JPH03268671A

JPH03268671A - カラー読取装置における結像調整方式

Info

Publication number: JPH03268671A
Application number: JP2067306A
Authority: JP
Inventors: Tadakazu Kusunoki; 楠　忠和; Yoshiharu Suzuki; 祥治鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-29

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】〔概　要〕カラー読取装置における結像調整方式に関し、色分解手
段と色収差補正手段の両者の調整を同時に行うことによ
り、色精度（色再現性）の向上を図ることを目的とし、カラー読取装置において、原稿からの光源による反射光
をレンズを介して受光素子の受光面に結像させる結像調
整方式であって、結像光路中に、前記反射光を赤、緑、
青の各色に分解する色分解手段と、前記色分解手段によ
り生じる光路長のずれと前記各色の波長の差により生じ
る色収差を補正する色収差補正手段とを備え、前記色分
解手段と色収差補正手段の両者を、制御手段の制御のも
とに駆動手段により同時に調整することにより、前記受
光面に最適な結像を得るように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はカラー読取装置における色精度の向上を図った
結像調整方式に関する。

近年、ファクシミリ装置やコンピュータへの画像入力装
置として用いられるカラー読取装置が著しく発展してい
る。一般に、カラー読取装置は原稿面から反射された赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色光を色分解した後に
結像させ、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ素子）等のラ
インイメージセンサにより読み取る方法を用いる。

〔従来の技術〕

第５図は従来のフィルタ切換型のカラー読取装置の要部
構成図である。第５図において、原稿１上の読取ライン
６は照明装置２によって照明されておりこの読取ライン
６上の画像が読み取られる。

即ち、読取ライン６からの反射光はレンズ４によりＣＣ
Ｄ素子によるラインイメージセンサ５の上に結像する。

カラー読取を行うためにはレンズ４とセンサ５の間にＲ
，Ｇ、　Ｂ各色成分に対応する３枚の色分解フィルタ９
ａ、９ｂ、９ｃを設ける。

色分解フィルタ９ａ、９ｂ、９ｃはそれぞれリニアモー
タ１０ａ、　１０ｂ、　１０ｃで保持され、リニアモー
タ１０ａ、　１０ｂ、　１０ｃの動作により読取ライン
６からセンサ５への光路を遮るような位置へ移動できる
ようになっている。

第６図（ａ）、ら）、（Ｃ）は第５図構成の装置のカラ
ー読取動作の説明図である。まず、読取ライン６上のカ
ラー画像の赤色成分（Ｒ成分）を読み取るときは、（ａ
）に示すように、３つの色分解フィルタの内の赤色成分
を透過するＲフィルタ９ａをリニアモータ１０ａで駆動
して光路中に配置する。他の２つのフィルタは光路を遮
らない位置に保持する。

この結果、読取ライン６からの反射光の内、赤光のみが
センサ５に到達することができカラー画像のＲ成分が読
み取られる。

カラー画像の緑色成分（Ｇ成分）を読み取るときは、（
ｂ）に示すように、また、青色成分（Ｂ成分）を読み取
るときは、（Ｃ）に示すように、光路中にそれぞれの成
分を透過するＧフィルタ９ｂＳＢフィルタ９Ｃを順次配
置する。そして、１ラインのＲＧＢ読取が終了すると、
原稿を図中の矢印方向に所定長さだけ送って次のライン
の読み取りを行う。

このような装置では、小型で軽量の色分解フィルタと、
高速のりニアモータを組み合わせることにより、センサ
１ラインの読取時間と同程度の時間で各色分解フィルタ
９ａ、９ｂ、９ｃの切り換えを行いカラー読取を実現し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、色分解を行うカラー読取装置では通常、
被写体の画像情報を３色（Ｒ，Ｇ、　　Ｂ成分）に分解
しこれを合成することでカラー画像を得ている。そして
この種の読取装置では多くの場合、結像レンズ系を用い
る。

しかし、通常、この様な結像レンズ系では各色色分解フ
ィルタの厚さ及び各分解色の波長が異なるためレンズの
屈折率が変わり、そのた約各色の焦点距離が相違する。

そのたｔ結像面において焦点距離の差に応じてピントず
れ（画像のぼけ）と色収差を生じる。

ところで、同一出願人による特開昭６１−２８４１６２
号公報には、上述の従来の問題点を解決するた約にガラ
ス板からなる平行平面透光板を各色分解フィルタ毎に挿
入し、このガラス板の厚さによる屈折率の変化を利用し
て各分解色毎に焦点距離を合せている。これにより光路
長を強制的に変更することができピントすれと色収差を
補正することができる。

この従来方法では上述のように切り換える色分解フィル
タに応じて厚さの調整されたガラス板を各色分解フィル
タとともに光路中に挿入する。このようにして、屈折率
及び各色の波長に対するピントずれが最も小さくなる位
置がセンサ結像面になるように設定し、ピントずれを平
均的に小さくなるようにしている。

一方、できるだけ原稿に近い色を再現するために色精度
の高い読取を実現するためには、上記の方法では不十分
で、ガラス板の厚さや屈折率だけではまだ調整しきれな
い。これは色精度を向上させるには各色分解フィルタの
光学特性も考慮しなければならないからである。カラー
読取装置の光学系においては色分解フィルタの分光特性
、即ち、透過出力と透過光の波長の関係により色精度が
左右されるからである。

通常、一般に行われる分光特性を調整する方法に色分解
フィルタの厚さを調整する方法がある。

しかし、透過出力はフィルタ自体のバラツキによっても
波長に沿って大きく変化し、これにより結像光学系の色
収差が増大して高い色精度を達成するにはまだ問題があ
る。さらに、この従来方法によりピントずれ及び色収差
を補正しても、特に原稿の縁（エツジ）付近でのピント
すれと色収差による色精度の劣化は解消されていない。

また、レンズ系のＦ値を小さくすることも考えられるが
、このようにすると各波長に対するでフォーカスの広が
りが狭くなり、平均的なピント位置での色精度はさらに
劣化するので採用することができない。

本発明の目的は、色分解フィルタの厚さを各色の波長に
応じて最適化するように設定し、さらに光路長を補正す
るために平行平面板からなる透光板を光路中に配置して
屈折率の変化を利用し、これらを同時に調整することに
よりピントすれと色収差を補正することにより高精度の
読取画像が得られるようにしたカラー読取装置における
結像調整方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。本発明は、カラー
読取装置において、原稿１からの光源２による反射光ｌ
をレンズ４を介して受光素子５の受光面に結像させる結
像調整方式であって、結像光路中に、前記反射光を赤、
緑、青の各色に分解する色分解手段１１と、前記色分解
手段１１により生じる光路長のずれと前記各色の波長の
差により生じる色収差を補正する色収差補正手段１２と
を備え、前記色分解手段１１と色収差補正手段１２の両
者を、制御手段１５の制御のもとに駆動手段１３．１４
より同時に調整することにより、前記受光面に最適な結
像を得るようにしたことを特徴とするもので、前記色分
解手段１１は色ガラスフィルタであり、色分解された各
色の波長と内部透過率に応じて前記色ガラスフィルタの
厚さを設定し、前記色収差補正手段１２は平行平面のガラス透光板であ
り、色分解された各色に対応して前記透光板の厚さを設
定し、色分解された各色に対応して前記透光板αりの屈折率を
設定する。

〔作　用〕

第２図に示すように、本発明では第１に、色分解用フィ
ルタ以外の光源、ミラー、レンズ、原稿、ガラス等の光
学系要素の配置等を決定し、第２に色分解フィルタの分
光特性を最適化するため光学的特性、即ち、色分解フィ
ルタの厚さ、屈折率、選択波長等を決定する。さらに、
第３に結像光学系の総合的な結像特性に基づき色収差補
正用の平行平面透光板の光学的特性、即ち、平行平面透
光板の厚さ、屈折率を決定する。基本的にはこのような
ステップにより高精度のセンサ面における結像調整を行
う。

〔実施例〕

第３図は本発明によるカラー読取装置の一実施例要部構
成図である。同−平板上に３包成分Ｒ１Ｇ、Ｂが配置さ
れている本発明の色分解フィルタ１１と同−平板上にＲ
，Ｇ、　Ｂが配置されている補正用平行平面透光板（ガ
ラス板）１２を結像光路β中に配置し、原稿読取時に互
いに異なる独立の駆動源１３．１４で両者を調整しなが
ら動作させ３色の色分解を行う。

この構造の利点は、色分解フィルタ１１と補正用平行平
面透光板（ガラス板）１２を一実施例とじては各々独立
に設けており、かつ駆動源も独立なので、一方に何らか
の変化があった時に容易に再調整できることである。

第４図は本発明の他の実施例要部構成図である。

図示のように、色分解フィルタ１１と色収差補正用の透
光板１２を張り合わせて一体的に構成する。この場合、
駆動源１３．１４は１つとなって上記一体構造を駆動す
る。従って、完全に色分解フィルタ１１と色収差補正用
ガラス板を調整した後にこのような構造を採用する必要
がある。

次に、本発明による色分解フィルタの光学的特性と補正
用平行平面透光板の決定方法を以下に説明する。

色分解フィルタ１１において、厚さｔ。、ある波長での
内部透過率τ。を有する色分解フィルタを基準としたと
き、ある波長における内部透過率τに対する厚さ１．　
は、ｔ、＝ｔｏ　（ｌｏｇτ、／ｌｏｇ　　τ０）・・・（
１）と表せる。

従って、（１）式を用いて、まず、Ｒ成分の波長の最適
値（約６５０　ｎｍ）を基準にしてＲ成分の色分解フィ
ルタの厚さｔ。を決定する。そして、Ｇ成分とＢ成分に
ついては、周知のランバートの法則により波長λと内部
透過率τの関係が明らかなので、Ｒ成分の内部透過率τ
０をもとに、Ｇ成分とＢ成分の波長に対する内部透過率
τ１に基づき（１）式によりＧ、　　Ｂ成分の各厚さｔ
ｌを決定する。

一方、補正用平行平面透光板１２において、結像光学系
の結像倍率をｍとし、厚さ１Ｓ屈折率ｎの平行平面ガラ
ス板を光路中に配置するとき、ピントずれ量Δは、一△＝ｍ”　　［：　（ｎ−１）／ｎ）：］　　・ｔ（
２）従って、（２）式から透光板の厚さｔによる焦点距
離の変化を求めることができ、（１）式から求めた色分
解フィルタの厚さ１．　と、（２）式から求めたピント
ずれ量Δに基づく透光板の厚さｔを同時に組み合わせ、
制御手段１５の制御のもとで、各色における焦点距離を
調整する。この場合、Ｒ，Ｇ、Ｂの波長に差により多少
屈折率が変化するが、無視することができる値である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のカラー読取装置の結像調
整制御方式によれば、レンズ結像系に発生する波長毎の
ピントぼけと色収差を抑制し、かつ、高い色精度（色再
現性）を保証することができ、従って高精度なカラー読
取が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は本発明の基本手順の説明図、第３図は本発明の一実施例要部構成図、第４図は本発明
の他の実施例要部構成図第５図は従来のカラー読取装置
の要部構成図、及び第６図は第５図の動作説明図である。（符号の説明）１・・・原稿、２・・・光源、３・・・ミラー４・・・レンズ、５・・・ラインイメージセンサ、６・・・読取ライン、９ａ、９ｂ、９ｃ・・・色分解フィルタ、１０ａ、　１
０　ｂ、　ｌ０Ｃ−＝モータ、１１・・・色分解手段、１２・・・色収差補正手段、１３、１４・・・駆動源、１５・・・制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】１、カラー読取装置において、原稿（１）からの光源（
２）による反射光（ｌ）をレンズ（４）を介して受光素
子（５）の受光面に結像させる結像調整方式であって、
結像光路中に、前記反射光を赤、緑、青の各色に分解する色分解手段（
１１）と、前記色分解手段（１１）により生じる光路長のずれと前
記各色の波長の差により生じる色収差を補正する色収差
補正手段（１２）とを備え、前記色分解手段（１１）と色収差補正手段（１２）の両
者を、制御手段（１５）の制御のもとに駆動手段（１３
、１４）より同時に調整することにより、前記受光面に
最適な結像を得るようにしたことを特徴とするカラー読
取装置における結像調整方式。２、前記色分解手段（１１）は色ガラスフィルタであり
、色分解された各色の波長と内部透過率に応じて前記色
ガラスフィルタの厚さを設定する請求項１に記載の結像
調整方式。３、前記色収差補正手段（１２）は平行平面のガラス透
光板であり、色分解された各色に対応して前記透光板の
厚さを設定する請求項１に記載の結像調整方式。４、色分解された各色に対応して前記透光板（１２）の
屈折率を設定する請求項３に記載の結像調整方式。