子のピッチをいかに設
定しようとも±1次回折光の0次回折光に対する角度は
一致せず非対称性が残る。その為3ラインセンサー面上
で各色光の間隔(色光間隔)が異なってくる。
例えばその一例として図11に示す波長特性をしていた
とき、該1次元ブレーズド回折格子のピッチをいかに設
定しようとも±1次回折光の0次回折光に対する角度は
一致せず非対称性が残る。その為3ラインセンサー面上
で各色光の間隔(色光間隔)が異なってくる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】図6に示すカラー画像
読取装置では3つの独立のラインセンサーを必要とし、
又高精度化が要求され、しかも製作上困難な3Pプリズ
ムを必要とする為、装置全体が複雑化し、又高価となっ
てくる。更に結像光束と各ラインセンサーとの合致調整
を各々独立に3回行なう必要があり、組立調整が面倒と
なる等の問題点があった。
読取装置では3つの独立のラインセンサーを必要とし、
又高精度化が要求され、しかも製作上困難な3Pプリズ
ムを必要とする為、装置全体が複雑化し、又高価となっ
てくる。更に結像光束と各ラインセンサーとの合致調整
を各々独立に3回行なう必要があり、組立調整が面倒と
なる等の問題点があった。
【0017】また図7に示すカラー画像読取装置はビー
ムスプリッター74,75の板厚をxとした場合、ライ
ンセンサーの各ライン間の距離は2√2xとなる。今、
製作上好ましいラインセンサーの各ライン間の距離を
0.064〜0.2mm程度とするとビームスプリッタ
ー74,75の板厚xは23〜70μm程度となる。
ムスプリッター74,75の板厚をxとした場合、ライ
ンセンサーの各ライン間の距離は2√2xとなる。今、
製作上好ましいラインセンサーの各ライン間の距離を
0.064〜0.2mm程度とするとビームスプリッタ
ー74,75の板厚xは23〜70μm程度となる。
【0018】一般にこのような薄い厚さで光学的に平面
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しく、このような厚さのビームスプリッターを
用いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の
光学性能が低下してくるという問題点があった。
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しく、このような厚さのビームスプリッターを
用いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の
光学性能が低下してくるという問題点があった。
【0019】また図10に示した1次元ブレーズド回折
格子を用いたカラー画像読取装置においては図9に示し
たようなライン間隔が等しい簡易な構成の3ラインセン
サーを使用することができず、ライン間隔が非対称な特
殊な3ラインセンサーを使用することで大幅なコストア
ップを招いていた。
格子を用いたカラー画像読取装置においては図9に示し
たようなライン間隔が等しい簡易な構成の3ラインセン
サーを使用することができず、ライン間隔が非対称な特
殊な3ラインセンサーを使用することで大幅なコストア
ップを招いていた。
【0020】本発明は色分解手段としての1次元ブレー
ズド回折格子を用いてカラー画像を複数の色光に色分解
して各々受光手段面上に導光して、該受光手段によりカ
ラー画像を読取る際、該1次元ブレーズド回折格子で色
分解された回折光の波長の違いにより生じる結像位置の
ズレに起因する受光手段面上での副走査方向に色分解さ
れる複数の色光の間隔の非対称性を結像光学系を構成す
る少なくとも一部のレンズを偏心させて補正することに
より、該受光手段面上で副走査方向に色分解される複数
の色光の間隔を等間隔とすることができるカラー画像読
取装置の提供を目的とする。
ズド回折格子を用いてカラー画像を複数の色光に色分解
して各々受光手段面上に導光して、該受光手段によりカ
ラー画像を読取る際、該1次元ブレーズド回折格子で色
分解された回折光の波長の違いにより生じる結像位置の
ズレに起因する受光手段面上での副走査方向に色分解さ
れる複数の色光の間隔の非対称性を結像光学系を構成す
る少なくとも一部のレンズを偏心させて補正することに
より、該受光手段面上で副走査方向に色分解される複数
の色光の間隔を等間隔とすることができるカラー画像読
取装置の提供を目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像読取
装置は、(1-1) カラー画像を結像光学系により入射光束
を複数の色光に色分解する1次元ブレーズド回折格子よ
り成る色分解手段を介して複数のラインセンサーを同一
基板面上に配置した受光手段面上に結像させ、該カラー
画像と該受光手段とを相対的に副走査方向に走査させて
該受光手段で該カラー画像を読取るカラー画像読取装置
において、該色分解手段により色分解された各色光の波
長の違いにより生じる該受光手段面上における結像位置
のズレを、該結像光学系を構成する少なくとも一部のレ
ンズを偏心させて、該受光手段面上で副走査方向に色分
解される複数の色光の間隔を等間隔となるようにしたこ
とを特徴としている。
装置は、(1-1) カラー画像を結像光学系により入射光束
を複数の色光に色分解する1次元ブレーズド回折格子よ
り成る色分解手段を介して複数のラインセンサーを同一
基板面上に配置した受光手段面上に結像させ、該カラー
画像と該受光手段とを相対的に副走査方向に走査させて
該受光手段で該カラー画像を読取るカラー画像読取装置
において、該色分解手段により色分解された各色光の波
長の違いにより生じる該受光手段面上における結像位置
のズレを、該結像光学系を構成する少なくとも一部のレ
ンズを偏心させて、該受光手段面上で副走査方向に色分
解される複数の色光の間隔を等間隔となるようにしたこ
とを特徴としている。
【0022】特に(1-1-1) 前記結像光学系を構成する少
なくとも一部のレンズを該結像光学系の光軸に対して平
行偏心させたことや、(1-1-2) 前記結像光学系を構成す
る少なくとも一部のレンズを該結像光学系の光軸に対し
て傾き偏心させたことや、(1-1-3) 前記平行偏心させた
レンズを前記結像光学系の光軸に対して傾き偏心させた
ことや、(1-1-4) 前記結像光学系は貼り合せレンズを有
し、該貼り合せレンズを該結像光学系の光軸に対して平
行偏心させたことや、(1-1-5) 前記結像光学系は貼り合
せレンズを有し、該貼り合せレンズを該結像光学系の光
軸に対して傾き偏心させたことや、(1-1-6) 前記平行偏
心させた貼り合せレンズを前記結像光学系の光軸に対し
て傾き偏心させたことや、(1-1-7) 前記結像光学系は貼
り合せレンズを有し、該貼り合せレンズの貼り合せ面を
該結像光学系の光軸に対して平行偏心させたことや、(1
-1-8) 前記結像光学系は貼り合せレンズを有し、該貼り
合せレンズの貼り合せ面を該結像光学系の光軸に対して
傾き偏心させたことや、(1-1-9) 前記貼り合せレンズは
略同一の屈折率を有するレンズが貼り合わされて構成さ
れていることや、(1-1-10) 前記1次元ブレーズド回折
格子は透過型の1次元ブレーズド回折格子より成ること
や、(1-1-11) 前記1次元ブレーズド回折格子の格子ピ
ッチは主走査断面内において軸上から軸外に向かって変
化していることや、(1-1-12)前記偏心するレンズは主走
査方向と副走査方向とで互いに屈折力が異なることや、
(1-1-13)前記貼り合せレンズは主走査方向と副走査方向
とで互いに屈折力が異なること、等を特徴としている。
なくとも一部のレンズを該結像光学系の光軸に対して平
行偏心させたことや、(1-1-2) 前記結像光学系を構成す
る少なくとも一部のレンズを該結像光学系の光軸に対し
て傾き偏心させたことや、(1-1-3) 前記平行偏心させた
レンズを前記結像光学系の光軸に対して傾き偏心させた
ことや、(1-1-4) 前記結像光学系は貼り合せレンズを有
し、該貼り合せレンズを該結像光学系の光軸に対して平
行偏心させたことや、(1-1-5) 前記結像光学系は貼り合
せレンズを有し、該貼り合せレンズを該結像光学系の光
軸に対して傾き偏心させたことや、(1-1-6) 前記平行偏
心させた貼り合せレンズを前記結像光学系の光軸に対し
て傾き偏心させたことや、(1-1-7) 前記結像光学系は貼
り合せレンズを有し、該貼り合せレンズの貼り合せ面を
該結像光学系の光軸に対して平行偏心させたことや、(1
-1-8) 前記結像光学系は貼り合せレンズを有し、該貼り
合せレンズの貼り合せ面を該結像光学系の光軸に対して
傾き偏心させたことや、(1-1-9) 前記貼り合せレンズは
略同一の屈折率を有するレンズが貼り合わされて構成さ
れていることや、(1-1-10) 前記1次元ブレーズド回折
格子は透過型の1次元ブレーズド回折格子より成ること
や、(1-1-11) 前記1次元ブレーズド回折格子の格子ピ
ッチは主走査断面内において軸上から軸外に向かって変
化していることや、(1-1-12)前記偏心するレンズは主走
査方向と副走査方向とで互いに屈折力が異なることや、
(1-1-13)前記貼り合せレンズは主走査方向と副走査方向
とで互いに屈折力が異なること、等を特徴としている。
【0023】
【発明の実施の形態】(実施形態1)図1(A)は本発
明の実施形態1の主走査方向の要部断面図、図1(B)
は本発明の実施形態1の副走査方向の要部断面図、図2
は図1の受光手段近傍の副走査方向の要部断面図、図3
は図1に示した結像光学系の一部を構成する貼り合せレ
ンズを偏心させたときの副走査方向の要部断面図であ
る。
明の実施形態1の主走査方向の要部断面図、図1(B)
は本発明の実施形態1の副走査方向の要部断面図、図2
は図1の受光手段近傍の副走査方向の要部断面図、図3
は図1に示した結像光学系の一部を構成する貼り合せレ
ンズを偏心させたときの副走査方向の要部断面図であ
る。
【0024】図中、21は原稿面であり、カラー画像が
形成されている。1は結像光学系であり、カラー画像に
基づく光束を後述する透過型の1次元ブレーズド回折格
子を介して受光手段(モノリシック3ラインセンサー)
面上に結像させている。本実施形態における結像光学系
1は原稿面21側から順に正レンズG1、負レンズG
2、正レンズG3と負レンズG4とが貼り合わされた貼
り合せレンズG34、負レンズG5、そして正レンズG
6の6枚のレンズより構成されており、本実施形態では
図3に示すように貼り合せレンズG34の光軸L2 を結
像光学系の光軸L 1 に対して平行偏心させ、更に傾き偏
心させることにより1次元ブレーズド回折格子で色分解
された各色光(回折光)の波長の違いにより生じる受光
手段面上における結像位置のズレを補正している。この
貼り合せレンズG34はアッベ数が大きく異なる2つの
ガラスレンズG3,G4を貼り合せて構成しており、こ
れにより本実施形態では分散の効果を強く出している。
形成されている。1は結像光学系であり、カラー画像に
基づく光束を後述する透過型の1次元ブレーズド回折格
子を介して受光手段(モノリシック3ラインセンサー)
面上に結像させている。本実施形態における結像光学系
1は原稿面21側から順に正レンズG1、負レンズG
2、正レンズG3と負レンズG4とが貼り合わされた貼
り合せレンズG34、負レンズG5、そして正レンズG
6の6枚のレンズより構成されており、本実施形態では
図3に示すように貼り合せレンズG34の光軸L2 を結
像光学系の光軸L 1 に対して平行偏心させ、更に傾き偏
心させることにより1次元ブレーズド回折格子で色分解
された各色光(回折光)の波長の違いにより生じる受光
手段面上における結像位置のズレを補正している。この
貼り合せレンズG34はアッベ数が大きく異なる2つの
ガラスレンズG3,G4を貼り合せて構成しており、こ
れにより本実施形態では分散の効果を強く出している。
【0025】2は色分解手段であり、透過型の1次元ブ
レーズド回折格子より構成しており、入射光束をライン
センサーの画素の並び方向と直交する方向に所定の色
光、例えばR(赤)、G(緑),B(青)の3原色の色
光に分解し透過回折させている。本実施形態では+1次
光5でG色光、0次光6でR色光、−1次光7でB色光
を得ている。また1次元ブレーズド回折格子2は、その
格子ピッチが主走査断面内において軸上から軸外に向っ
て変化するように形成している。
レーズド回折格子より構成しており、入射光束をライン
センサーの画素の並び方向と直交する方向に所定の色
光、例えばR(赤)、G(緑),B(青)の3原色の色
光に分解し透過回折させている。本実施形態では+1次
光5でG色光、0次光6でR色光、−1次光7でB色光
を得ている。また1次元ブレーズド回折格子2は、その
格子ピッチが主走査断面内において軸上から軸外に向っ
て変化するように形成している。
【0026】3は受光手段であり、図2に示すように3
つのラインセンサー(CCD)8,9,10を互いに平
行となるように同一基板面上に配置した、所謂モノリシ
ック3ラインセンサーより成っており、1画素8μm×
8μmで8ライン間隔、隔てて構成している。
つのラインセンサー(CCD)8,9,10を互いに平
行となるように同一基板面上に配置した、所謂モノリシ
ック3ラインセンサーより成っており、1画素8μm×
8μmで8ライン間隔、隔てて構成している。
【0027】4はカバーガラスである。
【0028】本実施形態では原稿面21上のカラー画像
を不図示のミラー等より成る走査手段によりライン走査
し、該カラー画像からの光束(情報光)を結像光学系1
により集光し、透過型の1次元ブレーズド回折格子2を
介して3つの色光(例えばR,G,B)に色分解した後
に各色像を各々対応するラインセンサー面上に結像させ
ている。このとき本実施形態では図3に示すように結像
光学系1の一要素を構成する貼り合せレンズG34の光
軸L2 を結像光学系1の光軸L1 に対して平行偏心さ
せ、かつ傾き偏心させることにより、3ラインセンサー
面上で副走査方向に色分解される3つの色光の間隔S
1 ,S2 が等間隔となるように補正している。そして簡
易な構成の3ラインセンサー3により各々の色光に基づ
くカラー画像をデジタル的に読み取っている。
を不図示のミラー等より成る走査手段によりライン走査
し、該カラー画像からの光束(情報光)を結像光学系1
により集光し、透過型の1次元ブレーズド回折格子2を
介して3つの色光(例えばR,G,B)に色分解した後
に各色像を各々対応するラインセンサー面上に結像させ
ている。このとき本実施形態では図3に示すように結像
光学系1の一要素を構成する貼り合せレンズG34の光
軸L2 を結像光学系1の光軸L1 に対して平行偏心さ
せ、かつ傾き偏心させることにより、3ラインセンサー
面上で副走査方向に色分解される3つの色光の間隔S
1 ,S2 が等間隔となるように補正している。そして簡
易な構成の3ラインセンサー3により各々の色光に基づ
くカラー画像をデジタル的に読み取っている。
【0029】上記色分解手段としての透過型の1次元ブ
レーズド回折格子は、Applied Optics誌,第17巻,第
15号,2273-2279 ページ(1978年8月1日号)に開示
されているように、該透過型の回折格子に入射した入射
光束は透過回折されて主に3方向に分離されている。
レーズド回折格子は、Applied Optics誌,第17巻,第
15号,2273-2279 ページ(1978年8月1日号)に開示
されているように、該透過型の回折格子に入射した入射
光束は透過回折されて主に3方向に分離されている。
【0030】本実施形態では図2に示すように透過型の
回折格子に入射し透過回折された光束を+1次回折光
5、0次回折光6、そして−1次回折光7の3方向に分
離し、結像光学系による集束球面波の光束として各々3
ラインセンサー3面上に結像している。本実施形態では
前述の如く+1次回折光5でG色光、0次回折光6でR
色光、−1次回折光7でB色光を得ている。
回折格子に入射し透過回折された光束を+1次回折光
5、0次回折光6、そして−1次回折光7の3方向に分
離し、結像光学系による集束球面波の光束として各々3
ラインセンサー3面上に結像している。本実施形態では
前述の如く+1次回折光5でG色光、0次回折光6でR
色光、−1次回折光7でB色光を得ている。
【0031】本実施形態では図3に示すように貼り合せ
レンズG34を球面系の正レンズG3と負レンズG4の
2つのレンズを貼り合わして構成しており、その貼り合
せレンズG34の光軸L2 を副走査方向に0.31mm
平行偏心させ、かつ結像光学系の光軸L1 に対し1.0
°傾斜させることにより、1次元ブレーズド回折格子2
で色分解された各色光の波長の違いにより生じる3ライ
ンセンサー3面上における結像位置のズレを波長の違い
による屈折率の差を利用して各色光の光路を変化させて
補正している。これにより本実施形態では図2に示すよ
うに3ラインセンサー3面上で副走査方向に色分解され
る複数の色光5,6,7の間隔S1 ,S 2 を等間隔とし
ている。
レンズG34を球面系の正レンズG3と負レンズG4の
2つのレンズを貼り合わして構成しており、その貼り合
せレンズG34の光軸L2 を副走査方向に0.31mm
平行偏心させ、かつ結像光学系の光軸L1 に対し1.0
°傾斜させることにより、1次元ブレーズド回折格子2
で色分解された各色光の波長の違いにより生じる3ライ
ンセンサー3面上における結像位置のズレを波長の違い
による屈折率の差を利用して各色光の光路を変化させて
補正している。これにより本実施形態では図2に示すよ
うに3ラインセンサー3面上で副走査方向に色分解され
る複数の色光5,6,7の間隔S1 ,S 2 を等間隔とし
ている。
【0032】尚、上述した3ラインセンサー3面上にお
ける結像位置のズレ(1次元ブレーズド回折格子2の回
折角の非対称性による)の補正は貼り合せレンズG34
を平行偏心させるだけ、又は傾斜させるだけで十分効果
が得られるが、本実施形態では平行偏心させることによ
る軸外光束のMTFの悪化(この場合、特にB色光)を
防止する為、軸上から最軸外にかけて同一の高い解像力
を得る為に更に傾斜させている。
ける結像位置のズレ(1次元ブレーズド回折格子2の回
折角の非対称性による)の補正は貼り合せレンズG34
を平行偏心させるだけ、又は傾斜させるだけで十分効果
が得られるが、本実施形態では平行偏心させることによ
る軸外光束のMTFの悪化(この場合、特にB色光)を
防止する為、軸上から最軸外にかけて同一の高い解像力
を得る為に更に傾斜させている。
【0033】また本実施形態では貼り合せレンズG34
を偏心させたが、これに限定させることはなく、例えば
他のレンズを偏心させても結像位置のズレを補正するこ
とができるが、屈折力の強いレンズを偏心させてしまう
と収差が悪化してしまうという問題点が発生する。そこ
で本実施形態では上述の如く屈折力の一番弱い正レンズ
G3と負レンズG4とが貼り合わされた貼り合せレンズ
G34を偏心させている。
を偏心させたが、これに限定させることはなく、例えば
他のレンズを偏心させても結像位置のズレを補正するこ
とができるが、屈折力の強いレンズを偏心させてしまう
と収差が悪化してしまうという問題点が発生する。そこ
で本実施形態では上述の如く屈折力の一番弱い正レンズ
G3と負レンズG4とが貼り合わされた貼り合せレンズ
G34を偏心させている。
【0034】また結像光学系1としては上記に示した5
群6枚のレンズ構成に限らず、他のレンズ構成でも良い
ことは言うまでもない。またレンズの種類としては上記
に示した球面レンズに限らず、例えば主走査方向と副走
査方向とで互いに屈折力が異なるレンズや、その他の非
球面レンズ、あるいはシリンドリカルレンズ等を用いて
も本発明は前述の実施形態1と同様な効果を得ることが
できる。また貼り合せレンズを主走査方向と副走査方向
とで互いに屈折力が異なるように構成しても良い。
群6枚のレンズ構成に限らず、他のレンズ構成でも良い
ことは言うまでもない。またレンズの種類としては上記
に示した球面レンズに限らず、例えば主走査方向と副走
査方向とで互いに屈折力が異なるレンズや、その他の非
球面レンズ、あるいはシリンドリカルレンズ等を用いて
も本発明は前述の実施形態1と同様な効果を得ることが
できる。また貼り合せレンズを主走査方向と副走査方向
とで互いに屈折力が異なるように構成しても良い。
【0035】本実施形態においては上述の如く透過型の
1次元ブレーズド回折格子2の格子ピッチを主走査断面
内において軸上から軸外に向って変化させている。図1
に示してあるように回折格子面22と3ラインセンサー
3との距離は画角が付くに従い増大する。軸上から最軸
外まで同一のライン間隔で色分解する為には、この距離
の変化分を考慮し回折角を変化させる必要がある。そこ
で本実施形態では主走査断面内において格子ピッチを軸
上から軸外に向って変化させている。
1次元ブレーズド回折格子2の格子ピッチを主走査断面
内において軸上から軸外に向って変化させている。図1
に示してあるように回折格子面22と3ラインセンサー
3との距離は画角が付くに従い増大する。軸上から最軸
外まで同一のライン間隔で色分解する為には、この距離
の変化分を考慮し回折角を変化させる必要がある。そこ
で本実施形態では主走査断面内において格子ピッチを軸
上から軸外に向って変化させている。
【0036】尚、結像光学系1が射出型テレセントリッ
ク系であるならば、1次元ブレーズド回折格子2の格子
ピッチを変化させる必要はない。
ク系であるならば、1次元ブレーズド回折格子2の格子
ピッチを変化させる必要はない。
【0037】次に結像光学系1の数値実施例1を表−1
に示す。数値実施例においてriは物体側より順に第i
番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より第i番目
のレンズ厚及び空気間隔、ndiとνdiは各々物体側
より順に第i番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数
である。
に示す。数値実施例においてriは物体側より順に第i
番目のレンズ面の曲率半径、diは物体側より第i番目
のレンズ厚及び空気間隔、ndiとνdiは各々物体側
より順に第i番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数
である。
【0038】
【表1】
【0039】(実施形態2)図4(A)は本発明の実施
形態2の主走査方向の要部断面図、図4(B)は本発明
の実施形態2の副走査方向の要部断面図、図5は図4に
示した結像光学系の一部を構成する貼り合せレンズを偏
心させたときの副走査方向の要部断面図である。図4、
図5において図1、図3に示した要素と同一要素には同
符番を付している。
形態2の主走査方向の要部断面図、図4(B)は本発明
の実施形態2の副走査方向の要部断面図、図5は図4に
示した結像光学系の一部を構成する貼り合せレンズを偏
心させたときの副走査方向の要部断面図である。図4、
図5において図1、図3に示した要素と同一要素には同
符番を付している。
【0040】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は貼り合せレンズG341を略同一の屈折率より
成る正レンズG31と負レンズG41とを貼り合せて構
成し、該貼り合せレンズG341の貼り合せ面R2のみ
を結像光学系11の光軸L1に対し平行偏心させたこと
である。その他の構成及び光学的作用は実施形態1と略
同様であり、これにより同様な効果を得ている。
なる点は貼り合せレンズG341を略同一の屈折率より
成る正レンズG31と負レンズG41とを貼り合せて構
成し、該貼り合せレンズG341の貼り合せ面R2のみ
を結像光学系11の光軸L1に対し平行偏心させたこと
である。その他の構成及び光学的作用は実施形態1と略
同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【0041】即ち、本実施形態では図5に示すように貼
り合せレンズG341を略同一の屈折率より成る球面系
の正レンズG31と負レンズG41との2つのレンズを
貼り合わして構成しており、その貼り合せレンズG34
1の貼り合せ面R2の光軸L 2 を副走査方向に0.41
mm平行偏心させることにより、1次元ブレーズド回折
格子2で色分解された各色光の波長の違いにより生じる
3ラインセンサー3面上における結像位置のズレを波長
の違いによる屈折率の差を利用して各色光の光路を変化
させて補正している。これにより本実施形態では図2に
示すように3ラインセンサー3面上で副走査方向に色分
解される複数の色光5,6,7の間隔S 1 ,S2 を等間
隔としている。尚、図5においてR1とR3の光軸はL
1 、R2の光軸はL2 である。
り合せレンズG341を略同一の屈折率より成る球面系
の正レンズG31と負レンズG41との2つのレンズを
貼り合わして構成しており、その貼り合せレンズG34
1の貼り合せ面R2の光軸L 2 を副走査方向に0.41
mm平行偏心させることにより、1次元ブレーズド回折
格子2で色分解された各色光の波長の違いにより生じる
3ラインセンサー3面上における結像位置のズレを波長
の違いによる屈折率の差を利用して各色光の光路を変化
させて補正している。これにより本実施形態では図2に
示すように3ラインセンサー3面上で副走査方向に色分
解される複数の色光5,6,7の間隔S 1 ,S2 を等間
隔としている。尚、図5においてR1とR3の光軸はL
1 、R2の光軸はL2 である。
【0042】本実施形態における貼り合せレンズG34
1は前述の実施形態1と同様にアッベ数が大きく異なる
2つのガラスレンズG31,G41を貼り合わして構成
しており、これにより前述の実施形態1と同様に分散の
効果を強く出している。
1は前述の実施形態1と同様にアッベ数が大きく異なる
2つのガラスレンズG31,G41を貼り合わして構成
しており、これにより前述の実施形態1と同様に分散の
効果を強く出している。
【0043】尚、2つのガラスレンズG31,G41の
材質の屈折率に関しては略同一のものでなくても上述し
た結像位置のズレの補正は可能であるが、結像性能の悪
化等から略同一のものが望ましい。また貼り合せレンズ
の形状や結像光学系のレンズ構成に関しても前述の実施
形態1と同様、これに限定されることはない。
材質の屈折率に関しては略同一のものでなくても上述し
た結像位置のズレの補正は可能であるが、結像性能の悪
化等から略同一のものが望ましい。また貼り合せレンズ
の形状や結像光学系のレンズ構成に関しても前述の実施
形態1と同様、これに限定されることはない。
【0044】また、本実施例では貼り合せレンズの貼り
合せ面を結像光学系の光軸に対して平行偏心させたが、
傾き偏心させても同様の効果が得られる。
合せ面を結像光学系の光軸に対して平行偏心させたが、
傾き偏心させても同様の効果が得られる。
【0045】次に結像光学系11の数値実施例2を表−
2に示す。
2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】
【発明の効果】本発明によれば前述の如く色分解手段と
しての1次元ブレーズド回折格子を用いてカラー画像を
複数の色光に色分解して各々受光手段面上に導光して、
該受光手段によりカラー画像を読取る際、該1次元ブレ
ーズド回折格子で色分解された回折光の波長の違いによ
り生じる結像位置のズレに起因する受光手段面上での副
走査方向に色分解される複数の色光の間隔の非対称性を
結像光学系を構成する少なくとも一部のレンズを偏心さ
せて補正することにより、該受光手段面上で副走査方向
に色分解される複数の色光の間隔を等間隔とすることが
でき、これにより簡易な受光手段でカラー画像を高精度
で、かつ高品位に読取ることができるカラー画像読取装
置を達成することができる。
しての1次元ブレーズド回折格子を用いてカラー画像を
複数の色光に色分解して各々受光手段面上に導光して、
該受光手段によりカラー画像を読取る際、該1次元ブレ
ーズド回折格子で色分解された回折光の波長の違いによ
り生じる結像位置のズレに起因する受光手段面上での副
走査方向に色分解される複数の色光の間隔の非対称性を
結像光学系を構成する少なくとも一部のレンズを偏心さ
せて補正することにより、該受光手段面上で副走査方向
に色分解される複数の色光の間隔を等間隔とすることが
でき、これにより簡易な受光手段でカラー画像を高精度
で、かつ高品位に読取ることができるカラー画像読取装
置を達成することができる。
【図1】 (A)は本発明の実施形態1の主走査断面
図、(B)は本発明の実施形態1の副走査断面図
図、(B)は本発明の実施形態1の副走査断面図
【図2】 受光手段近傍の副走査断面図
【図3】 結像光学系を構成する貼り合せレンズの副走
査断面図
査断面図
【図4】 (A)は本発明の実施形態2の主走査断面
図、(B)は本発明の実施形態2の副走査断面図
図、(B)は本発明の実施形態2の副走査断面図
【図5】 結像光学系を構成する貼り合せレンズの副走
査断面図
査断面図
【図6】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図
略図
【図7】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図
略図
【図8】 モノリシク3ラインセンサーの説明図
【図9】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図
略図
【図10】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図
概略図
【図11】 1次元ブレーズド回折格子の分光特性を示
す説明図
す説明図
21 原稿面 1,11 結像光学系 2 色分解光学系(1次元ブレーズド回折格子) 3 受光手段(モノリシック3ラインセンサー) 4 カバーガラス 5,6,7 色光(回折光) 8,9,10 ラインセンサー S1 ,S2 ライン間の距離 G34,G341 貼り合せレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有田 信一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 今道 和行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H087 KA00 NA11 PA05 PA18 PB06 QA02 QA07 QA12 QA22 QA25 QA32 QA42 QA46 RA44 RA46 5C051 AA01 BA03 DA06 DB01 DB22 DB23 FA01 5C072 AA01 BA04 BA16 BA17 BA18 DA02 DA03 DA20 DA21 EA08 QA05 XA01
Claims (14)
- 【請求項1】 カラー画像を結像光学系により入射光束
を複数の色光に色分解する1次元ブレーズド回折格子よ
り成る色分解手段を介して複数のラインセンサーを同一
基板面上に配置した受光手段面上に結像させ、該カラー
画像と該受光手段とを相対的に副走査方向に走査させて
該受光手段で該カラー画像を読取るカラー画像読取装置
において、 該色分解手段により色分解された各色光の波長の違いに
より生じる該受光手段面上における結像位置のズレを、
該結像光学系を構成する少なくとも一部のレンズを偏心
させて、該受光手段面上で副走査方向に色分解される複
数の色光の間隔を等間隔となるようにしたことを特徴と
するカラー画像読取装置。 - 【請求項2】 前記結像光学系を構成する少なくとも一
部のレンズを該結像光学系の光軸に対して平行偏心させ
たことを特徴とする請求項1のカラー画像読取装置。 - 【請求項3】 前記結像光学系を構成する少なくとも一
部のレンズを該結像光学系の光軸に対して傾き偏心させ
たことを特徴とする請求項1のカラー画像読取装置。 - 【請求項4】 前記平行偏心させたレンズを前記結像光
学系の光軸に対して傾き偏心させたことを特徴とする請
求項2のカラー画像読取装置。 - 【請求項5】 前記結像光学系は貼り合せレンズを有
し、該貼り合せレンズを該結像光学系の光軸に対して平
行偏心させたことを特徴とする請求項1のカラー画像読
取装置。 - 【請求項6】 前記結像光学系は貼り合せレンズを有
し、該貼り合せレンズを該結像光学系の光軸に対して傾
き偏心させたことを特徴とする請求項1のカラー画像読
取装置。 - 【請求項7】 前記平行偏心させた貼り合せレンズを前
記結像光学系の光軸に対して傾き偏心させたことを特徴
とする請求項5のカラー画像読取装置。 - 【請求項8】 前記結像光学系は貼り合せレンズを有
し、該貼り合せレンズの貼り合せ面を該結像光学系の光
軸に対して平行偏心させたことを特徴とする請求項1の
カラー画像読取装置。 - 【請求項9】 前記結像光学系は貼り合せレンズを有
し、該貼り合せレンズの貼り合せ面を該結像光学系の光
軸に対して傾き偏心させたことを特徴とする請求項1の
カラー画像読取装置。 - 【請求項10】 前記貼り合せレンズは略同一の屈折率
を有するレンズが貼り合わされて構成されていることを
特徴とする請求項8又は9のカラー画像読取装置。 - 【請求項11】 前記1次元ブレーズド回折格子は透過
型の1次元ブレーズド回折格子より成ることを特徴とす
る請求項1のカラー画像読取装置。 - 【請求項12】 前記1次元ブレーズド回折格子の格子
ピッチは主走査断面内において軸上から軸外に向かって
変化していることを特徴とする請求項1又は11のカラ
ー画像読取装置。 - 【請求項13】 前記偏心するレンズは主走査方向と副
走査方向とで互いに屈折力が異なることを特徴とする請
求項1、2、3又は4のカラー画像読取装置。 - 【請求項14】 前記貼り合せレンズは主走査方向と副
走査方向とで互いに屈折力が異なることを特徴とする請
求項5、6、7、8又は9のカラー画像読取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033924A JP2000232556A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | カラー画像読取装置 |
| US09/501,521 US6738164B1 (en) | 1999-02-12 | 2000-02-09 | Color image reading apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033924A JP2000232556A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | カラー画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000232556A true JP2000232556A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12400078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11033924A Pending JP2000232556A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | カラー画像読取装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6738164B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000232556A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011197086A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Ricoh Co Ltd | レンズ偏心機構を有する結像レンズユニット |
| JP2019101395A (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッド | 撮像光学レンズ |
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|---|---|---|---|---|
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| US7214926B2 (en) * | 2004-11-19 | 2007-05-08 | Micron Technology, Inc. | Imaging systems and methods |
| JP4282081B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置およびその方法 |
| US7472131B2 (en) * | 2005-12-12 | 2008-12-30 | Justsystems Evans Research, Inc. | Method and apparatus for constructing a compact similarity structure and for using the same in analyzing document relevance |
| JP4979452B2 (ja) * | 2007-05-07 | 2012-07-18 | キヤノン株式会社 | 画像読取装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4991030A (en) | 1986-07-07 | 1991-02-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus capable of reading a projected image and having means for diffusing the projected luminous flux |
| US5187358A (en) * | 1989-02-15 | 1993-02-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading device having a telecentric optical system and a blazed diffraction grating |
| JPH0563909A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-12 | Canon Inc | カラー画像読取装置 |
| JP3034438B2 (ja) | 1994-03-31 | 2000-04-17 | キヤノン株式会社 | カラーフィルタの製造装置 |
| JP2839133B2 (ja) | 1994-03-31 | 1998-12-16 | キヤノン株式会社 | カラーフィルタの製造方法及び製造装置及び液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置を備えた装置の製造方法 |
| JP3240870B2 (ja) | 1995-02-09 | 2001-12-25 | キヤノン株式会社 | カラー画像読取装置 |
| JPH0951405A (ja) | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Canon Inc | 画像読取装置 |
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| JPH10200704A (ja) * | 1997-01-10 | 1998-07-31 | Nikon Corp | 読取倍率が可変の原稿読取光学装置 |
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