JPH03183255A - カラー読取装置 - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 ■、実施例と第１図との対応関係 ■、第１実施例 ■、第２実施例 発明の効果 〔概　要〕 蛍光灯を光源として用いるようにしたカラー読取装置に
関し、 蛍光灯光源から放射される輝線スペクトル成分がセンサ
に入射しないようにすることを目的とし、原稿を蛍光灯
光源で照明し、この原稿からの反射光を結像光学系によ
ってセンサ上に結像させ、それぞれ分解色の異なる複数
の色分解フィルタを光路中に選択的に間挿して、カラー
画像の読み取りを行なうカラー読取装置において、蛍光
灯光源と原稿との間あるいは原稿とセンサとの間のいず
れかに、入射面が結像光学系の光軸と交差するように配
置され、入射光に含まれる所定の波長の成分を除去し、
他の成分を透過する少なくとも１つのフィルタを備え、
少なくとも１つのフィルタを透過した成分がセンサに到
達するように構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、カラー読取装置に関し、特に、蛍光灯を光源
として用いるようにしたカラー読取装置に関するもので
ある。

カラー読取装置は、ファクシミリ装置やコンピュータへ
の画像入力装置として用いられている。

カラー読取装置としては、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ
）などを用いたイメージセンサによって、カラー画像を
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の強度分布とし
て測定して読み取るものが知られている。

また、このようなカラー読取装置には、カラー画像を高
精度に読み取ることが要求されるとともに、小型化１低
価格化も要望されている。

〔従来の技術〕

第７図に従来のフィルタ切換型カラー読取装置の構成を
示す。また、第８図に従来のフィルタ切換型カラー読取
装置の動作の概略を示す。

原稿６１１は、照明装置６１２によって照明されており
、この原稿６１１上の線状の部分（以下、読み取りライ
ンと称する）６１３からの反射光が、レンズ６１４によ
ってセンサ（例えばＣＣＤラインイメージセンサ）６１
５上に結像されている。

このセンサ６１５により、入射する光の強度分布を測定
することによって、読み取りライン６１３におけるカラ
ー画像を読み取るようになっている。

ここで、第７図に示したカラー読取装置においては、原
稿６１１とセンサ６１５との間に、それぞれ赤色（Ｒ）
成分、緑色（Ｇ）成分、青色（Ｂ）成分を透過させるフ
ィルタ６２１ｒ、６２１ｇ。

６２１ｂが、選択的に挿入されるようになっている。

これらのフィルタ６２１ｒ、６２１ｇ、６２１ｂは、そ
れぞれリニアモータ６２２ｒ、６２２ｇ。

６２２ｂによって保持されており、これらのりニアモー
タ６２２ｒ、６２２ｇ、６２２ｂを光軸６１６に垂直な
矢印Ｃの方向に駆動することにより、フィルタ６２１ｒ
、６２１ｇ、６２１ｂを光路を遮る位置に移動させるよ
うになっている。

例えば、フィルタ６２１ｒに対応するりニアモータ６２
２ｒを駆動して、第８図（ａ）に示すように、フィルタ
６２１ｒがレンズ６１４とセンサ６１５との間に挿入す
ると、センサ６１５には、読み取りライン６１３からの
反射光の中のＲ成分のみが到達する。このセンサ６１５
によって、反射光のＲ成分の強度分布を測定することに
より、読み取りライン６１３上の画像のＲ成分の読み取
りを行なうことができる。

同様にして、第８図（ｂ）、　（Ｃ）に示すように、リ
ニアモータ６２２ｇ、６２２ｂのそれぞれを駆動してフ
ィルタ６２１ｇ、６２１ｂを光路中に挿入することによ
り、読み取りライン６１３上の画像のＧ成分、８７５分
の読み取りが行なわれる。

このようにして、読み取りライン６１３に対応する原稿
６１１の線状の部分のカラー画像は、フィルタ６２１ｒ
、６２１ｇ、６２１ｂを切り換えることにより、ＲＧＢ
各戒分成分に時分割で読み取られる。

また、原稿６１１を読み取りライン６１３に垂直な方向
（第７図において矢印Ａで示す）に所定の長さだけ移動
させ、上述した読み取り動作を繰り返すことにより、原
稿６１１上の２次元のカラー画像の読み取りが行なわれ
る。

上述した３枚のフィルタ６２１ｒ、６２１ｇ。

６２１ｂに代えて、第９図（ｂ）に示すように、フイル
タ８２１ｂを中央にして、両側にフィルタ８２１ｒ、８
２１ｇを隣接させて形成した１枚の板状フィルタ８２０
を用いるようにしたカラー読取装置も提案されている（
特開昭６２−２１０７７４号「カラー読み取り装置Ｊで
開示されている）。

上述した板状フィルタ８２０を用いるカラー読取装置に
おいては、第９図（ａ）に示すように、レンズ８１４と
センサ８１５との間に、この板状フィルタ８２０を配置
し、光軸８１６に垂直な平面内で上下方向（第９図にお
いて矢印Ｂで示す）に移動させることにより、フィルタ
８２１ｒ、８２１ｇ、８２１ｂの何れかが光路中に挿入
されるようになっている。このようにして、光路中に挿
入するフィルタを切り換えて、上述と同様にセンサ８１
５によりＲ，Ｇ、Ｂ各成分の強度分布の測定を行なうこ
とにより、原稿８１１上のカラー画像の読み取りが行な
われる。

第１０図に、上述した板状フィルタ８２０を移動させる
フィルタ切換機構の構成を示す。

板状フィルタ８２０は、基板８２３に固定されており、
また、４枚の板バネ８２４のそれぞれの一端はこの基板
８２３に、それぞれの他端は支持台８３１に固定されて
おり、４枚の板ばね８２４を湾曲させることにより、基
板８２３を支持台８３１を支点として揺動するようにな
っている。また、基板８２３の両端には一対のコイル８
２６が固定されている。

このコイル８２６のそれぞれを挟んで、それぞれ一対の
磁石（図示せず）が配置されており、コイル８２６に電
流を流した際に、コイル８２６が磁石による磁場から受
ける力を利用して、基板８２３を上下方向（第１０図に
おいて矢印りで示す）に移動させるようになっている。

上述したフィルタ切換型のカラー読取装置においては、
画像の読み取り用の結像光学系が１つであるので、ＲＧ
Ｂ各成分ごとに別々の光学系を設けた場合に比べて小型
化することができ、また、読み取り位置のずれなどを生
じないので、光学系の調整が容易となる。また、フィル
タおよびフィルタ切換機構をユニット化して着脱自在と
すれば、従来の白黒画像読み取り装置にオブシッンとし
て付加することも可能であり、白黒画像読取装置との互
換性にも優れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来方式にあっては、原稿上の線状
の部分を照明する照明装置としては、このような線状の
領域を一様に照明することができ、且つ、安価で長寿命
であり、発熱も少ないという特長を有するすることから
、蛍光灯が広く用いられている。

ここで、蛍光灯によって放射される光には、蛍光による
連続的な成分だけでなく、蛍光管に封入された気体原子
が、放電によって励起された際に放射するその元素特有
の輝線スペクトルの成分も含まれている。例えば、昼光
色の蛍光灯の分光発光特性には、第１１図に示すように
、波長４０５ｎｍ　（紫）、４３６ｎｍ（青紫）、５４
６ｎｍ（緑）。

５７７〜５７９ｒｖ（黄）などの水銀の輝線スペクトル
がみられる。

このような輝線スペクトルのエネルギーは、周囲の温度
によって大きく変動し、また、蛍光灯の点灯時間によっ
ても変動する。このため、蛍光灯によって照明された原
稿からの反射光のＲＧＢ各成分の強度もまた変動するの
で、カラー画像の読み取りを高精度で行なうことができ
ないという問題点があった。

このような輝線スペクトルの影響を除去して、安定でか
つ高精度な読み取りを行なうための方法として、蛍光灯
光源の残光を使用して測定を行なう技法（特開昭６１−
４２７０号で開示されている）が提案されている。

しかしながら、この技法においては、ｌラインのカラー
画像の読み取りの際に、蛍光灯光源の点灯および消灯を
少なくとも１回以上繰り返す必要がある。このため、読
み取りに要する時間が長くなり、また、点滅を繰り返す
ために蛍光灯光源の寿命が短くなるという欠点を有して
おり、蛍光灯光源を点灯したままでカラー画像の読み取
りを行なう方法が要望されている。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、蛍光灯光源から放射される輝線スペクトル成分が
センサに入射しないようにしたカラー読取装置を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は、本発明のカラー読取装置の原理ブロック図で
ある。

図において、原稿１０１を蛍光灯光源１０２で照明し、
この原稿１０１からの反射光を結像光学系１０４によっ
てセンサ１０５上に結像させ、それぞれ分解色の異なる
複数の色分解フィルタ１０６を光路中に選択的に間挿し
て、カラー画像の読み取りをｊテなうカラー読取装置は
、蛍光灯光源１０２と原稿１０１との間あるいは原稿と
センサ１０５との間のいずれかに、入射面が結像光学系
１０４の光軸と交差するように配置され、入射光に含ま
れる所定の波長の成分を除去し、他の成分を透過する少
なくとも１つのフィルタ１１１を備えて、少なくとも１
つのフィルタ１１１を透過した成分がセンサ１０５に到
達するように構成されている。

〔作　用〕

少なくとも１つのフィルタ１１１は、蛍光灯光源１０２
と原稿１０１との間あるいは原稿とセンサ１０５との間
のいずれかに、入射面が結像光学系１０４の光軸と交差
するように配置される。

例えば、原稿１０１とセンサ１０５との間に、これらの
フィルタ１１１を配置した場合は、これらのフィルタ１
１１により、原稿１０１からの反射光に含まれる所定の
波長の成分が除去され、他の成分が透過して、センサ１
０５に到達する。

また、これらのフィルタ１１１を蛍光灯光源１０２と原
稿１０１との間に配置した場合は、これらのフィルタ１
１１を透過した成分の光によって原稿１０１が照明され
、この原稿１０１によって反射された光がセンサ１０５
に到達する。

例えば、上述した少なくとも１つのフィルタ１１１によ
り、蛍光灯光源１０２から放射される光に含まれている
輝線スペクトルの成分を除去するようにすれば、周囲の
温度変化などによるエネルギーの変化が少ない蛍光によ
る成分を用いて、カラー画像の読み取りを行なうことが
できる。

また、これらのフィルタ１１１は、反射型ホログラムに
よって形成されたホログラフィック回折格子などで実現
すればよい。

本発明にあっては、上述した少なくとも１つのフィルタ
ｔｘｔによって、所定の波長の成分（例えば、輝線スペ
クトルの成分）が除去されるので、蛍光灯光源１０２を
連続的に点灯した状態であっても、上述した所定の成分
がセンサ１０５に到達することはない。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例におけるカラー読取装置の
構成を示す。

１、　施例と第１図との対応関係 ここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示して
おく。

原稿１０１は、原稿２０１に相当する。

蛍光灯光源１０２は、照明装置２０２に用いられている
蛍光灯に相当する。

結像光学系１０４は、レンズ２０４に相当する。

センサ１０５は、センサ２０５に相当する。

色分解フィルタ１０６は、板状フィルタ２１０を形成す
るフィルタ２１１ｒ、２１１ｇ、２１１ｂに相当する。

フィルタ１１１は、干渉フィルタ２２０に相当する。

以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

第２図において、原稿２０１は、蛍光灯を光源とする照
明装Ｎ２Ｏ２によって照明されており、この原稿２０１
上の線状の領域に対応する読み取リライン（図示せず）
からの反射光の中の干渉フィルタ２２０（後述する）を
透過した成分が、レンズ２０４によってセンサ（例えば
ＣＣＤラインイメージセンサ）２０５上に結像されるよ
うになっている。

また、第２図の原稿２０１とセンサ２０５との間には、
例えば、第１Ｏ図に詳細構成を示したようなフィルタ切
換機構（図示せず）が配置されている。このフィルタ切
換機構には、それぞれＲＧＢ各戒分成分過するフィルタ
２１１ｒ、２１１ｇ。

２１１ｂからなる板状フィルタ２１０が固定されており
、この板状フィルタ２１０を光軸２０６に垂直な方向（
図において矢印Ｅで示す）に移動させるようになってい
る。これにより、フィルタ２１１ｒ、２１１ｇ、２１１
ｂの何れかが、選択的に光路中に挿入される。

例えば、フィルタ切換機構によってフィルタ２１１ｒが
光路中に挿入されると、読み取りライン２０３からの反
射光の中のＲ［分のみが、センサ２０５に到達する。同
様に、フィルタ２１１ｇ。

２１１ｂのそれぞれが挿入されると、反射光の中のＧ成
分、Ｂ成分がぞれぞれセンサ２０５に到達する。

このように、フィルタ２１１ｒ、２１１ｇ、２１１ｂを
順次に切り換えて、読み取りラインに対応する原稿２０
１上の線状の領域の画像を、ＲＧＢ各成分の強度分布と
して、時分割で測定するようになっている。

また、上述した板状フィルタ２１０は、レンズ２０４と
センサ２０５との間に配置してもよく、また、板状のフ
ィルタ２１０とフィルタ切換機構を、３枚のフィルタを
それぞれリニアモータで駆動する構成（第７図参照）に
置き換えてもよい。

（ｉｉ）干渉フィルタの構成 干渉フィルタ２２０は、例えば４枚の反射型ホログラム
２２１．．２２１２，２２１．．２２１゜から形成され
ており、これらの反射型ホログラム２２１、．２２１□
、２２１．．２２１．のそれぞれは、所定の波長λ２．
λ２．λ１．λ４を中心とする狭い波長領域の成分を選
択的に反射する回折格子となっている。

また、この干渉フィルタ２２０は、光軸２０６に対して
例えば４５度傾けて配置されており、この干渉フィルタ
２２０によって反射された光が、センサ２０５に入射し
ないように、黒板２２２などによって遮光されている。

第３図に反射型ホログラムの説明図を示す。

例えば、反射型ホログラム２２１１に所定の角度で白色
光を入射させると、第３図に反射光の分光特性として示
すように、波長λ１を中心とする狭い帯域の成分のみが
反射される。この場合は、第３図に示すように、入射し
た白色光のスペクトル（第３図参照）から上述した波長
λ１を中心とする狭い帯域の成分を除去した成分が、こ
の反射型ホログラム２２１１を透過する。

ここで、回折格子となっている反射型ホログラムによっ
て反射される成分の中心波長および帯域幅は、この反射
型ホログラムに焼き付けられている回折格子パターンに
よって決定されるが、この回折格子パターンは、コンピ
ュータにより自由に設計することが可能である。

また、反射型ホログラムの各位置でそれぞれ異なる角度
で入射した白色光について、上述したような反射光と透
過光との分光特性が得られるように、上述した回折格子
パターンを設計することも可能である。

従って、波長λ１．λ２．λ５．λ４をそれぞれ４０５
ｎｍ、４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、５７８ｒ＋ｍとし、入
射面の光軸に対する傾き（例えば４５度）と収束光（あ
るいは拡散光）が入射することによる位置による入射角
の変化を考慮して回折格子パターンを設計すればよい。

このようにして作威された回折格子パターンをガラス基
板などに焼き付けて、反射型ホログラム２２１、．２２
１□、２２１３，２２１．を作威し、これらを積層化し
て、干渉フィルタ２２０を形成すればよい。

第４図に、この干渉フィルタ２２０に、輝線スペクトル
の成分を含む光が入射した場合の透過光および反射光の
分光特性を示す。

このように、入射光の中の４本の輝線スペクトルの成分
が、干渉フィルタ２２０を構成する反射型ホログラム２
２１．．２２１□、２２１．．２２１４のそれぞれによ
って反射され、蛍光による成分のみがこの干渉フィルタ
２２０を透過する。

ここで、照明装置２０２は、蛍光灯を光源としているの
で、原稿２０１からの反射光にも、第１１図に示したよ
うな輝線スペクトルの成分に対応する成分が含まれてお
り、この成分は、輝線スペクトルの成分のエネルギーの
変動に応じて、周囲の温度や蛍光灯の点灯時間などに応
じて変化する。

しかし、上述したように、干渉フィルタ２２０の反射型
ホログラム２２１．．２２Ｌ、２２１３゜２２１４のそ
れぞれによって反射されるので、センサ２０５に到達す
ることはない。

従って、干渉フィルタ２２０を透過した光（第４図参照
）のみが、センサ２０５に到達し、上述したようにして
強度分布の測定が行なわれるので、輝線スペクトルの変
動による強度分布の測定誤差を除去することができる。

この干渉フィルタ２２０を透過する蛍光による成分は、
時間的に安定であり、また、温度依存性も小さい。従っ
て、このような蛍光による成分のみを用いて測定するこ
とにより、蛍光灯の経時変化や周囲の温度による変化に
よる測定結果の誤差を小さくし、カラー画像の読み取り
を高精度で行なうことができる。

また、輝線スペクトルは、光路中に挿入された干渉フィ
ルタ２２０によって除去されるので、蛍光灯を点滅させ
る必要がない。従って、蛍光灯を連続して点灯した状態
で測定することができ、蛍光灯の点滅を繰り返して測定
する場合に比べて、画像の読み取りに要する時間を短縮
することができる。また、蛍光灯の寿命を低下させるこ
ともない。

なお、第２図においては、原稿２０１とレンズ２０４と
の間に干渉フィルタ２２０を配置した場合を示したが、
レンズ２０４とセンサ２０５との間にこの干渉フィルタ
２２０を配置してもよい。

Ｕも監明 通常、第２図に示した照明装置２０２は、蛍光灯への電
源供給回路や蛍光灯の温度を一定に保つ保温装置などを
一体化したユニットとなっており、光源となる蛍光灯４
０１は、第５図に示すような筐体４１０に収められてい
る。

この筐体４１０には、原稿２０１と対向する側に窓４１
１が設けられており、蛍光灯４０１からの放射光は、こ
の窓４１１を介して原稿２０１を照明するようになって
いる。

従って、第２図に示した干渉フィルタ２２０を原稿２０
１とセンサ２０５との間の光路中に挿入する代わりに、
上述したようにして作成された干渉フィルタ４２０を上
述した窓４１１に取り付ければ、蛍光灯４０１から放射
された光の中の輝線スペクトルを除いた成分（第４図参
照）が原稿２０１に到達する。

これにより、原稿２０１は、第４図に示したような連続
的なスペクトルを有する光で照明されるので、第１実施
例と同様に、蛍光灯の経時変化や周囲の温度による変化
による測定誤差を小さくし、カラー画像の読み取りを高
精度で行なうことができる。

また、蛍光灯を連続して点灯した状態で測定することが
できるので、画像の読み取りに要する時間を短縮するこ
とができる。また、蛍光灯の寿命を低下させることもな
い。

更に、照明装置２０２を構成する筐体４１０の窓４１１
に、干渉フィルタ４２０が取り付けられるので、カラー
読取装置を小型化し、各部をユニット化して保守などを
容易にしたいという要望に応えることもできる。

なお、この干渉フィルタ４２０を配置する位置は、筐体
４１０の窓４１１に限定されず、蛍光灯４０１と原稿２
０１との間に配置すればよく、例えば、第６図（ａ）、
　（ｂ）に示すように、蛍光灯の管面上の一部あるいは
全部にコーティング技術を応用して作成してもよい。

第６図（ａ）は、蛍光灯の管面のうち原稿２０１の照明
に寄与する部分に、コーティングによって干渉フィルタ
を作成した場合を示している。この場合は、原稿２０１
に到達する光には、上述した輝線スペクトルは含まれな
い。

また、第６図（ロ）は、蛍光灯の管面の全周に干渉フィ
ルタを作成した場合を示している。この場合は、蛍光灯
から放射される光は、全てこの干渉フィルタによって濾
波されるので、この蛍光灯から放射される光の分光特性
は、第４図に示したようになる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、少なくとも１つのフ
ィルタによって、所定の波長の成分（例えば、ＩＩｍス
ペクトルの成分）が除去されるので、蛍光灯光源を連続
的に点灯した状態であっても、上述した所定の成分がセ
ンサに到達することはないので、カラー画像を高速でか
つ高精度に読み取ることができ、実用的には極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー読取装置の原理ブロック図、 第２図は本発明の第１実施例によるカラー読取装置の構
成図、 第３図は実施例による反射型ホログラムの説明図、第４
図は実施例による干渉フィルタの説明図、第５図は第２
実施例による照明装置の構成図、第６図は第２実施例に
よる照明装置の変形例を示す図、 第７図は従来のカラー読取装置の構成図、第８図は従来
のカラー読取装置の動作の概略を示す図、 第９図は従来の別のカラー読取装置の構成図、第１Ｏ図
はフィルタ切換機構の構成図、第１１図は蛍光灯の分光
特性を示す図である。 図において、 １０１は原稿、 １０２は蛍光灯光源、 １０４は結像光学系、 １０５はセンサ、 １０６は色分解フィルタ、 １１１はフィルタ、 ２０１．６１１，８１１は原稿、 ２０２．６１２，８１２は照明装置、 ２０４．６１４，８１４はレンズ、 ２０５．６１５，８１５はセンサ、 ２０６．６１６，８１６は光軸、 ２１０．８２０は板状フィルタ、 ２１１．６２１，８２１はフィルタ、 ２２０．４２０は干渉フィルタ、 ２２１は反射型ホログラム、 ４０１は蛍光灯、 ４１０は筐体、 ４１１は窓、 ６１３は読み取りライン、 ６２２はリニアモータ、 ８２３は基板、 ８２４は板バネ、 ８２６はコイル、 ３ １は支持台である。 本発明の原理ブロック図 第１図 実施例によるカラー読取装置の構成間 第 図 反射型ホ ログラムの説明図 第 図 干渉フ ルり の説明図 第 図 実施例による照明装置の構成図 第 図 第２実施例の変形例を示す図 従来のカ ラー読取装置の構成図 第 図 従来のカラー読取装置の動作を示す間 第 図 従来の男りのカラー読取装置の構成図 第９図 フィ ルタ切換機構の構成図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿（１０１）を蛍光灯光源（１０２）で照明し
   、この原稿（１０１）からの反射光を結像光学系（１０
   ４）によってセンサ（１０５）上に結像させ、それぞれ
   分解色の異なる複数の色分解フィルタ（１０６）を光路
   中に選択的に間挿して、カラー画像の読み取りを行なう
   カラー読取装置において、 前記蛍光灯光源（１０２）と前記原稿（１０１）との間
   あるいは前記原稿と前記センサ（１０５）との間のいず
   れかに、入射面が前記結像光学系（１０４）の光軸と交
   差するように配置され、入射光に含まれる所定の波長の
   成分を除去し、他の成分を透過する少なくとも１つのフ
   ィルタ（１１１）を備え、 前記少なくとも１つのフィルタ（１１１）を透過した成
   分がセンサ（１０５）に到達するように構成したことを
   特徴とするカラー読取装置。