JPH0420166A - 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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- JPH0420166A JPH0420166A JP2125939A JP12593990A JPH0420166A JP H0420166 A JPH0420166 A JP H0420166A JP 2125939 A JP2125939 A JP 2125939A JP 12593990 A JP12593990 A JP 12593990A JP H0420166 A JPH0420166 A JP H0420166A
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- 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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- G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
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- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
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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。
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］
本発明は固体撮像素子を用いて、カラー画像を読取る装
置、特に被写体からの光を投影光学系及び１次元ブレー
ズド回折格子を介して色分解、分離し同一基板上の複数
の固体撮像素子アレイに夫々導光するカラー画像読取装
置に関する。
置、特に被写体からの光を投影光学系及び１次元ブレー
ズド回折格子を介して色分解、分離し同一基板上の複数
の固体撮像素子アレイに夫々導光するカラー画像読取装
置に関する。
［従来の技術〕
従来原稿などの被写体を副走査方向にライン走査しその
画像を固体撮像素子（ＣＣＤセンサー等）アレイでカラ
ー読取りするものとして第９図に示す如き装置が知られ
ている。同図に於て照明用光源（不図示）からの光で照
らされた原稿面１の一部上の情報光は結像光学系１９を
介してスリーピース（３Ｐ）プリズム２０で３色に分解
、分離された後３つの１ラインＣＣＤセンサー２１．２
２．２３に結像されて読取られる。
画像を固体撮像素子（ＣＣＤセンサー等）アレイでカラ
ー読取りするものとして第９図に示す如き装置が知られ
ている。同図に於て照明用光源（不図示）からの光で照
らされた原稿面１の一部上の情報光は結像光学系１９を
介してスリーピース（３Ｐ）プリズム２０で３色に分解
、分離された後３つの１ラインＣＣＤセンサー２１．２
２．２３に結像されて読取られる。
［発明が解決しようとしている課題］
しかし上述の従来例では、１ラインセンサーが３つ独立
に必要でありまた通常３Ｐプリズム２０は製作上高精度
が要求されるので、コストが高くつく。更に集光光束と
各センサー２１，２２゜２３との調整が各々３つ独立に
必要であり、製作の困難度が高いなどという欠点もあっ
た。
に必要でありまた通常３Ｐプリズム２０は製作上高精度
が要求されるので、コストが高くつく。更に集光光束と
各センサー２１，２２゜２３との調整が各々３つ独立に
必要であり、製作の困難度が高いなどという欠点もあっ
た。
そこで、センサーアレイを３ライン同一基板上に平行に
有限距離能して作りつけ、モノリシックな３ラインセン
サーとして３ラインを１素子上に形成することが考えら
れる。
有限距離能して作りつけ、モノリシックな３ラインセン
サーとして３ラインを１素子上に形成することが考えら
れる。
この３ラインセンサー２４を第１０図に示す。
図中３ライン２５，２６．２７間の距離５１Ｓ２は様々
な製作上の条件から例えば０．１〜０．２ｍｍ程度であ
り、各単素子２８の画素中Ｗ ＋ 、 Ｗ ｚは例えば
７μｍＸ７μｍ、１０ｕｍＸ１０μｍ程度である。
な製作上の条件から例えば０．１〜０．２ｍｍ程度であ
り、各単素子２８の画素中Ｗ ＋ 、 Ｗ ｚは例えば
７μｍＸ７μｍ、１０ｕｍＸ１０μｍ程度である。
こうしたモノリシック３ラインセンサーを受光素子に用
いたカラー画像読取り装置として公知な構成を第１１図
に示す。
いたカラー画像読取り装置として公知な構成を第１１図
に示す。
同図に於て原稿面１上の情報を副走査方向にライン走査
して読取るにあたり、原稿面１からの光は結像光学系２
９を介して２色性を有する選択透過膜が付加された色分
解用ビームスプリッタ−３０，３１で３色の３光束に分
解１分離された後モノリシック３ラインセンサー３２上
の対応する各ライン素子上に集光される。しかし第１１
図に示す如（、ビームスプリッタ−３０，３１の板厚を
Ｘとしたとき、センサー３２上のライン間距離は２Ｊ２
・Ｘとなり、前述の様にライン間距離（２Ｊ２Ｘ）を０
．１〜０．２ｍｍ程度とすると、板厚（Ｘ）は３５〜７
０μｍ程度ということになる。この数値は性能上必要と
される面の平坦度等のことを考えると製作上容易な値で
はない。
して読取るにあたり、原稿面１からの光は結像光学系２
９を介して２色性を有する選択透過膜が付加された色分
解用ビームスプリッタ−３０，３１で３色の３光束に分
解１分離された後モノリシック３ラインセンサー３２上
の対応する各ライン素子上に集光される。しかし第１１
図に示す如（、ビームスプリッタ−３０，３１の板厚を
Ｘとしたとき、センサー３２上のライン間距離は２Ｊ２
・Ｘとなり、前述の様にライン間距離（２Ｊ２Ｘ）を０
．１〜０．２ｍｍ程度とすると、板厚（Ｘ）は３５〜７
０μｍ程度ということになる。この数値は性能上必要と
される面の平坦度等のことを考えると製作上容易な値で
はない。
一方モノリシック３ラインセンサーの中央ライン２６に
対する他の２ライン２５．２７の距離は一般的に言って
、各反対方向に等距離且つ副走査方向の画素サイズ（第
１０図のＷ、）の整数倍になっているのが普通である。
対する他の２ライン２５．２７の距離は一般的に言って
、各反対方向に等距離且つ副走査方向の画素サイズ（第
１０図のＷ、）の整数倍になっているのが普通である。
これは次の理由による。第１２図から分かる様に、通常
の結像光学系４５のみを用いて上記モノリシック３ライ
ンセンサーで画像読み取りする場合、３ライン２５，２
６．２７で同時に読み取られる原稿面上の位置は第１２
図の如く異なる３位ｆｆ１２５” 、２６°、２７°と
なる。この為原稿面上の成る位置に対する３色（Ｒ，Ｇ
、Ｂ）の各信号成分は同時に読み取られないので読み取
り後−致させ合成する必要がある。
の結像光学系４５のみを用いて上記モノリシック３ライ
ンセンサーで画像読み取りする場合、３ライン２５，２
６．２７で同時に読み取られる原稿面上の位置は第１２
図の如く異なる３位ｆｆ１２５” 、２６°、２７°と
なる。この為原稿面上の成る位置に対する３色（Ｒ，Ｇ
、Ｂ）の各信号成分は同時に読み取られないので読み取
り後−致させ合成する必要がある。
これにはライン間距離Ｓよ、Ｓ２を各画素サイズＷ２の
整数倍とし、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信号に対し、Ｇ、Ｒ信号を遅延させる
ことによって比較的容易に３色の合成信号が得られる。
整数倍とし、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信号に対し、Ｇ、Ｒ信号を遅延させる
ことによって比較的容易に３色の合成信号が得られる。
よって上記の如く整数倍にするのである。しかし乍らラ
イン間距離相当に冗長ラインメモリーを充当することは
高価なラインメモリーを複数列持つことになり、コスト
的に見て極めて不利であり、安価なカラー画像読取り装
置を提供することからは程遠い。
イン間距離相当に冗長ラインメモリーを充当することは
高価なラインメモリーを複数列持つことになり、コスト
的に見て極めて不利であり、安価なカラー画像読取り装
置を提供することからは程遠い。
従って本発明の目的は上記課題に鑑み、安価で高性能な
カラー画像読取り装置を提供することにある。
カラー画像読取り装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば固体撮像素子等の１次元のセンサーアレ
イがこのアレイ方向と直角な方向に３ライン有限距離を
隔てて同一基板上に配置された例えばモノリシックな３
ラインセンサーと被写体の像を該センサー上に結像する
結像光学系を有するライン走査型カラー画像読取り装置
に於て、該結像光学系と該センサー間の光路中に被写体
からの光を回折効果により分光分離し上記アレイ置駒方
向に３色に色分解すると共にこの色分解光を各々対応す
る各センサーアレイに導く為の１次元ブレーズド回折格
子が配置され、且つこの１次元ブレーズド回折格子の階
段構造をもつ回折格子の段数を、効率的に３色分割する
のに必要な３段にとどまらず、４段以上の構成をとるこ
とにより、各分光色間に分光側帯光である干渉ノイズ光
が混入することを防ぎ、通常設定される上記３ラインセ
ンサ一面上の各波長選択性のフィルター特性（Ｒ。
イがこのアレイ方向と直角な方向に３ライン有限距離を
隔てて同一基板上に配置された例えばモノリシックな３
ラインセンサーと被写体の像を該センサー上に結像する
結像光学系を有するライン走査型カラー画像読取り装置
に於て、該結像光学系と該センサー間の光路中に被写体
からの光を回折効果により分光分離し上記アレイ置駒方
向に３色に色分解すると共にこの色分解光を各々対応す
る各センサーアレイに導く為の１次元ブレーズド回折格
子が配置され、且つこの１次元ブレーズド回折格子の階
段構造をもつ回折格子の段数を、効率的に３色分割する
のに必要な３段にとどまらず、４段以上の構成をとるこ
とにより、各分光色間に分光側帯光である干渉ノイズ光
が混入することを防ぎ、通常設定される上記３ラインセ
ンサ一面上の各波長選択性のフィルター特性（Ｒ。
Ｇ、Ｂ）を有せずに良好な３色分光読取りを可能ならし
めて、安価で高性能なライン走査型カラーデジタル画像
読取り装置が達せられる。
めて、安価で高性能なライン走査型カラーデジタル画像
読取り装置が達せられる。
［実施例１〕
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明のカラー画像読取装置の
第１の実施例を示す。第１図（ｂ）は第１図（ａ）の部
分拡大図である。同図に於て、照明手段（不図示）によ
り原稿面１を照明し、原稿面１の画像情報が結像光学系
２との間に配されるミラー（不図示）等により副走査方
向（第１図（ａ）紙面向上下方向）にライン走査され、
そして画像情報光は結像光学系２を介して４段構造の色
分解用反射型１次元ブレーズド回折格子３に導かれる。
第１の実施例を示す。第１図（ｂ）は第１図（ａ）の部
分拡大図である。同図に於て、照明手段（不図示）によ
り原稿面１を照明し、原稿面１の画像情報が結像光学系
２との間に配されるミラー（不図示）等により副走査方
向（第１図（ａ）紙面向上下方向）にライン走査され、
そして画像情報光は結像光学系２を介して４段構造の色
分解用反射型１次元ブレーズド回折格子３に導かれる。
ここで情報光は所謂カラー読取りにおける３色（例えば
Ｒ，Ｇ、Ｂ）の光束５，６．７に反射回折により図中左
右方向に分光分離され、その後３つのラインセンサを平
行に同一基板上に配置したモノリシック３ラインセンサ
ー４上の各センサーアレイ即ちラインセンサー８，９．
１０上に結像される。また、１次元ブレーズド回折格子
３は、結像光学系２と３ラインセンサ一４間の光路中で
あって結像光学系２の射出瞳より３ラインセンサー４側
に配されている。同側に於て、５は一１次回折光でＢ成
分、６はＯ次回折光でＧ成分、７ば＋１次回折光でＲ成
分にそれぞれ対応するとする。上記３色分割用１次元ブ
レーズド回折格子については、Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐ
ｔｉｃｓ誌、第１７巻第１５号２２７３〜２２７９ペー
ジ（１９７８年８月１日号）に示されており階段構造を
もつ格子形状が示されている。
Ｒ，Ｇ、Ｂ）の光束５，６．７に反射回折により図中左
右方向に分光分離され、その後３つのラインセンサを平
行に同一基板上に配置したモノリシック３ラインセンサ
ー４上の各センサーアレイ即ちラインセンサー８，９．
１０上に結像される。また、１次元ブレーズド回折格子
３は、結像光学系２と３ラインセンサ一４間の光路中で
あって結像光学系２の射出瞳より３ラインセンサー４側
に配されている。同側に於て、５は一１次回折光でＢ成
分、６はＯ次回折光でＧ成分、７ば＋１次回折光でＲ成
分にそれぞれ対応するとする。上記３色分割用１次元ブ
レーズド回折格子については、Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐ
ｔｉｃｓ誌、第１７巻第１５号２２７３〜２２７９ペー
ジ（１９７８年８月１日号）に示されており階段構造を
もつ格子形状が示されている。
ところで３色に分光分離する為には最低３段の階段構造
が必要であるが、例えばＯ次回折光のＧ成分回折ピーク
波長が５２５ｎｍとなる格子構造（θ。＝４５°、ｈ、
＝ｈ２＝１１１３．７ｎｍ）での分光強度を第３図（ａ
）に示す。図中斜線を施した部分、即ち４５０ｎｍ及び
６３０ｎｍ付近を中線とする波長帯に於て、−１次回折
光（Ｂ成分）１０５に対し、＋１次回折光（Ｒ成分）の
側帯波成分１０７′が色分解的に混入し、一方＋１次回
折光（Ｒ成分）１０７に対し一１次回折光（Ｂ成分）の
側帯波成分１０５°が同様混入し、カラー読取りの色再
現性に著しい悪影響を及ぼす。この為、この影響を除（
為には受光素子であるラインセンサー８，９．１０に各
々第４図に示すような１０８，１０９，１１０という所
謂Ｂ、Ｇ、Ｒ特性を有する波長選択性フィルター特性を
付加してきた。しかし乍らこれらのフィルター特性を複
数列多数個素子に均一に安定して付加する為には容易な
らざる技術が要求され、製作上における工程数を増加さ
せると共に歩留りにも多大な影響を与えていた。
が必要であるが、例えばＯ次回折光のＧ成分回折ピーク
波長が５２５ｎｍとなる格子構造（θ。＝４５°、ｈ、
＝ｈ２＝１１１３．７ｎｍ）での分光強度を第３図（ａ
）に示す。図中斜線を施した部分、即ち４５０ｎｍ及び
６３０ｎｍ付近を中線とする波長帯に於て、−１次回折
光（Ｂ成分）１０５に対し、＋１次回折光（Ｒ成分）の
側帯波成分１０７′が色分解的に混入し、一方＋１次回
折光（Ｒ成分）１０７に対し一１次回折光（Ｂ成分）の
側帯波成分１０５°が同様混入し、カラー読取りの色再
現性に著しい悪影響を及ぼす。この為、この影響を除（
為には受光素子であるラインセンサー８，９．１０に各
々第４図に示すような１０８，１０９，１１０という所
謂Ｂ、Ｇ、Ｒ特性を有する波長選択性フィルター特性を
付加してきた。しかし乍らこれらのフィルター特性を複
数列多数個素子に均一に安定して付加する為には容易な
らざる技術が要求され、製作上における工程数を増加さ
せると共に歩留りにも多大な影響を与えていた。
又一般的にこの様なフィルター特性を付与することによ
って光の吸収が起こり、センサーの感度を低下させる原
因にもなっていた。
って光の吸収が起こり、センサーの感度を低下させる原
因にもなっていた。
そこで、本実施例では、上記階段構造を４段以上にする
ことにより、上述の他次回折光の側帯波成分の混入を回
折分光時に未然に発生を防止しセンサー面上に波長選択
性フィルター特性を有せずども良好な色再現性を得る方
法を発明した。
ことにより、上述の他次回折光の側帯波成分の混入を回
折分光時に未然に発生を防止しセンサー面上に波長選択
性フィルター特性を有せずども良好な色再現性を得る方
法を発明した。
つまり、本発明は、１次元ブレーズド回折格子の階段構
造の段階が４段以上で構成されると共にモノリシック３
ラインの各ラインセンサー面上には、波長選択性のフィ
ルター特性を一切付加されない構成からｆｚるカラー画
像読取装置である。
造の段階が４段以上で構成されると共にモノリシック３
ラインの各ラインセンサー面上には、波長選択性のフィ
ルター特性を一切付加されない構成からｆｚるカラー画
像読取装置である。
上記階段構造を４段以上にするとは、位相差を与える高
さを４段階以上にすることである。
さを４段階以上にすることである。
４段構造での分光強度を第３図＜ｂ＞に、５段構造での
分光強度を第３図（ｃ）に示す。いずれも図中のある波
長に於て、０次及び＋１次の全ての回折光成分がＯとな
ることが示されており、第３図（ａ）の如き一１次への
＋１次側帯波、＋１次への一１次側帯波の混入が基本的
にないことがわかる。
分光強度を第３図（ｃ）に示す。いずれも図中のある波
長に於て、０次及び＋１次の全ての回折光成分がＯとな
ることが示されており、第３図（ａ）の如き一１次への
＋１次側帯波、＋１次への一１次側帯波の混入が基本的
にないことがわかる。
これは第４図に示す波長選択性フィルター特性を有さな
い通常のＣＣＤセンサーの分光感度１１１や照明手段に
ハロゲンランプ等黒体複射にあずかる分光強度１１２と
組合せても同等悪影響は受けない。
い通常のＣＣＤセンサーの分光感度１１１や照明手段に
ハロゲンランプ等黒体複射にあずかる分光強度１１２と
組合せても同等悪影響は受けない。
階段の段数（ｎ）と、格子厚と０次ピーク波長とから決
定される波長比（ｍ＞を用いて、０次及び±１次回折光
の各ピーク波長は以下の関係式に基づき近似的にもとま
る。即ち、 ０次ピーク波長；２１１１ＣＯ８θｏ ＝ （ｍ＋ｉ）
え。
定される波長比（ｍ＞を用いて、０次及び±１次回折光
の各ピーク波長は以下の関係式に基づき近似的にもとま
る。即ち、 ０次ピーク波長；２１１１ＣＯ８θｏ ＝ （ｍ＋ｉ）
え。
＋１次 ／／ ；２ｈ＋・ｃｏｓθ。＠ （ｚ４ｉ
−’／、）−え＋ｌ−１次 ／／ ；２ｈ＋・ｃｏ
ｓθ。岬（Ｂ＋ｉ＋’ム）λ−１但しｈｌ ＝ｈｉ
（３段）もしくはｈ＋＝ｈ２”ｈ３ （４段）、（ｉ＝
ｏ、±１．±２・・・）第３図（ａ）に示した例ではｈ
ｌ＝１１１３．７ｎｍ、θ。＝４５°として、ｍ＝３よ
り０次ピーク波長はえｏ＝５２５ｎｔｎ、３９３．８ｎ
ｒｎ、７８７．５ｎｒｎ −・・＋１次ピーク波長はえ
＊ ＋ ＝５９０．６ｎｍ、 ４２９．５ｎｍ、 ９４
５ｎｍ・・・１次ピーク波長はλ−、＝４７２゜５ｎｒ
ｎ、 ３６３．５ｎｍ、 ６７５ｎｍ・・・となる。
−’／、）−え＋ｌ−１次 ／／ ；２ｈ＋・ｃｏ
ｓθ。岬（Ｂ＋ｉ＋’ム）λ−１但しｈｌ ＝ｈｉ
（３段）もしくはｈ＋＝ｈ２”ｈ３ （４段）、（ｉ＝
ｏ、±１．±２・・・）第３図（ａ）に示した例ではｈ
ｌ＝１１１３．７ｎｍ、θ。＝４５°として、ｍ＝３よ
り０次ピーク波長はえｏ＝５２５ｎｔｎ、３９３．８ｎ
ｒｎ、７８７．５ｎｒｎ −・・＋１次ピーク波長はえ
＊ ＋ ＝５９０．６ｎｍ、 ４２９．５ｎｍ、 ９４
５ｎｍ・・・１次ピーク波長はλ−、＝４７２゜５ｎｒ
ｎ、 ３６３．５ｎｍ、 ６７５ｎｍ・・・となる。
一方段数ｎが４以上の場合に限って
２ｈ＋・ｃｏｓθ。絢（ＩＩＩ＋ｉ±′″／。）・えで
成立する特別な波長λが存在し、この時０次及び±１次
金工の分光強度がＯとなる。
成立する特別な波長λが存在し、この時０次及び±１次
金工の分光強度がＯとなる。
例えば第３図（ｂ）に示した（ｎ、ｍ）＝（４，２）、
ｈｌ ＝７４２．４６ｎｍ θ ＝４５°に於ては
、 ０次ピーク波長はλｏ＝５２５ｎｍ、 ３５０ｎｍ、
１１０５０ｎ＋１次ピーク波長はえ＊＋＝６００ｎｍ、
３８１．８ｎｍ、 １４００ｎｍ−１次ピーク波長は
え一＋＝４６６、７ｎｍ、 ３２３．１ｎｍ、 ８４０
ｎｍ・・・であり、且つλ４２０ｎｍ、７００ｎｍ・・
・に於て０次、±１次金工Ｏとなる。この特性を用いて
、＋１１次成（Ｒ）への−１次側帯波、−１次成分（Ｂ
）への＋１次側帯波の混入が未然に防止し得ることが明
らかである。
ｈｌ ＝７４２．４６ｎｍ θ ＝４５°に於ては
、 ０次ピーク波長はλｏ＝５２５ｎｍ、 ３５０ｎｍ、
１１０５０ｎ＋１次ピーク波長はえ＊＋＝６００ｎｍ、
３８１．８ｎｍ、 １４００ｎｍ−１次ピーク波長は
え一＋＝４６６、７ｎｍ、 ３２３．１ｎｍ、 ８４０
ｎｍ・・・であり、且つλ４２０ｎｍ、７００ｎｍ・・
・に於て０次、±１次金工Ｏとなる。この特性を用いて
、＋１１次成（Ｒ）への−１次側帯波、−１次成分（Ｂ
）への＋１次側帯波の混入が未然に防止し得ることが明
らかである。
同様に第３図（ｃ）には（ｎ、ｍ）＝ （５゜２）、ｈ
、＝７４２．４６ｎｍ θ。＝４５０に於ても、え＝
４３７．５ｎｍ、６５６．３ｎｍ・・・に於て０次、±
１次金工０となる。効果は４段の場合と同様である。以
上のことからより、反射型１次元ブレーズド回折格子の
階段構造における段数を４段以上とすることにより、受
光素子である３ラインセンサーに各々波長選択性フィル
ター特性（Ｒ，Ｇ、Ｂ）を付加することなく、良好で安
価なカラー画像読取り装置が提供できるものである。尚
ここで、分光分離される原稿面上の成る位置に対し、３
ラインセンサ一各位置とは、回折効果も含み共役となっ
ている為、ライン間を補間する為の冗長メモリー等が不
用であることはいうまでもない。
、＝７４２．４６ｎｍ θ。＝４５０に於ても、え＝
４３７．５ｎｍ、６５６．３ｎｍ・・・に於て０次、±
１次金工０となる。効果は４段の場合と同様である。以
上のことからより、反射型１次元ブレーズド回折格子の
階段構造における段数を４段以上とすることにより、受
光素子である３ラインセンサーに各々波長選択性フィル
ター特性（Ｒ，Ｇ、Ｂ）を付加することなく、良好で安
価なカラー画像読取り装置が提供できるものである。尚
ここで、分光分離される原稿面上の成る位置に対し、３
ラインセンサ一各位置とは、回折効果も含み共役となっ
ている為、ライン間を補間する為の冗長メモリー等が不
用であることはいうまでもない。
［実施例２］
第２図には本発明のカラー画像読取装置の第２の実施例
を示す。第１実施例では反射型１次元ブレーズド回折格
子３を用いて３色分離効果を実現させたが、本実施例で
は４段構造の透過型１次元ブレーズド回折格子により同
様の効果を得ている。第１図のものと同一の符号で示す
ものは同一機能を有する部材ないし回折光である。第２
図に示す如く、光学系の光軸に垂直に透過型１次元ブレ
ーズド回折格子３°を配置することにより光軸系のより
配置の容易な読取り光学系を示したものである。但しこ
の時例えば第３図（ｂ）と同様の分光強度分布を得よう
とした場合、格子厚ｈ＋。
を示す。第１実施例では反射型１次元ブレーズド回折格
子３を用いて３色分離効果を実現させたが、本実施例で
は４段構造の透過型１次元ブレーズド回折格子により同
様の効果を得ている。第１図のものと同一の符号で示す
ものは同一機能を有する部材ないし回折光である。第２
図に示す如く、光学系の光軸に垂直に透過型１次元ブレ
ーズド回折格子３°を配置することにより光軸系のより
配置の容易な読取り光学系を示したものである。但しこ
の時例えば第３図（ｂ）と同様の分光強度分布を得よう
とした場合、格子厚ｈ＋。
ｈａ、ｈ−は（ｎλ−＋） ’ Ｆｌ＋ ＝ｍ−え。
の関係から格子媒質の屈折率ｎλがｎλ崎１．５程度と
すると、ｍ＝２、え。＝５２５ｎｍに於てｈｌ ＝２１
００ｎｍが必要となり反射型の場合の約２．８倍の厚み
となる。しかしこのタイプの回折格子の特徴として、よ
り大きな回折角等を設定することにより、３ラインセン
サーの防塵カバーガラス等を兼汀た、一体型の素子にす
ることが容易である。
すると、ｍ＝２、え。＝５２５ｎｍに於てｈｌ ＝２１
００ｎｍが必要となり反射型の場合の約２．８倍の厚み
となる。しかしこのタイプの回折格子の特徴として、よ
り大きな回折角等を設定することにより、３ラインセン
サーの防塵カバーガラス等を兼汀た、一体型の素子にす
ることが容易である。
上記４段構造の透過型１次元ブレーズド回折格子では、
誘電体板の厚さを繰り返し階段状に４段階に変化させて
いる。
誘電体板の厚さを繰り返し階段状に４段階に変化させて
いる。
［実施例３］
実施例１，２に於ては回折格子の階段構造の格子厚り、
格子各段中Ｗを均一のものとして扱ってきた。これらの
各パラメータを変化させたものを第８図に示す回折格子
の断面図を用いて説明する。本実施例では、これらの各
パラメーターを以上の均一値から外すことにより、より
ノイズ光成分の小さい分光分離が可能な、−次元ブレー
ズド回折格子を提供する。
格子各段中Ｗを均一のものとして扱ってきた。これらの
各パラメータを変化させたものを第８図に示す回折格子
の断面図を用いて説明する。本実施例では、これらの各
パラメーターを以上の均一値から外すことにより、より
ノイズ光成分の小さい分光分離が可能な、−次元ブレー
ズド回折格子を提供する。
例として、４段反射型１次ブレーズド回折格子に於て、
各段格子厚り、＝ｈ、＝ｈ、＝７４９．５ｎｍ、各殿中
ｗ、＝ｗ２＝ｗ、＝ｗ、＝４５μｍ、入射角θ。＝４５
°の場合の各成分光強度分布を第６図（ａ）に示す。図
中、−１次（Ｂ）、０次（Ｇ）、＋１次（Ｒ）に各々対
応する１０５，１０６，１０７の強度曲線に於て、図に
示す如（、各々のピーク波長の間に、ラインセンサーに
フィルター特性を付加しない場合には多少ともノイズ光
となり得る小ビーン成分（矢印部）が存在し、この例で
は各次ピーク強度の６％程度存在している。これを相対
的に低減させる為に、各段の格子中Ｗ１〜Ｗ４を均一で
はなく不均一にすることが考えられる。これは回折にあ
ずかる各段の寄与を非対称にしてピーク波長での回折効
率はわずかの低下を示しても、相対的に本ノイズ成分域
の回折効率を大きく低減させる効果を得るものである。
各段格子厚り、＝ｈ、＝ｈ、＝７４９．５ｎｍ、各殿中
ｗ、＝ｗ２＝ｗ、＝ｗ、＝４５μｍ、入射角θ。＝４５
°の場合の各成分光強度分布を第６図（ａ）に示す。図
中、−１次（Ｂ）、０次（Ｇ）、＋１次（Ｒ）に各々対
応する１０５，１０６，１０７の強度曲線に於て、図に
示す如（、各々のピーク波長の間に、ラインセンサーに
フィルター特性を付加しない場合には多少ともノイズ光
となり得る小ビーン成分（矢印部）が存在し、この例で
は各次ピーク強度の６％程度存在している。これを相対
的に低減させる為に、各段の格子中Ｗ１〜Ｗ４を均一で
はなく不均一にすることが考えられる。これは回折にあ
ずかる各段の寄与を非対称にしてピーク波長での回折効
率はわずかの低下を示しても、相対的に本ノイズ成分域
の回折効率を大きく低減させる効果を得るものである。
その為に’ＪＪ ＋ ＋ Ｗ ２ ＝ Ｗ ｓ ＋Ｗ４
、かつｗ、＝ｗ４．Ｗ、＝Ｗ３とすることで干渉・回折
の寄与における対称性は部分的に残すのが望ましい。そ
こで前記例に於て、Ｗ、＝Ｗ４＝ ３５ ｕｍ、 Ｗｚ
＝Ｗｓ ＝ ５５ μｍ、 Ｗ＋ ＋Ｗｚ＝Ｗｓ ＋
Ｗ４ ＝ ９０ μｍとしたものを第６図（ｂ）の分光
強度に示す。図に示す如く上述ノイズ光成分は最大３．
８％と第６図（ａ）の場合に比して約２／３以下に低減
されている。一方ピーク波長での回折効率低下は２％程
度であり、本例で±１次ピーク波長での回折効率は約７
８％程度であり充分である。
、かつｗ、＝ｗ４．Ｗ、＝Ｗ３とすることで干渉・回折
の寄与における対称性は部分的に残すのが望ましい。そ
こで前記例に於て、Ｗ、＝Ｗ４＝ ３５ ｕｍ、 Ｗｚ
＝Ｗｓ ＝ ５５ μｍ、 Ｗ＋ ＋Ｗｚ＝Ｗｓ ＋
Ｗ４ ＝ ９０ μｍとしたものを第６図（ｂ）の分光
強度に示す。図に示す如く上述ノイズ光成分は最大３．
８％と第６図（ａ）の場合に比して約２／３以下に低減
されている。一方ピーク波長での回折効率低下は２％程
度であり、本例で±１次ピーク波長での回折効率は約７
８％程度であり充分である。
ここでＷ、＝Ｗ、を更に小さくしていくと、回折光の分
光強度Ｏの波長が存在しなくなり、一方ピーク波長は著
しく回折効率の低下をきたし、全体的に見て得策ではな
い。
光強度Ｏの波長が存在しなくなり、一方ピーク波長は著
しく回折効率の低下をきたし、全体的に見て得策ではな
い。
［実施例４コ
実施例３で述べた各次回折光成分の小ピーク成分の低減
について他の方法について示す。これは、各段の格子厚
を均一の一定値から外し、実施例３同様にノイズ光成分
低減を果たし、分光分離性能をより改善するものである
。この場合も対称性を全て外してしまうとピーク波長近
傍での回折効率を著しく低下させる恐れが高く、本実施
例に於ては、ｈ、＝ｈ、且つｈ＋ ＋１１２＋ｈｓは実
施例１に示したものと等しい一１次（Ｂ）成分、＋１次
成分（Ｒ）成分中に存在する小ピークノイズ光成分をバ
ランスよく且つ充分小さく低減させることに成功した。
について他の方法について示す。これは、各段の格子厚
を均一の一定値から外し、実施例３同様にノイズ光成分
低減を果たし、分光分離性能をより改善するものである
。この場合も対称性を全て外してしまうとピーク波長近
傍での回折効率を著しく低下させる恐れが高く、本実施
例に於ては、ｈ、＝ｈ、且つｈ＋ ＋１１２＋ｈｓは実
施例１に示したものと等しい一１次（Ｂ）成分、＋１次
成分（Ｒ）成分中に存在する小ピークノイズ光成分をバ
ランスよく且つ充分小さく低減させることに成功した。
具体的数値として、ｈ、＝ｈ、＝７２９．５ｎｍ、ｈａ
＝７６９．５ｎｍとし且つ実施例３の方法をも合せた
格子構造における各分光強度を模式化したものを第７図
に示す。図中（ａ）は−１次（Ｂ）成分、（ｂ）は０次
（Ｇ）成分、（ｃ）は＋１次（Ｒ）成分を示しており、
実線が実施例１に示したものの分光強度分布、破線が実
施例３と実施例４の方法を合せもった格子構造における
分光強度分布を示したものである。尚、本分光強度分布
には、第４図に示す１１１センサ一分光感度（３ライン
共通）、１１２ハロゲン光分光強度及び第５図に示す１
１３赤外カツトフイルター１１４干渉バンドパスフイル
ターの各分光分布特性を含んだものである。
＝７６９．５ｎｍとし且つ実施例３の方法をも合せた
格子構造における各分光強度を模式化したものを第７図
に示す。図中（ａ）は−１次（Ｂ）成分、（ｂ）は０次
（Ｇ）成分、（ｃ）は＋１次（Ｒ）成分を示しており、
実線が実施例１に示したものの分光強度分布、破線が実
施例３と実施例４の方法を合せもった格子構造における
分光強度分布を示したものである。尚、本分光強度分布
には、第４図に示す１１１センサ一分光感度（３ライン
共通）、１１２ハロゲン光分光強度及び第５図に示す１
１３赤外カツトフイルター１１４干渉バンドパスフイル
ターの各分光分布特性を含んだものである。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ライン走査によ
り、画像情報をカラー読取りする装置に於て例えばモノ
リシック３ラインセンサーをライン走査方向（副走査断
面方向）に沿って配置し、結像光学系と当該センサー面
間に色分解分離用の４段以上の階段構造をもった１次元
ブレーズド回折格子を載置することにより、３色分解す
ると共に通常のカラーセンサーに不可欠とされる波長選
択性フィルター特性を付加しない各３ラインセンサーに
光束を分離、結像してカラー読取りを可能ならしめると
共に、一般的な３ラインカラーセンサー読取りで必要と
されるライン間補間用の冗長ラインメモリーを用いるこ
となく良好なカラー画像読取りを実現させるものである
。又通常の３ライン読取りで発生しがちな走査読取りに
伴うメカニカルなブレ等に起因する色ズレに対しても本
発明は原理的にこれを排除している。
り、画像情報をカラー読取りする装置に於て例えばモノ
リシック３ラインセンサーをライン走査方向（副走査断
面方向）に沿って配置し、結像光学系と当該センサー面
間に色分解分離用の４段以上の階段構造をもった１次元
ブレーズド回折格子を載置することにより、３色分解す
ると共に通常のカラーセンサーに不可欠とされる波長選
択性フィルター特性を付加しない各３ラインセンサーに
光束を分離、結像してカラー読取りを可能ならしめると
共に、一般的な３ラインカラーセンサー読取りで必要と
されるライン間補間用の冗長ラインメモリーを用いるこ
となく良好なカラー画像読取りを実現させるものである
。又通常の３ライン読取りで発生しがちな走査読取りに
伴うメカニカルなブレ等に起因する色ズレに対しても本
発明は原理的にこれを排除している。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明のカラー画像読取装置の
第１の実施例を説明する為の概略断面図、第２図は本発
明のカラー画像読取装置の第２の実施例を説明する為の
概略断面図、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施例の
効果を説明する分光強度分布図、第４図はセンサーの分
光感度分布を示す図、第５図は実施例に用いられたフィ
ルター特性を示す図、第６図（ａ）、（ｂ）は実流側の
効果を説明する分光強度分布を示す図、第７図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は実施例の効果を説明する分光強度分布
を示す図、第８図は本発明ブレーズド回折格子の断面を
説明する図、第９図。 第１１図、第１２図は従来例を説明する概略断面図、第
１０図はモリシック３ラインセンサーの構成を説明する
図である。 １・・原稿面 ２・・結像光学系 ３・・１次元ブレーズド回折格子 ４・・モノリシック３ラインセンサー ５．６．７・・回折光成分 ８．９．１０・・ラインセンサー ｔａ） 第 ！ 図 畝 匁 ｖ Ｃｎ１ｌ＋） 図 第 図 場 図 ｖ ５りθ ａυ 入υ （ｎｍン Ｄ０ ５ρ０ ７ａｐ （＃所）
第１の実施例を説明する為の概略断面図、第２図は本発
明のカラー画像読取装置の第２の実施例を説明する為の
概略断面図、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施例の
効果を説明する分光強度分布図、第４図はセンサーの分
光感度分布を示す図、第５図は実施例に用いられたフィ
ルター特性を示す図、第６図（ａ）、（ｂ）は実流側の
効果を説明する分光強度分布を示す図、第７図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は実施例の効果を説明する分光強度分布
を示す図、第８図は本発明ブレーズド回折格子の断面を
説明する図、第９図。 第１１図、第１２図は従来例を説明する概略断面図、第
１０図はモリシック３ラインセンサーの構成を説明する
図である。 １・・原稿面 ２・・結像光学系 ３・・１次元ブレーズド回折格子 ４・・モノリシック３ラインセンサー ５．６．７・・回折光成分 ８．９．１０・・ラインセンサー ｔａ） 第 ！ 図 畝 匁 ｖ Ｃｎ１ｌ＋） 図 第 図 場 図 ｖ ５りθ ａυ 入υ （ｎｍン Ｄ０ ５ρ０ ７ａｐ （＃所）
Claims (1)
- （１）照明手段により原稿面上のカラー画像を照明し、
該カラー画像を投影光学系により３つのラインセンサー
を同一基板上に配置したモノリシック３ラインセンサー
からなる検出手段上に投影し、該検出手段により該カラ
ー画像を読取る際、該投影光学系と検出手段の間に、光
束をラインセンサーの並び方向と直交する方向に３つの
色光に色分解し各々のラインセンサーに導光する階段構
造からなる１次元ブレーズド回折格子を配置してなるカ
ラー画像読取装置に於て、前記１次元ブレーズド回折格
子の階段構造の段階が４段以上で構成されると共に前記
検出手段のモノリシック３ラインの各ラインセンサー面
上には、波長選択性のフィルター特性を一切付加されな
い構成からなることを特徴とするカラー画像読取装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125939A JPH0834532B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | カラー画像読取装置 |
| US07/697,589 US5177349A (en) | 1990-05-15 | 1991-05-09 | Image reading apparatus utilizing a four step or more staircase diffraction grating structure |
| EP91107802A EP0457281B1 (en) | 1990-05-15 | 1991-05-14 | Image reading apparatus |
| DE69122654T DE69122654T2 (de) | 1990-05-15 | 1991-05-14 | Bildlesegerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125939A JPH0834532B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | カラー画像読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420166A true JPH0420166A (ja) | 1992-01-23 |
| JPH0834532B2 JPH0834532B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=14922709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2125939A Expired - Fee Related JPH0834532B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | カラー画像読取装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5177349A (ja) |
| EP (1) | EP0457281B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0834532B2 (ja) |
| DE (1) | DE69122654T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2868669B2 (ja) * | 1992-05-29 | 1999-03-10 | シャープ株式会社 | ファクシミリ装置 |
| US5497269A (en) * | 1992-06-25 | 1996-03-05 | Lockheed Missiles And Space Company, Inc. | Dispersive microlens |
| JP2570946B2 (ja) * | 1992-06-25 | 1997-01-16 | キヤノン株式会社 | カラー画像読取装置 |
| US5760834A (en) * | 1992-09-30 | 1998-06-02 | Lsi Logic | Electronic camera with binary lens element array |
| US5402364A (en) * | 1993-01-15 | 1995-03-28 | Sanyo Machine Works, Ltd. | Three dimensional measuring apparatus |
| US5815293A (en) * | 1993-02-01 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| 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 |
| US5864640A (en) * | 1996-10-25 | 1999-01-26 | Wavework, Inc. | Method and apparatus for optically scanning three dimensional objects using color information in trackable patches |
| JP3860953B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2006-12-20 | 日本電産サンキョー株式会社 | 光ヘッド装置 |
| CA2352729A1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-01-13 | Creoscitex Corporation Ltd. | Blazed micro-mechanical light modulator and array thereof |
| RU2191348C2 (ru) * | 2000-10-05 | 2002-10-20 | Горелик Самуил Лейбович | Бесконтактный трехкоординатный измеритель |
| US7245407B2 (en) * | 2002-06-10 | 2007-07-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Complex objective lens compatible with information media of different thicknesses |
| AU2017348084B2 (en) * | 2016-10-26 | 2021-08-19 | Magic Leap, Inc. | Outcoupling grating for augmented reality system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6281871A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 画像読み取り装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1529711A (en) * | 1975-07-01 | 1978-10-25 | Rca Corp | Optical etc phase filters producing near-field patterns |
| DE2645075C2 (de) * | 1976-10-06 | 1985-06-20 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optische Anordnung zur Erzeugung von spektral zerlegten Abbildungen |
| DE3303623A1 (de) * | 1983-02-03 | 1984-08-09 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optische phasengitteranordnung und schaltvorrichtungen mit einer solchen anordnung |
| US4882619A (en) * | 1986-04-07 | 1989-11-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | High resolution image pickup system with color dispersion means |
| DE3787584T2 (de) * | 1986-07-07 | 1994-02-17 | Canon Kk | Projektionsapparat und Bildleseapparat, fähig zum Lesen eines projizierten Bildes. |
| JPS648514A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Canon Kk | Method and device for reproducing optical information and optical information recording medium |
| US5113067A (en) * | 1989-02-15 | 1992-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus having a blazed diffraction grating |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2125939A patent/JPH0834532B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-09 US US07/697,589 patent/US5177349A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-14 EP EP91107802A patent/EP0457281B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-14 DE DE69122654T patent/DE69122654T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6281871A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 画像読み取り装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69122654D1 (de) | 1996-11-21 |
| EP0457281A2 (en) | 1991-11-21 |
| US5177349A (en) | 1993-01-05 |
| DE69122654T2 (de) | 1997-03-20 |
| EP0457281B1 (en) | 1996-10-16 |
| EP0457281A3 (en) | 1992-02-26 |
| JPH0834532B2 (ja) | 1996-03-29 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |