JPH0360296A - カラー画像入力装置 - 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） 本発明はエリアセンサまたはラインセンサを使用して静
止画像をカラーで高速、高精細に読み取るカラー画像入
力装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のカラー画像入力装置で使用されている色分解方式
には、大別してプリズム方式とフィルタ方式の２種類の
方式が用いられている。プリズム方式を第７図に示す。

第７図に示すようにプリズム方式ではグイクロイックプ
リズム１３と呼ばれるプリズムがよく用いられ、このプ
リズムにおいて入射光は赤、縁、青の成分に分解されて
、それぞれの端面に取り出される。各端面にイメージセ
ンサを配置し、各イメージセンサごとに異なる色情報を
読み取る。

一方、フィルタ方式ではカラーフィルタが用いられてい
る。すなわち、赤い（Ｒ）光を透過させるフィルタ、緑
（Ｇ）の光を透過させるフィルタおよび青い（Ｂ）光を
透過させるフィルタの３種類のフィルタを用いて、各フ
ィルタを透過する光の強度を受光素子で読み取ることに
より原稿画像の色情報を読み取る。フィルタ方式はさら
にフィルタ切り替え方式とオンチップモザイクフィルタ
方式の２種類の方式に分類できる。フィルタ切り替え方
式とは第８図に示すように、光学系の途中にＲｌＧ、Ｂ
の３フイルタを置き、１画面を掃引するごとにフィルタ
の種類を平行移動〔第８図（ａ）〕または回転〔第８図
（ｂ））等の機械的移動により切り換えていく方式であ
る。

一方、オンチップモザイクフィルタ方式とは、第９図（
ａ）に示すように、センサ上に直接、画素ごとにＲＳＧ
、Ｂの繰り返しでモザイク状に配置したフィルタ〔第９
図（ｂ）〕を用いる方法である。

前記従来のカラー画像入力装置で用いられていた色分解
方式には、ヘッド部が大型化し高価になる、または読み
取りに長時間を要する、または白黒画像の読み取りに比
べ解像度が低下する等の欠点があった。すなわち、プリ
ズム方式では、三つのイメージセンサが必要であり、装
置が高価になるほか、ヘッド部が大型化するといった欠
点がある。

一方、フィルタ方式のうちフィルタ切り替え方式では、
フィルタを移動させ、フィルタの種類を順次切り替えな
がら時分割で３種類のフィルタを透過した光を受光する
ため、カラー画像１画面を読み取るために３回の掃引が
必要となっている。

さらにこのフィルタの種類の切り替えは、上記のように
機械的に行うので、１枚のカラー画像を読み取るのに長
時間が必要となるほか、光学系が複雑になるという欠点
があった。

また、フィルタ方式のうちオンチップモザイクフィルタ
方式では、Ｒ，ＧＳＢの三つの色情報が同時に読み取れ
るので、高速読み取りが可能ではあるが、この方式では
三つの受光素子で一つの画素をつくるので、解像度が低
下する欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、前記従来の欠点に鑑みなされたもので、機械
的振動がなく、高速、高精細にカラー画像を読み取るこ
とができ、かつ小型で安価なカラー画像入力装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のカラー画像入力装置は、レンズの前方または後
方に、偏光板上にＲ，ＧＳＢフィルタを適当な周期で配
列した液晶ライトバルブを配置する。液晶ライトバルブ
では、液晶を駆動電極と対向電極で挟み、両電極間の電
圧印加の有無で液晶の透過モードと遮断モードを制御す
る。通常、対向電極は液晶ライトバルブ全面にわたって
一様に形成されているが、駆動電極は数１００μｍ２を
最小単位として多数配列されており、それぞれ独立に電
圧を印加できるようになっている。したがって液晶ライ
トバルブでは、数１００μｍ２を最小単位面積として液
晶の透過モードと遮断モードを制御できる。Ｒフィルタ
の下部の液晶だけを透過モードとすれば、赤の色情報だ
けを選択的に通過させることができる。同様にＧ、Ｂフ
ィルタの下部の液晶のみを透過モードとすれば、それぞ
れ縁または青の色情報だけを選択的に通過させることが
できる。

（作　用） 前記手段を用いて液晶ライトバルブを通過させる色情報
の種類を順次変えて、これに同期させてイメージセンサ
で各色情報を持つ画像を順次読み取れば、カラー画像の
読み取りを行うことができる。前記手段では外部から電
圧印加で液晶モードを制御して透過光のスペクトルを変
えており、従来法ではこの変化を機械的に行っていたの
に対して、本発明ではすべて電気的に行うことが可能と
なっている。さらに、液晶の透過／遮断モード変化に要
する時間はｍ５ｃｅオーダと極めて速く、エリアセンサ
を使用する場合は、１フレームごとに異なる色情報を読
み取ることができ、カラー画像のリアルタイム入力が可
能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。

実施例１ 本発明の第一実施例を第１図に示す。第１図において、
１は偏光板上にＲ，Ｇ、Ｂフィルタを適当な周期で配列
した液晶ライトバルブ、２はレンズ、３はエリアセンサ
、４は制御部、５は原稿である。この実施例では液晶ラ
イトバルブ１として小型の液晶カラーテレビで用いられ
ている液晶パネルを使用した。そして制御部４からカラ
ーバタン信号を赤、緑、青の順で液晶パネルに送り、透
過光のスペクトルを順次切り換えていく。この切り替え
はエリアセンサのフレーム周期に同期させている。この
同期は制御部４から液晶パネルとエリアセンサ３に同一
同期信号を送ることにより実現している。したがって、
この実施例では１続きの３フレームで１枚のカラー画像
が入力できる。

この実施例ではＮＴＳＣ方式のエリアセンサを用いてい
るので、１フレ一ム周期は１／３０ＳｅＣであり、この
ため１枚のカラー画像の入力に要する時間は０．１秒と
極めて短時間となっている。

実施例２ 本発明の第二の実施例を第２図および第３図に示す。第
２図において６はＲ，Ｇ、Ｂフィルタをストライプ上に
配置した液晶ライトバルブである。

また、第３図において７．８．９はそれぞれＲｌＧ、Ｂ
フィルタ下部の液晶の駆動電極の引出し線、１０．１１
．１２は引出し線端子である。前記実施例ｉでは液晶ラ
イトバルブとしてカラーテレビ用の液晶パネルを使用し
たので、液晶ライトバルブの動作には走査回路とカラー
バタン信号が必要であったが、この実施例ではこの引出
し線端子が同一種類のフィルタに対応するすべての液晶
駆動電極に接続されているので、この端子に１フレ一ム
期間一定電圧を印加するだけで、同一種類のフィルタの
下部にあるすべての領域の液晶の透過／遮断モードを同
時に切り換えることができる。したがってこの実施例で
は、走査回路が不要となり、各端子に第４図に示すタイ
ミングで電圧を印加するだけで液晶ライトバルブを動作
できる。すなわち、最初のフレーム帰還に端子１０に一
定電圧を印加すれば、次のフレームでは端子１１に一定
電圧を印加し、さらに次のフレームでは端子１２に一定
電圧を印加する。

実施例３ この実施例で使用した構成および液晶ライトバルブは実
施例２のものと全く同じである。ただし、この実施例で
は液晶ライトバルブの動作方法が実施例２と異なる。こ
の実施例で液晶ライトバルブの液晶の駆動電極の引出し
線端子に印加する電圧のタイミングを第５図に示す。実
施例２では電圧を印加する端子は、常に一つであったが
、この実施例では最初のフレーム期間は端子ｌＯと端子
１１に一定電圧を印加し、次のフレームでは端子１１と
端子１２に一定電圧を印加し、さらに最後のフレームで
は端子１２と端子１０に一定電圧を印加するといったよ
うに、常に二つの端子に一定電圧を印加する。

このような電圧印加により、液晶ライトバルブを透過す
る光は、イエロー、シアン、マゼンタと順次切り換えら
れる。

上記のようにこの実施例ではＲＳＧＳＢの色情報を読み
取る代わりにイエロー、シアン、マゼンタの色情報を読
み取るので、これらの色情報を用いるハードコピー出力
用として適してい、る。さらに、この実施例では透過モ
ードとなる液晶領域が広くなるので、光量を多く取るこ
とができる。

実施例４ 本発明の第４の実施例も各部品の構成は実施例１と同様
とした。また、液晶ライトバルブのカラーフィルタの配
列も実施例１と同様に２次元配列とした。ただし、実施
例１ではＲＳＧ、Ｂの３種類のフィルタを用いたのに対
し、この実施例では９種類のフィルタを使用した。この
実施例でのフィルタの配列を第６図に示す。第６図にお
いてＦ１〜Ｆ９はフィルタを示す。この実施例では第６
図（ａ）に示すように、９個のフィルタで一つのブロッ
クを構成し、このブロックが第６図（ｂ）に示すように
、繰り返しで配列されている。第６図（Ｃ）に各カラー
フィルタの透過スペクトクルを模式的に示す。各々のフ
ィルタは可視領域を９分割した一つの波長領域を透過さ
せるスペクトルを有する。この実施例では透過させる光
の色をフィルタの組合せにより自由に変えることが可能
である。このため、用途に応じて組合せを変え、色再現
性を最適化することができる。

以上、本発明の四つの実施例を示したが、本発明の精神
を逸脱することなしに種々の変形、変更をなし得ること
は言うまでもない。例えば、上記実施例では液晶ライト
バルブをレンズの前方に配置したが、レンズ後方でもよ
く、センサ表面の結像面近傍を除けば液晶ライトバルブ
の配置場所に関係な〈実施可能である。また、実施例１
、実施例２および実施例３ではＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィ
ルタを用いたが、イエロー、シアン、マゼンタのカラー
フィルタの使用も可能である。さらに実施例１および実
施例４では走査回路とカラーバタン信号で液晶ライトバ
ルブを動作させたが、実施例２または実施例３と同様に
、引出し線をフィルタの種類の数だけ配線し、各引出し
線を同一種類のフィルタに対応するすべての液晶駆動電
極に接続すれば走査回路が不要となる。また、実施例１
ないし実施例３ではフィルタの種類を３種類とし、実施
例４では９種類とした、本発明はフィルタの種類数に関
係な〈実施可能である。

さらに、上記実施例はすべてエリアセンサを用いたカラ
ー画像入力装置に実施したものであるが、本発明はライ
ンセンサを用いたカラー画像入力装置にも同様に実施可
能である。また、上記実施例はいずれも静止画像用とし
ているが、液晶ライトバルブとエリアセンサをさらに高
速に動作させ、■フレームを数フィールドで構成してフ
ィールドごとに液晶ライトバルブの透過光スペクトルを
変化させて、１フレーム中に入力した同一透過スペクト
ルの入力を加算して出力すれば、移動物体を入力しても
色ずれが少なくなり、動画の入力用としても使用可能で
ある。

（発明の効果） 本発明ではイメージセンサ上に結像する画像の色情報の
切り替えを、液晶の透過／遮断モードの切り替えにより
行うので、０．１秒程度の短時間にカラー面像の入力が
可能となる。また、上記色情報の切り替えはすべて電気
的に行うことができるので、光学系を単純化できるとと
もに、機械的振動をなくすことが可能である。また、一
つのイメージセンサで三つの複数の色情報を読み取るこ
とができるので、装置を小型化できるとともに、安価に
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第一の実施例の概略構成図、第
１図ら）は第１図（ａ）の液晶ライトバルブの拡大斜視
図、 第２図は第二の実施例の概略構成図、 第３図は第二の実施例で使用した液晶ライトバルブの偏
光板上に配置したカラーフィルタの配列図、 第４図は第二の実施例で液晶ライトバルブに印加する電
圧のタイミングチャート、 第５図は第三の実施例で液晶ライトバルブに印加する電
圧のタイミングチャート、 第６図（ａ）、　（ｂ）は第四の実施例で使用した液晶
ライトバルブの偏光板上に配置したカラーフィルタの配
列図、 第６図（Ｃ）は第６図（ａ）の各カラーフィルタの透過
スペクトルを模式的に示した図、 第７図は従来の色分解方式の一つであるプリズム方式を
用いるカラー画像入力装置の光学系の概略構成図、 第８図（ａ）、　（ｂ）は従来の色分解方式の−っであ
るフィルタ切り替え方式を用いるカラー画像入力装置の
光学系の概略構成図、 第８図（Ｃ）は第８図（ロ）の光学系に用いたフィルタ
の正面図、 第９図（ａ）は従来の色分解方式の一つであるオンチッ
プモザイク方式を用いるカラー画像入力装置の光学系の
概略構成図、 第９図わ）はオンチップモザイクフィルタの斜視図であ
る。 １・・・液晶ライトバルブ ２・・・レンズ ３・・・エリアセンサ ４・・・制御部 ５・・・原稿 ６・・・液晶ライトバルブ ７・・・Ｒフィルタ下部の液晶の駆動電極の引出し線８
・・・Ｇフィルタ下部の液晶の駆動電極の引出し線９・
・・Ｂフィルタ下部の液晶の駆動電極の引出し線１０、
１１．１２・・・引出し線端子 １３・・・グイクロイックプリズム １４、　１４’　・・・カラーフィルタ１４″・・・オ
ンチップモザイクフィルタＦ１〜Ｆ９・・・カラーフィ
ルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カラー画像を読み取る画像入力装置において、光学
   系の途中に配置された複数の種類のカラーフィルタを所
   定の位置に配列した液晶ライトバルブと、該液晶ライト
   バルブを透過する光のスペクトルを順次変化させる制御
   機構とを有することを特徴とするカラー画像入力装置。