JPH05236201A - カラー画像読み取り装置とそのカラー固体ラインセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照明光源の分光特性に起因する特定色の解像
力を劣化させることなくＳ／Ｎの良好な原稿読み取り信
号を得る。 【構成】 受光部を前記機械的走査方向４９と直交する
方向５４にフィルタの各色ごとにライン状に並べ、前記
受光部を各色とも同一大きさ２１，２２，２３，２４と
して少なくとも特定色に関しては前記機械的走査方向と
直交する方向に対しては位置が等しく、かつ前記機械的
方向に対しては異なる位置に複数ライン２３，２４とし
た。 【効果】 原稿照明光源の分光特性に対して出力レベル
が小さい読み取り信号のＳ／Ｎが大きくなると共に、そ
の解像力が向上され、高品質の画像情報を得ることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高品質の画像信号を得
ることのできるカラー画像読み取り装置とこのカラー画
像読み取り装置に用いるカラー固体ラインセンサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機，プリンタあるいはファクシミリ
などのカラー化に伴い、これらの機器に用いられるカラ
ー固体センサの高精度色情報読み取り性能とカラー画像
読み取り装置の画像品質の向上が求められている。図４
はこの種のカラー画像読み取り装置のうちの密着型装置
の概略を説明する模式図であって、４０はカラー画像読
み取り装置、４１は原稿、４２は原稿台、４３は原稿圧
板、４４は照明系を構成するハロゲンランプ等の照明光
源、４５はスリット、４６は結像光学系、４７はカラー
固体センサ、４８は露光光学系、４９は機械的走査方向
を示す矢印である。

【０００３】カラー画像読み取り装置４０は、原稿４１
を原稿台４２上に載置され、その上を原稿圧板４３で押
さえて固定し、照明光源４４で照明された原稿４１の画
像を結像光学系４６を介してカラー固体ラインセンサ４
７に結像する。カラー固体センサ４７は機械的走査方向
４９と直交する方向に複数色に対応してライン状に配列
された複数の固体ラインセンサと、この固体ラインセン
サの各色に設けられたカラーフィルタとから構成され
る。そして、上記固体ラインセンサの配列方向を主走査
方向とし、上記機械的走査方向を副走査として原稿４１
を２次元走査する。

【０００４】原稿４１からの反射光は結像光学系でカラ
ー固体ラインセンサ４７に結像し、そのカラーフィルタ
で色分解されて複数色ごとの読み取り信号が生成され
る。図５は縮小光学系を用いたカラー画像読み取り装置
におけるカラー固体ラインセンサとそのカラーフィルタ
の構成を説明する模式図であって、５０はカラー固体ラ
インセンサ、５１はＲ（赤色）フィルタ、５２はＧ（緑
色）フィルタ、５３はＢ（青色）フィルタ、５４は主走
査方向である。

【０００５】上記各色フィルタ５１，５２，５３は固体
ラインセンサ５０の各センサ部に所要のフィルタ物質を
蒸着等の手段で被着され、各フィルタ領域でそれぞれの
色情報に対応した受光部が形成される。光学系４６で結
像された原稿の画像は、各色のフィルタで色分解され、
それぞれの色に対応したカラー読み取り信号が図示しな
い出力手段で取り出される。

【０００６】なお、この種のカラー固体ラインセンサを
用いたカラー画像読み取り装置に関連した従来技術は、
例えば特開平２−２０３６６５号公報に開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
受光部は、複数色に対応する大きさ（受光面積）および
形状ともに同一とされており、主走査方向幅Ｄ_x ，機械
的走査方向幅Ｄ_YR，Ｄ_yg，Ｄ_ybは例えば８μｍに形成さ
れ、機械的走査方向に並ぶＲ，Ｇ，Ｂの１組で１画素を
構成している。

【０００８】図６は原稿照明光源として多用されるハロ
ゲンランプの分光特性図であって、同図に示されたよう
に、ハロゲンランプは、Ｂ（青色）→Ｇ（緑色）→Ｒ
（赤色）の順で光量が大である特性を有するため、Ｂ
（青色）の光量が最も低く、Ｂ（青色）の読み取り信号
のＳ／ＮはＧ（緑色），Ｒ（赤色）に比べて極めて小さ
い。そのため、画像品質が低下してしまう。

【０００９】上記したＢ（青色）のＳ／Ｎを改善する手
段として、例えば特開平２−２０３６６５号公報に開示
された構成が知られている。図７は上記従来技術による
カラー固体ラインセンサの構成を説明する模式図であっ
て、４９は機械的走査方向、５０はカラー固体ラインセ
ンサ、５１はＲ（赤色）用受光部、５２はＧ（緑色）用
受光部、５５はＢ（青色）用受光部、５４は主走査方向
である。

【００１０】同図に示したように、Ｂ（青色）の受光部
５５の機械的走査方向幅Ｄ_ybをＲ（赤色）用受光部５
１，Ｇ（緑色）用受光部５２の幅に比べて大きく（ここ
では、２倍の１６μｍ）することで、読み取り信号のレ
ベルを上げるようにすることもできる。しかし、この構
成ではＢ（青色）はそのＳ／Ｎは改善されるものの、解
像力が劣化してしまう。

【００１１】図８は受光部の開口の大きさと解像力の関
係を説明するＭＴＦ特性図である。画像読み取り装置の
解像力は、主に結像光学系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｒａｔｉ
ｏｎＴｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と受光部の
形状で定まる開口のＭＴＦによって決る。したがって、
上記したようなＢ（青色）の受光部の大きさ（開口面
積）を大きくすると、Ｂ（青色）の開口のＭＴＦが劣化
し解像力が低下することになる。

【００１２】開口のＭＴＦは、当該開口の大きさをｘ
（ｍｍ），空間周波数をｎ（lp／ｍｍ）としたとき、Ｍ
ＴＦ＝ｓｉｎ（π・ｎ・ｘ）／（π・ｎ・ｘ）となるの
で、例えば４００ｄｐｉのカラーセンサを例にとれば、
受光部の機械的走査方向の大きさが原稿面上での大きさ
に換算して０．０６３５ｍｍの場合とそれを２倍にした
０．１２７ｍｍの場合の機械的走査方向の開口のＭＴＦ
は図８に示したようになり、例えば５lp ／ｍｍのＭＴ
Ｆはそれぞれ０．８４、０．４５となってしまい、Ｇ
（緑色），Ｒ（赤色）信号と同等の解像力でＢ（青色）
信号を得ることはできない。

【００１３】特に、文字などの細線を含む画像情報を精
度よく得るためには、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青
色）の各色に対するＭＴＦがバランスよく保たれている
ことが必要であるが、上記従来の技術においては、解像
力の劣化が高品質の画像情報を得る上での大きな妨げと
なっていた。本発明の目的は、上記従来技術の問題連を
解消し、解像力を劣化させることなくＳ／Ｎの良好な読
み取り信号を得ることのできるカラー画像読み取り装置
とそのカラー固体ラインセンサを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すため
に、本発明は、複数色のフィルタをもつ受光部からなる
カラー固体ラインセンサ上に照明系および結像光学系に
より原稿の画像を結像し、前記照明系および結像光学系
からなる光学系を前記原稿に対して機械的に所定方向に
走査することにより、前記原稿の画像情報を得るカラー
画像読み取り装置において、前記受光部を前記機械的走
査方向と直交する方向にフィルタの各色ごとにライン状
に並べ、前記受光部を各色とも同一大きさとして少なく
とも１色に関しては前記機械的走査方向と直交する方向
に対して位置が等しく、かつ前記機械的方向に対しては
異なる位置に複数ラインとした構成を特徴とする。

【００１５】すなわち、本発明は、複数色のフィルタを
もつ受光部からなるカラー固体ラインセンサ（１０）上
に照明系および結像系により原稿の像を結像し、前記照
明系および結像系からなる光学系を前記原稿に対して機
械的に所定の方向に走査することにより、前記原稿の画
像情報を得るカラー画像読み取り装置を構成する前記受
光部を、前記機械的走査方向と直交する方向に前記フィ
ルタの各色（１１，１２，１３，１４）ごとにライン状
に配列してなり、前記複数色のうちの特定色に関して
は、前記機械的走査方向（４９）と直交する方向（５
４）に対して位置が等しく、かつ前記機械的走査方向に
対して異なる位置に複数ライン（１３，１４）を有せし
めたことを特徴とする。

【００１６】また、前記カラー固体ラインセンサ（１
０）を、その受光部が前記機械的走査方向（４９）と直
交する方向（５４）に前記フィルタ（１１，１２，１
３，１４）の各色ごとにライン状に配列されてなり、前
記複数色のうちの特定色に対応する受光部を前記機械的
走査方向と直交する方向（５４）に対して位置が等し
く、かつ前記機械的走査方向（４９）に対して異なる位
置に配列された複数ライン（１３，１４）から構成した
ことを特徴とする。

【００１７】なお、前記複数色を、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の３色とし、前記特定色を青（Ｂ）と
し、また前記特定色のライン数を２としたことを特徴と
する。

【００１８】

【作用】前記した構成により、原稿照明光源の分光特性
に対して出力レベルが小さい読み取り信号のＳ／Ｎを大
きくすると共に、その解像力を向上させて高品質の画像
情報を得ることが可能となる。これにより、赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色共にＳ／Ｎがよく、かつ解像
力を向上させた原稿読み取りができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明によるカラー画像読み取り装置
およびそのカラー固体ラインセンサの実施例につき、図
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明によるカラ
ー画像読み取り装置の一実施例の構成を説明する模式図
であって、１はカラー画像読み取り装置、２は原稿、３
は原稿台（プラテンガラス）、４は原稿圧板、５は照明
光源、６はスリット、７は結像光源、８は赤外カットフ
ィルタ、９はフルレートキャリッジ、１０はハーフレー
トキャリッジ、２０はカラー固体ラインセンサである。

【００２０】同図において、原稿台３上に載置された原
稿２は原稿圧板４で該原稿台３上に固定され、ハロゲン
ランプからなる照明光源５により照明される。原稿２か
らの反射光は、ミラーＭ，結像レンズ７，赤外カットフ
ィルタ８を通してカラー固体ラインセンサ２０の受光部
に結像される。照明光源５を持つフルレートキャリッジ
９とハーフレートキャリッジ１０とは、２：１の速度比
でそれぞれ矢印Ａ方向に移動して機械的に原稿を走査
し、同時にカラー固体ラインセンサ２０の当該ラインセ
ンサの電子的走査で所謂主走査を行うことにより、２次
元の原稿画像を読み取る。

【００２１】図２は本発明によるカラー画像読み取り装
置に用いられるカラー固体ラインセンサの一実施例の構
成例を説明する模式図であって、２０はカラー固体ライ
ンセンサ、２１はＲ（赤）用受光部、２２はＧ（緑）用
受光部、２３と２４はＢ（青）用受光部、４９は機械的
走査方向、５４は主走査方向を示す。同図に示したよう
に、本実施例では前記図１における原稿照明光源として
用いられるハロゲンランプの分光特性（図６参照）によ
るＢ（青）の読み取り信号レベルが小さいことに対応し
て、Ｂ（青）用受光部を２列のラインセンサで構成して
ある。なお、このカラー固体ラインセンサの解像度は４
００ｄｐｉとしている。

【００２２】そして、上記Ｒ（赤）用受光部２１にはＲ
透過フィルタが、Ｇ（緑）用受光部２２にはＧ透過フィ
ルタが、またＢ（青）用受光部２３，２４にはＢ透過フ
ィルタがそれぞれ蒸着されている。この構成により、Ｂ
（青）の読み取り信号を、そのＳ／Ｎを劣化させること
なく、かつ高解像力で得ることができる。

【００２３】図３はカラー固体ラインセンサの出力信号
処理回路の一例を説明するブロツク図であって、２０は
前記図２に示したカラー固体ラインセンサ、３０は出力
信号処理回路、３１−１，３１−２，３１−３，３１−
４は増幅器、３２−１，３２−２，３２−３，３２−４
はサンプルホールド回路、３３−１，３３−２，３３−
３，３３−４はＡ／Ｄ変換器、３４−１，３４−２，３
４−３は遅延回路、３５は平均化回路、３６，３７，３
８はそれぞれ各色（ＲＧＢ）の読み取り信号出力であ
る。

【００２４】同図において、カラー固体ラインセンサ１
０の各ラインセンサ２１，２２，２３，２４からの出力
Ｒ，Ｇ，Ｂ（１），Ｂ（２）は、それぞれ増幅器３１−
１，３１−２，３１−３，３１−４で所定のレベルに増
幅されてサンプルホールド回路３２−１，３２−２，３
２−３，３２−４においてリセットノイズの除去を行っ
た後、サンプルホールド回路３２−１，３２−２，３２
−３の出力は遅延回路３４−１，３４−２，３４−３に
入力する。一方、サンプルホールド回路３２−４の出力
は直接平均化回路３５に入力する。

【００２５】サンプルホールド回路３２−１，３２−
２，３２−３の出力は遅延回路３４−１，３４−２，３
４−３で所定の時間だけ遅延される。この遅延時間は、
前記図２に示したように、カラー固体ラインセンサ１０
の各ラインセンサ２１，２２，２３，２４が機械的走査
方向に対して位置的ズレがあるための時間補正処理であ
り、各色の読み取り信号３６，３７，３８が同時に得ら
れるようにするためである。

【００２６】遅延回路３４−３で時間調整されたＢ
（１）信号とＡ／Ｄ変換器３３−４からのＢ（２）信号
とは、平均化回路３５で平均演算されて、２画素分の信
号の平均値が算出される。この信号処理により、Ｒ
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色信号についての原稿
読み取り信号を高レベルで、Ｓ／Ｎよく得ることができ
る。

【００２７】そして、カラー固体ラインセンサの各色の
受光部２１，２２，２３，２４の形状が共に等しいた
め、全色についてのＭＴＦを向上させることができる。
なお、上記実施例では、ハロゲンランプを照明光源とし
た場合の特定色をＢ（青）として説明したが、照明光源
の分光特性に応じて上記特定色が異なるものであること
は言うまでもない。また、当該特定色用の受光部は２ラ
インに限らず、３以上の複数ラインを設けることも可能
である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原稿照明光源の分光特性に対して出力レベルが小さい読
み取り信号のＳ／Ｎを大きくすると共に、その解像力を
向上させて高品質の画像情報を得ることが可能となる。
これにより、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色共に
Ｓ／Ｎがよく、かつ解像力を向上させた原稿読み取りが
できる優れたカラー画像読み取り装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるカラー画像読み取り装置の一実
施例の構成を説明する模式図である。

【図２】 本発明によるカラー画像読み取り装置に用い
られるカラー固体ラインセンサの一実施例の構成例を説
明する模式図である。

【図３】 カラー固体ラインセンサの出力信号処理回路
の一例を説明するブロツク図である。

【図４】 この種のカラー画像読み取り装置のうちの密
着型装置の概略を説明する模式図である。

【図５】 縮小光学系を用いたカラー固体ラインセンサ
とそのカラーフィルタの構成を説明する模式図である。

【図６】 原稿照明光源として多用されるハロゲンラン
プの分光特性図である。

【図７】 従来技術によるカラー固体ラインセンサの構
成を説明する模式図である。

【図８】 受光部の開口の大きさと解像力の関係を説明
するＭＴＦ特性図である。

【符号の説明】

１・・・・カラー画像読み取り装置、２・・・・原稿、
３・・・・原稿台（プラテンガラス）、４・・・・原稿
圧板、５・・・・照明光源、６・・・・スリット、７・
・・・結像光源、８・・・・赤外カットフィルタ、９・
・・・フルレートキャリッジ、１０・・・・ハーフレー
トキャリッジ、２０・・・・カラー固体ラインセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数色のフィルタをもつ受光部からなる
   カラー固体ラインセンサ上に照明系および結像系により
   原稿の像を結像し、前記照明系および結像系からなる光
   学系を前記原稿に対して機械的に所定の方向に走査する
   ことにより、前記原稿の画像情報を得るカラー画像読み
   取り装置において、 前記受光部は前記機械的走査方向と直交する方向に前記
   フィルタの各色ごとにライン状に配列されてなり、前記
   複数色のうちの特定色に関しては、前記機械的走査方向
   と垂直な方向に対して位置が等しく、かつ前記機械的走
   査方向に対して異なる位置に複数ラインを有することを
   特徴とするカラー画像読み取り装置。
2. 【請求項２】 複数色のフィルタをもつ受光部からなる
   カラー固体ラインセンサ上に照明系および結像系により
   原稿の像を結像し、前記照明系および結像系からなる光
   学系を前記原稿に対して機械的に所定の方向に走査する
   ことにより、前記原稿の画像情報を得るためのカラー固
   体ラインセンサにおいて、 前記カラー固体ラインセンサは、その受光部が前記機械
   的走査方向と直交する方向に前記フィルタの各色ごとに
   ライン状に配列されてなり、前記複数色のうちの特定色
   に対応する受光部を前記機械的走査方向と垂直な方向に
   対して位置が等しく、かつ前記機械的走査方向に対して
   異なる位置に配列された複数ラインから構成されたこと
   を特徴とするカラー固体ラインセンサ。