JPH05110766A

JPH05110766A - 読取り装置及び読取り方法

Info

Publication number: JPH05110766A
Application number: JP3270963A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Sato; 恒夫佐藤; Yoshihiro Nagata; 良浩永田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー画像読取り装置に必要なイメージセン
サの受光素子は、従来、読取り画像数の３倍必要で、高
価となる問題があったため、安価なカラーイメージセン
サと回路構成で、高解像度かつ高速のカラー画像読取り
装置を得る。【構成】カラーイメージセンサ１上に一つの受光素子
１１２を、画像読取りの複数の画素１１ａ、１１ｂ、１
１ｃのデータとして使用し、かつ、これを実現するた
め、信号処理回路として、受光素子からの信号を、これ
が示す色の種類を考慮にいれて選択して処理する構成と
タイミングにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー画像を電気信
号に変換して読取るカラー画像読取り装置等の読取り装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、一般的なカラー画像読取り装置
を示す構成図である。図７において、１はカラーイメー
ジセンサ、２は結像手段としてのロッドレンズアレイ、
３は読取り原稿４を照明する手段としての蛍光灯、５は
原稿４を搭載するガラス板等の原稿台である。

【０００３】次に、このように構成された一般的なカラ
ー画像読取り装置の動作について説明する。原稿台５の
上に置かれた原稿４は蛍光灯３により照明され、原稿４
上の画像は、ロッドレンズアレイ２により、カラーイメ
ージセンサ１上に結像される。カラーイメージセンサ
１、ロッドレンズアレイ２、および蛍光灯３は一体とな
って矢印Ａの方向に、原稿４、原稿台５に対して相対的
に移動し、原稿４上の画像情報は走査線ごとに順次電気
信号に変換される。

【０００４】図８は、一般的なカラー画像読取り装置に
おけるカラーイメージセンサ１上の受光素子の周辺の構
成を模式的に描いた平面図である。図８において、１１
は読取りの１つの画素、１１１〜１１３は各々赤、緑、
青のカラーフィルタを表面に形成したカラーイメージセ
ンサの受光素子であり、この、三つの受光素子１１１〜
１１３は読取りの一つの画素１１に対応している。した
がって、カラーイメージセンサ１の受光素子の間隔は、
画像読取りの１画素の間隔の１／３倍に等くなる。

【０００５】また、図９は、一般的なカラー画像読取り
装置における処理回路構成を示す。図９において、６は
遅延回路、７は積和演算回路である。

【０００６】次に、このように構成されたカラー画像読
取り装置の信号処理の動作について、図１０に示す、一
般的なカラー画像読取り装置における処理タイミングを
示す図を参照にして説明する。図７などに示したカラー
イメージセンサ１からのカラー画像信号は、図１０に示
す入力信号Ｓ_i のように、順次、信号処理部に送られ
る。このカラー画像信号は、・・・ｒ_n、ｇ_n、ｂ_n、ｒ
_n+1、ｇ_n+1、ｂ_n+1・・・と言うように、時間に経過と
ともに、変化する。ここで、ｒ_n、ｇ_n、ｂ_n は、それぞ
れ、赤、緑、青のカラーフィルタが形成された受光素子
からの出力信号に相当する。また、ｎは、図８に示し
た、第ｎ番目の画素１１を示す。

【０００７】この入力信号Ｓ_i は、遅延回路６を通過す
ることにより、信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ_l2に分けられる。こ
こで、Ｓ_l0は入力信号Ｓ_i をそのまま出力した信号、Ｓ
_l1は入力信号Ｓ_iを１クロック分遅延させた信号、Ｓ_l2
は入力信号Ｓ_iを２クロック分遅延させた信号である。
積和演算回路７では、これらの入力信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ
_l2より、次に示す演算を、各々において行う。式１Ｍ_rR×Ｓ_l0 ＋Ｍ_gR×Ｓ_l1 ＋Ｍ_bR×Ｓ_l2 ＋Ｍ_cR ＝Ｓ_R Ｍ_rG×Ｓ_l0 ＋Ｍ_gG×Ｓ_l1 ＋Ｍ_bG×Ｓ_l2 ＋Ｍ_cG ＝Ｓ_G Ｍ_rB×Ｓ_l0 ＋Ｍ_gB×Ｓ_l1 ＋Ｍ_bB×Ｓ_l2 ＋Ｍ_cB ＝Ｓ_B ここで、Ｍ_iJは既知の数値である。この積和演算回路７
は、カラーイメージセンサ１からのカラー画像信号の補
正を行う回路であるので、入力信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ
_l2が、同一の画素１１を構成する受光素子からの信号で
あるとき、すなわち、Ｓ_li＝ｒ_i、Ｓ_li＝ｇ_i、Ｓ_li＝ｂ
_i の時（図１０の１０１の時）のみ、上記式１のＳ_R、
Ｓ_G、Ｓ_B は意味のある有効な値（図１０の１０２の
値）となる。したがって、積和演算回路７からの各出力
信号は、３クロックごとに有効な信号として、出力され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のカラー画像読取
り装置における信号処理部は以上のように構成されてい
たので、高解像度のカラー画像読取り装置（例えば、 4
00ト゛ット/インチ）を得るためには、これに必要なカラーイメ
ージセンサとして、受光素子の間隔が読取り画素の間隔
の１／３と言うの細かなもの（例えば、1200ト゛ット/インチ）
が必要であり、これを実現するためには、カラーイメー
ジセンサの価格も高価なものとなると言う問題点があっ
た。さらに、処理回路においては、有効な信号出力が、
３クロックに一度しか得られず、これによって、高速の
処理が困難となるなどの問題点があった。

【０００９】上記のような問題点を解決するため、従
来、実開平１−８６７６１号公報に示すようなものがあ
った。これは、図１１に示すカラーイメージセンサ１上
の受光素子の周辺の構成、ならびに、図１２に示す処理
回路の構成で実現したものであった。すなわち、図１１
に示すように、カラーイメージセンサ１上の受光素子を
２列配置とし、互いの読取り位置を受光素子の間隔の１
／２だけずらせたもので、カラー画像読取りにおける読
取り画素間隔に比べ、カラーイメージセンサの受光素子
の間隔を１／１．５倍にすることができ、上述の一般的
な読取りに対し、読取りの高解像度化が容易になってい
る。

【００１０】しかし、上述の従来例においては、図１１
に示すように、カラーイメージセンサ１上の受光素子が
２列配列となっているため、カラーイメージセンサ１の
面積が広くなってしまい、これにより、カラーイメージ
センサ１の低価格化を行うことが困難であり、また、信
号処理回路として、図１２に示すように、受光素子の２
列配列に合わせて、２系統の処理回路が必要となり、回
路規模が増える。

【００１１】以上のように、従来例においては、カラー
画像読取り装置の高解像度化を行うためには、カラーイ
メージセンサおよび処理回路の価格が高くなる問題点が
あった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、安価なセンサと回路構成で、高
解像度かつ高速の読取り装置を得ることを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明にかかる読取
り装置は、たとえば、カラーイメージセンサ（センサの
一例）の一つの受光素子（感知素子の一例）を、画像読
取りの複数の画素データ（単位データの一例）として使
用するものであり、以下の要素を有するものである。（ａ）読取り対象からの異なる種類の信号を感知してそ
れぞれ出力する感知素子を繰り返し配置したセンサ、
（ｂ）上記センサの隣合う複数の感知素子の信号からひ
とつの単位データを出力し、少なくとも、ひとつの感知
素子を２以上の単位データの出力に用いる信号処理部。

【００１４】また、第２の発明に係る読取り方法は、以
下の工程を有するものである。（ａ）繰り返して配置さ
れたＮ種類の異なる感知素子からのＮ種類の信号を複数
入力する入力工程、（ｂ）入力工程により入力されたＮ
種類の信号を保持し、ひとつの信号がＮ回用いられるよ
うにＮ種類の信号を組みあわせて選択する保持選択工
程、（ｃ）保持選択工程で選択されたＮ種類の信号から
ひとつの単位データを出力する出力工程。

【００１５】

【作用】第１、第２の発明における読取り装置及びその
方法は、隣りあうＮ種類の受光素子（感知素子）をひと
つづつずらして、ひとつの画素データ（単位データ）を
作成するので、受光素子（感知素子）の間隔を読取り装
置の読取り単位間隔と一致させることができ、センサの
価格と処理回路の価格が低減する。

【００１６】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は、この発明の一実施例を示す、
カラーイメージセンサ１上の受光素子周辺を模式的に描
いた平面図である。図１において、１１ａ、１１ｂ、１
１ｃは画像読取りの一つの画素である。また、１１１〜
１１３は各々赤、緑、青のカラーフィルタを表面に形成
したカラーイメージセンサの受光素子である。ここで、
読取り画素１１ａはカラーイメージセンサの受光素子１
１１、１１２、１１３の順に、画素１１ｂは受光素子１
１２、１１３、１１１の順に、また、画素１１ｃは受光
素子１１３、１１１、１１２の順に構成されている。す
なわち、カラーイメージセンサ１の受光素子の間隔は、
カラー画像読取り装置の画素の間隔と一致する。

【００１７】また、図２は、本発明によるカラー画像読
取り装置における信号処理部回路構成の一例である。図
２において、６は遅延回路、７は積和演算回路、８は選
択回路を示す。

【００１８】次に、本発明における信号処理部の動作に
ついて、図３に示す信号処理タイミング図を参照して詳
しく説明する。カラーイメージセンサ１からのカラー画
像信号は、図３に示す入力信号Ｓ_i のように、順次、信
号処理部に送られる。このカラー画像信号Ｓ_i は、・・
・ｒ_m-3、ｇ_m-2、ｂ_m-1、ｒ_m、ｇ_m+1、ｂ_m+2・・・と言
うように、時間に経過とともに変化する。ここで、ｍは
カラーイメージセンサ１の各受光素子につけられた通し
番号である。

【００１９】この入力信号Ｓ_i は、遅延回路６を通過す
ることにより、信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ_l2に分けられて出力
される。ここで、Ｓ_l0は入力信号Ｓ_i をそのまま出力し
た信号、Ｓ_l1は入力信号Ｓ_iを１クロック分遅延させた
信号、Ｓ_l2は入力信号Ｓ_iを２クロック分遅延させた信
号である。続いて、選択回路８においては、入力された
三つの信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ_l2のうち、所定のカラーフィ
ルタが形成されている、カラーイメージセンサ１の受光
素子からの信号を選択し、出力する。すなわち、選択回
路８１では、赤フィルタが形成されている受光素子１１
１からの信号を選択し、選択回路８２では、緑フィルタ
が形成されている受光素子１１２からの信号を選択し、
また、選択回路８３では、青フィルタが形成されている
受光素子１１３からの信号を選択して、それぞれ出力信
号Ｓ_sr、Ｓ_sg、Ｓ_sbを出力する。これらの出力信号のタ
イミングは、図３に示すとおりである。

【００２０】続いて、各々の積和演算回路７では、これ
らの信号Ｓ_sr、Ｓ_sg、Ｓ_sbを用いて、次に示す演算を行
う。式２Ｍ_rR×Ｓ_sr ＋Ｍ_gR×Ｓ_sg ＋Ｍ_bR×Ｓ_sb ＋Ｍ_cR ＝Ｓ_R Ｍ_rG×Ｓ_sr ＋Ｍ_gG×Ｓ_sg ＋Ｍ_bG×Ｓ_sb ＋Ｍ_cG ＝Ｓ_G Ｍ_rB×Ｓ_sr ＋Ｍ_gB×Ｓ_sg ＋Ｍ_bB×Ｓ_sb ＋Ｍ_cB ＝Ｓ_B ここで、Ｍ_iJは既知の数値である。この積和演算回路７
は、カラーイメージセンサ１からのカラー画像信号の補
正を行う回路であるので、入力信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ_l2が
同一の画素１１を構成する受光素子からの信号であると
き（図３の３１のとき）、上記式２のＳ_R、Ｓ_G、Ｓ_B は
意味のある値（図３の３２の値）となる。この実施例に
おいては、図３に示すように、すべてのタイミングにお
いて、上記の条件を満たしている。すなわち、積和演算
回路７には、常に意味のある信号が入力されており、こ
れらの積和演算回路７の出力信号Ｓ_R、Ｓ_G、Ｓ_B は、１
クロックごとに有効な信号が出力される。

【００２１】以上のように、この実施例では、読取り画
像のデータを電気信号に変換する複数の受光素子と、こ
の複数の受光素子の各々の上に配設したカラーフィルタ
と、読取り画像の像を前記受光素子上に結像させる結像
手段とを備え、上記個々の受光素子を、画像読取りの複
数の画素のデータとして使用するように設定したことを
特徴とする、カラー画像読取り装置を説明した。また、
前記受光素子からの画像読取り信号を、この信号が示す
色の種類にしたがって信号を選択して取り出して処理を
行う信号処理回路を有することを特徴とするカラー画像
読取り装置を説明した。

【００２２】実施例２．なお、上記実施例１では、図２
に示したような信号処理部を用いたが、図４に示すよう
に、選択回路８かわりに係数選択回路９を用いても良
い。

【００２３】この実施例２における、図４に示す信号処
理部の動作のタイミングを図５に示す。カラーイメージ
センサ１から信号Ｓ_i が入力され、遅延回路６から信号
Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ_l2が得られるまでは、実施例１と同様で
ある。

【００２４】続いて、信号Ｓ_l0、Ｓ_l1、Ｓ_l2のうち、ど
の信号が所定の色フィルタ（例えば赤フィルタ）が形成
された、カラーイメージセンサ１上の、受光素子からの
信号（例えばｒ信号）かを示すＳＥＬ信号を用いて、係
数選択回路９は、積和演算の係数を積和演算回路７にロ
ードする。例えば、時刻ｔ₀ においては、信号Ｓ_l0がｒ
信号なので、信号Ｓ_l0に対応する係数としてｒ信号用の
係数Ｍ_rRを、信号Ｓ_l1に対応する係数としてはｇ信号用
の係数Ｍ_gGを、また、信号Ｓ_l2に対応する係数としては
ｂ信号用の係数Ｍ_bBを、それぞれ積和演算回路７にロー
ドする。この時点で以下の計算が実行できる。式３Ｍ_rR×Ｓ_l0 Ｍ_gG×Ｓ_l1 Ｍ_bB×Ｓ_l2 また、時刻ｔ₁ においては、信号Ｓ_l1がｒ信号なので、
信号Ｓ_l1に対応する係数としてｒ信号用の係数Ｍ_gRを、
信号Ｓ_l2に対応する係数としてはｇ信号用の係数Ｍ
_bGを、また、信号Ｓ_l0に対応する係数としてはｂ信号用
の係数Ｍ_rBを、それぞれ積和演算回路７にロードする。
この時点で以下の計算が実行できる。式４Ｍ_rB×Ｓ_l0 Ｍ_gR×Ｓ_l1 Ｍ_bG×Ｓ_l2 同様にして、時刻ｔ₂ においては、以下の計算が実行で
きる。式５Ｍ_gB×Ｓ_l0 Ｍ_rG×Ｓ_l1 Ｍ_bR×Ｓ_l2

【００２５】積和演算回路７においては、式３、式４、
式５を用いて実施例１における式２のように積和演算を
行い、信号Ｓ_R、Ｓ_G、Ｓ_B を得る。ここで得られた、そ
れぞれの出力信号Ｓ_R、Ｓ_G、Ｓ_B は、いずれも、実施例
１と同様に、各々、Ｒ、Ｇ、Ｂについて、どのタイミン
グにおいても有効な信号となっている。

【００２６】実施例３．また、実施例１、実施例２で
は、カラーイメージセンサとして、受光素子が図１示す
ように１列に並んだものについて述べたが、図６に示す
ように、受光素子が２列に並んだカラーイメージセンサ
を用いても良い。この図においては、画像読取りの１画
素としては、図中の二点鎖線で囲んだように、６通りの
組み合わせができる。この６通りの読取り画素構成に対
して、選択回路８または係数選択回路９の動作を実施例
１あるいは実施例２に示したようにすることで、同様の
効果が期待できる。なお、この場合のカラーイメージセ
ンサは、２列配列となることで、幅は広くなるが、各々
の受光素子の間隔が画像読取りの１画素の間隔に相当す
るため、図１１に示す従来の構成のカラーイメージセン
サに対しては、長さが短く（１／３倍）なり、安価なイ
メージセンサが得られる。

【００２７】実施例４．上記実施例１、２、３では、
赤、青、緑の３色の色別の受光素子が繰り返し配列され
ている場合を示したが、シアン、マゼンタ、イエロー等
の他の色の組み合わせの場合でもかまわない。また、３
原色であれば、フルカラーを再現できる利点はあるが、
３原色に限る必要もなく、さらに、２色でもかまわな
い。同様に４色以上でもかまわない。なお、色の中に
は、白黒や輝度等が含まれてもよく、これらを検出する
受光素子が混在していてもよく、この発明における受光
素子の種類は色に限らず画像からの異なる特徴信号を感
知する目的をもって配置されたものであればよい。

【００２８】実施例５．上記実施例１〜４では、すべて
の受光素子を用いて画素データを出力する場合を示した
が、受光素子を間引きして使用する場合でも、同一受光
素子からの信号を２以上の画素データに用いる場合はこ
の発明と同様の効果を奏する。

【００２９】実施例６．上記実施例１〜５では、カラー
画像読取り装置を例にして説明したが、受光素子は、感
知素子の一例であり、カラーイメージセンサはセンサの
一例であり、画素データは単位データの一例であり、こ
の発明はカラー画像読取り装置に限るものでなく、その
他の読取り装置であってもかまわない。

【００３０】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、セン
サ上の感知素子の配置の周期と、読取りの単位の周期を
一致させるように考えて、このような構成に対応して、
感知素子からの信号を処理するようにしたので、速度が
遅い、低価格の処理回路と、感知素子の少ない安価なセ
ンサを使用しても、読取り装置の解像度を向上させる効
果が得られ、したがって、高解像度の読取り装置が安価
で実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー画像読取り装置のカラーイ
メージセンサ上の受光素子の周辺の構成を示す図。

【図２】本発明によるカラー画像読取り装置における信
号処理部の処理回路構成を示す図。

【図３】本発明によるカラー画像読取り装置における処
理タイミングを示す図。

【図４】本発明の第２の実施例によるカラー画像読取り
装置における信号処理部の処理回路構成を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例によるカラー画像読取り
装置における処理タイミングを示す図。

【図６】本発明の第３の実施例によるカラー画像読取り
装置のカラーイメージセンサ上の受光素子の周辺の構成
を示す図。

【図７】一般的なカラー画像読取り装置の構成を示す
図。

【図８】一般的なカラー画像読取り装置におけるカラー
イメージセンサ上の受光素子の周辺の構成を示す図。

【図９】一般的なカラー画像読取り装置における処理回
路構成を示す図。

【図１０】一般的なカラー画像読取り装置における処理
タイミングを示す図。

【図１１】従来のカラー画像読取り装置におけるカラー
イメージセンサ上の受光素子の周辺の構成を示す図。

【図１２】従来のカラー画像読取り装置における処理回
路構成を示す図。

【符号の説明】

１カラーイメージセンサ（センサの一例）２結像手段としてのロッドレンズアレイ３蛍光灯４読取り原稿５原稿台としてのガラス板６遅延回路７積和演算回路８選択回路９係数選択回路１１読取りの１画素１１ａ〜１１ｆ本発明における読取りの１画素（１単
位の一例）１１１〜１１３カラーイメージセンサの受光素子（感
知素子の一例）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要素を有する読取り装置（ａ）読取り対象からの異なる種類の信号を感知してそ
れぞれ出力する複数種類の感知素子を繰り返し配置した
センサ、（ｂ）上記センサの隣合う複数の感知素子の信号からひ
とつの単位データを出力し、少なくとも、ひとつの感知
素子を２以上の単位データの出力に用いる信号処理部。
【請求項２】以下の要素を有する読取り方法（ａ）繰り返して配置されたＮ種類の異なる感知素子か
らのＮ種類の信号を複数入力する入力工程、（ｂ）入力工程により入力されたＮ種類の信号を保持
し、ひとつの信号がＮ回用いられるようにＮ種類の信号
を組みあわせて選択する保持選択工程、（ｃ）保持選択工程で選択されたＮ種類の信号からひと
つの単位データを出力する出力工程。