JPH0548832A - 色収差補正構造 - Google Patents
色収差補正構造Info
- Publication number
- JPH0548832A JPH0548832A JP3285399A JP28539991A JPH0548832A JP H0548832 A JPH0548832 A JP H0548832A JP 3285399 A JP3285399 A JP 3285399A JP 28539991 A JP28539991 A JP 28539991A JP H0548832 A JPH0548832 A JP H0548832A
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- chromatic aberration
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- color
- color image
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的低コストであって、高精細な結像を可
能にするような、カラー画像入力装置等の光学系に於け
る色収差補正構造を提供する。 【構成】 結像光学系に於いて、波長選択性を有する複
数の層をなす反射面を有するミラーを、カラー画像とカ
ラー画像センサとの間の光路中に設け、その結果発生す
る波長選択的な光学的光路長の差を以て、前記結像光学
系に於ける色収差を補償する。
能にするような、カラー画像入力装置等の光学系に於け
る色収差補正構造を提供する。 【構成】 結像光学系に於いて、波長選択性を有する複
数の層をなす反射面を有するミラーを、カラー画像とカ
ラー画像センサとの間の光路中に設け、その結果発生す
る波長選択的な光学的光路長の差を以て、前記結像光学
系に於ける色収差を補償する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機、デジタ
ル複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ等のカラー
画像入力装置の光学系に於ける色収差補正構造に関す
る。
ル複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ等のカラー
画像入力装置の光学系に於ける色収差補正構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】種々の画像入力装置のカラー化が進行し
ているが、より高い精細度及び読取原稿サイズの大型化
が要望されるようになってきたのに伴って、長焦点距離
の結像光学系が要求されるようになってきた。結像光学
系の焦点距離が長くなると、それに比例して軸上色収差
が大きくなるため、検出される画像のピントが合わなく
なり、画像性能が劣化する。また、光学系の調整及びレ
ンズ設計が困難となる。
ているが、より高い精細度及び読取原稿サイズの大型化
が要望されるようになってきたのに伴って、長焦点距離
の結像光学系が要求されるようになってきた。結像光学
系の焦点距離が長くなると、それに比例して軸上色収差
が大きくなるため、検出される画像のピントが合わなく
なり、画像性能が劣化する。また、光学系の調整及びレ
ンズ設計が困難となる。
【０００３】そこで、１つのＣＣＤセンサ等からなるセ
ンサを用いて、原稿の読み取りを３回或いは４回に分け
て、光源或いはフィルタを交換し、各色毎にピント調整
を行うことが考えられる。この構造によれば、１つのセ
ンサのみで済み、基本的にはモノクロ画像入力装置と同
様の構造を備えるものであって良いため、比較的コスト
は少くて済む。しかしながら、原稿を数回に分けてスキ
ャンするために、スキャンの開始位置のずれ等による劣
化が発生し易く、また読み取りに比較的長時間を要す
る。
ンサを用いて、原稿の読み取りを３回或いは４回に分け
て、光源或いはフィルタを交換し、各色毎にピント調整
を行うことが考えられる。この構造によれば、１つのセ
ンサのみで済み、基本的にはモノクロ画像入力装置と同
様の構造を備えるものであって良いため、比較的コスト
は少くて済む。しかしながら、原稿を数回に分けてスキ
ャンするために、スキャンの開始位置のずれ等による劣
化が発生し易く、また読み取りに比較的長時間を要す
る。
【０００４】第２の方法として、３つのセンサと、色分
解プリズムとを用いて画像を検出する方法も考えられ、
この場合、１回のスキャンで画像を読み取れることに加
え、プリズムにより各色（波長）による結像光学系の焦
点の調整も可能である。しかしながら、センサが３つ必
要であるばかりでなく、比較的複雑であってしかも高い
精度を要する色分解プリズムが必要となることから、多
大なコストが必要となる。
解プリズムとを用いて画像を検出する方法も考えられ、
この場合、１回のスキャンで画像を読み取れることに加
え、プリズムにより各色（波長）による結像光学系の焦
点の調整も可能である。しかしながら、センサが３つ必
要であるばかりでなく、比較的複雑であってしかも高い
精度を要する色分解プリズムが必要となることから、多
大なコストが必要となる。
【０００５】第３の方法として、３つのセンサにそれぞ
れ波長選択性のフィルタを組合せて画像を読取る方法が
ある。この場合、１回のスキャンで画像を読み取れるの
に加え、色分解プリズムが不要であるため、比較的コス
トが少く済む。しかしながら、結像光学系で発生する各
色（波長）による焦点距離の差（軸上色収差）を補正す
ることができないため、特定の色についてのみ画像が劣
化したり、結像面に於ける光学系の焦点深度が狭くなり
調整が困難であるという不都合がある。結像光学系をカ
ラー用に設計することも考えられるが、そのためには多
大なコストが必要であり、また完全に色収差を補正する
ことが困難である。
れ波長選択性のフィルタを組合せて画像を読取る方法が
ある。この場合、１回のスキャンで画像を読み取れるの
に加え、色分解プリズムが不要であるため、比較的コス
トが少く済む。しかしながら、結像光学系で発生する各
色（波長）による焦点距離の差（軸上色収差）を補正す
ることができないため、特定の色についてのみ画像が劣
化したり、結像面に於ける光学系の焦点深度が狭くなり
調整が困難であるという不都合がある。結像光学系をカ
ラー用に設計することも考えられるが、そのためには多
大なコストが必要であり、また完全に色収差を補正する
ことが困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、比較的低コストで
あって、高精細な結像を可能にするような、カラー画像
入力装置等の光学系に於ける色収差補正構造を提供する
ことにある。
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、比較的低コストで
あって、高精細な結像を可能にするような、カラー画像
入力装置等の光学系に於ける色収差補正構造を提供する
ことにある。
【０００７】本発明の第２の目的は、各色に対する結像
光学系の像面深度を深くし、結像光学系の調整を容易に
するような上記形式の色収差補正構造を提供することに
ある。
光学系の像面深度を深くし、結像光学系の調整を容易に
するような上記形式の色収差補正構造を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、カラー画像を、結像光学系を介して、受光
手段に結像する光学系のための色収差補正構造であっ
て、異なる波長選択性を有する複数の層をなす反射面を
有するミラーを、前記カラー画像と前記受光手段との間
の光路中に設け、その結果発生する波長選択的な光学的
光路長の差を以て、前記結像光学系に於ける色収差を補
償するようにしたことを特徴とする色収差補正構造を提
供することにより達成される。
明によれば、カラー画像を、結像光学系を介して、受光
手段に結像する光学系のための色収差補正構造であっ
て、異なる波長選択性を有する複数の層をなす反射面を
有するミラーを、前記カラー画像と前記受光手段との間
の光路中に設け、その結果発生する波長選択的な光学的
光路長の差を以て、前記結像光学系に於ける色収差を補
償するようにしたことを特徴とする色収差補正構造を提
供することにより達成される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用されるカラー画像入
力装置の一例を示すもので、原稿台ガラス１上に載置さ
れたカラー原稿２の画像を読み取るために、原稿台ガラ
ス２の下面を照光するための光源ランプ３が設けられ、
カラー原稿２の像は、第１〜３のミラー４〜６を介して
結像光学系７に導かれ、更にカラー画像センサ８に結像
される。この場合、カラー画像センサ８はラインセンサ
からなり、原稿台ガラス１を、光源ランプ３と、ミラー
４〜６と、結像光学系７と、カラー画像センサ８とから
なるアセンブリに対して相対的に移動させることによ
り、原稿２の全面をスキャンすることができる。
力装置の一例を示すもので、原稿台ガラス１上に載置さ
れたカラー原稿２の画像を読み取るために、原稿台ガラ
ス２の下面を照光するための光源ランプ３が設けられ、
カラー原稿２の像は、第１〜３のミラー４〜６を介して
結像光学系７に導かれ、更にカラー画像センサ８に結像
される。この場合、カラー画像センサ８はラインセンサ
からなり、原稿台ガラス１を、光源ランプ３と、ミラー
４〜６と、結像光学系７と、カラー画像センサ８とから
なるアセンブリに対して相対的に移動させることによ
り、原稿２の全面をスキャンすることができる。
【００１１】このような結像光学系は、各色（波長）毎
に異なる焦点距離を有する。即ち、図２に示されるよう
に、可視光スペクトル中のｅ線（緑色）、Ｃ線（赤色）
及びｇ線（青色）は、それぞれ焦点距離ｆＢ（ｅ）、ｆ
Ｂ（Ｃ）、ｆＢ（ｇ）を有しており、それぞれ光軸上の
異なる位置に像を結ぶ。ここで、基準となるｅ線の焦点
に対するＣ線及びｇ線の焦点の位置の差は、ＣＡ１＝ｆ
Ｂ（Ｃ）−ｆＢ（ｅ）、ＣＡ２＝ｆＢ（ｇ）−ｆＢ
（ｅ）により与えられる。従って、カラー画像センサ８
上に全ての色の像を完全にフォーカスさせることができ
ない。即ち、図３に示されるように、例えば、各波長に
対するカラー画像センサ８の位置が同一の場合、各波長
についてＭＴＦを４０％以上とし得る位置は１点しか存
在せず、焦点深度が実質的に０になってしまい、光学系
の調整が厄介であるばかりでなく、高い精細度を得るこ
とができない。
に異なる焦点距離を有する。即ち、図２に示されるよう
に、可視光スペクトル中のｅ線（緑色）、Ｃ線（赤色）
及びｇ線（青色）は、それぞれ焦点距離ｆＢ（ｅ）、ｆ
Ｂ（Ｃ）、ｆＢ（ｇ）を有しており、それぞれ光軸上の
異なる位置に像を結ぶ。ここで、基準となるｅ線の焦点
に対するＣ線及びｇ線の焦点の位置の差は、ＣＡ１＝ｆ
Ｂ（Ｃ）−ｆＢ（ｅ）、ＣＡ２＝ｆＢ（ｇ）−ｆＢ
（ｅ）により与えられる。従って、カラー画像センサ８
上に全ての色の像を完全にフォーカスさせることができ
ない。即ち、図３に示されるように、例えば、各波長に
対するカラー画像センサ８の位置が同一の場合、各波長
についてＭＴＦを４０％以上とし得る位置は１点しか存
在せず、焦点深度が実質的に０になってしまい、光学系
の調整が厄介であるばかりでなく、高い精細度を得るこ
とができない。
【００１２】そこで図４に示すように各波長により原稿
の位置を変更すれば、各波長についてのフォーカス位置
を一定とすることができる。このとき原稿の位置の差
は、ｅ線を基準としたときのＣ線及びｇ線について、そ
れぞれＯＬ１＝ＣＡ１／ｍ２、ＯＬ２＝ＣＡ２／ｍ２と
なる。但し、ｍはこのときの倍率である。
の位置を変更すれば、各波長についてのフォーカス位置
を一定とすることができる。このとき原稿の位置の差
は、ｅ線を基準としたときのＣ線及びｇ線について、そ
れぞれＯＬ１＝ＣＡ１／ｍ２、ＯＬ２＝ＣＡ２／ｍ２と
なる。但し、ｍはこのときの倍率である。
【００１３】図５は、第２及び第３の偏向ミラー５、６
を詳しく示している。これらのミラーの表面には、ｅ線
近傍の波長を反射し、他の波長の光を透過させる被膜５
ａ、６ａがそれぞれ設けられており、第２及び第３のミ
ラー５、６の裏面には、使用波長域全体を反射する被膜
５ｂ、６ｂが形成されている。本実施例に於ては、第２
及び第３のミラー５、６はそれぞれ入射光及び反射光に
対して４５°の角度をなし、かつ両ミラーは互いに９０
度の角度をなすように配設されている。
を詳しく示している。これらのミラーの表面には、ｅ線
近傍の波長を反射し、他の波長の光を透過させる被膜５
ａ、６ａがそれぞれ設けられており、第２及び第３のミ
ラー５、６の裏面には、使用波長域全体を反射する被膜
５ｂ、６ｂが形成されている。本実施例に於ては、第２
及び第３のミラー５、６はそれぞれ入射光及び反射光に
対して４５°の角度をなし、かつ両ミラーは互いに９０
度の角度をなすように配設されている。
【００１４】ここで、Ｃ線及びｇ線の、ｅ線に対する光
路差Δｄは、Δｄ＝４・Ｌ１＋Ｌ２−Ｈとなる。但し、
Ｌ１＝ｔ／ｃｏｓθ２、Ｌ２＝Ｈ−２・ｄ／ｃｏｓｅ
１、ｄ＝ｔ・ｔａｎθ２であり、ｔは各ミラーの厚さで
ある。従って、 Δｄ＝（ｃｏｓθ１−ｃｏｓθ２・ｔａｎθ２）・ｔ ／（ｃｏｓθ１・ｃｏｓθ２） −−−（１） が得られる。但し、ｎＣ、ｎｇを、それぞれ第２及び第
３のミラーのＣ線及びｇ線に対する屈折率としたとき
に、ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｎＣであり，ｓｉｎθ１
／ｓｉｎθ２＝ｎｇとなる。また、これらのミラーは空
気中に置かれているものとする。
路差Δｄは、Δｄ＝４・Ｌ１＋Ｌ２−Ｈとなる。但し、
Ｌ１＝ｔ／ｃｏｓθ２、Ｌ２＝Ｈ−２・ｄ／ｃｏｓｅ
１、ｄ＝ｔ・ｔａｎθ２であり、ｔは各ミラーの厚さで
ある。従って、 Δｄ＝（ｃｏｓθ１−ｃｏｓθ２・ｔａｎθ２）・ｔ ／（ｃｏｓθ１・ｃｏｓθ２） −−−（１） が得られる。但し、ｎＣ、ｎｇを、それぞれ第２及び第
３のミラーのＣ線及びｇ線に対する屈折率としたとき
に、ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２＝ｎＣであり，ｓｉｎθ１
／ｓｉｎθ２＝ｎｇとなる。また、これらのミラーは空
気中に置かれているものとする。
【００１５】ｎｃ＝１．５１４のときθ２＝２７．８４
３°、ｎｇ＝１．５２６のときθ２＝２７．６０５°で
あり、θ１＝４５°であるから、（１）式から、Ｃ線及
びｇ線についての光路差は、それぞれΔｄＣ＝３．７７
７・ｔ、Δｄｇ＝３．７７４・ｔとなり、 ＯＬ１＝Δｄｃ −−−（２） ＯＬ２＝Δｄｇ −−−（３） となるようにｔを求めれば、フォーカス位置が１点にな
ったことになる。しかしながら、これを満たすために
は、 ＯＬ１／３．７７７＝ＯＬ２／３．７７４ −−−（４） となるような結像光学系が必要となる。そこで、例えば
倍率ｍ＝−０．１１２、結像光学系の軸上色収差がＣＡ
１＝０．１０、ＣＡ２＝０．０９のとき、ＯＬ１＝７．
９７２、ＯＬ２＝７．１７４であるから、（４）式は成
立しない。
３°、ｎｇ＝１．５２６のときθ２＝２７．６０５°で
あり、θ１＝４５°であるから、（１）式から、Ｃ線及
びｇ線についての光路差は、それぞれΔｄＣ＝３．７７
７・ｔ、Δｄｇ＝３．７７４・ｔとなり、 ＯＬ１＝Δｄｃ −−−（２） ＯＬ２＝Δｄｇ −−−（３） となるようにｔを求めれば、フォーカス位置が１点にな
ったことになる。しかしながら、これを満たすために
は、 ＯＬ１／３．７７７＝ＯＬ２／３．７７４ −−−（４） となるような結像光学系が必要となる。そこで、例えば
倍率ｍ＝−０．１１２、結像光学系の軸上色収差がＣＡ
１＝０．１０、ＣＡ２＝０．０９のとき、ＯＬ１＝７．
９７２、ＯＬ２＝７．１７４であるから、（４）式は成
立しない。
【００１６】そこで、（２）、（３）式から、Ｃ線及び
ｇ線についてのｔを求めると、ｔｃ＝２．１１１、ｔｇ
＝１．９０１となり、この２位置の平均をとってｔ＝
２．００６とすれば、ＯＬ１′＝７．５７７、ＯＬ２′
＝７．５７１となり、実際の軸上色収差は、 ＣＡ１′＝０．１０−７．５７７・（−０．１１２）２＝０．００５ ＣＡ２′＝０．０９−７．５７４・（−０．１１２）２＝０．００５ と極めて小さくなる。
ｇ線についてのｔを求めると、ｔｃ＝２．１１１、ｔｇ
＝１．９０１となり、この２位置の平均をとってｔ＝
２．００６とすれば、ＯＬ１′＝７．５７７、ＯＬ２′
＝７．５７１となり、実際の軸上色収差は、 ＣＡ１′＝０．１０−７．５７７・（−０．１１２）２＝０．００５ ＣＡ２′＝０．０９−７．５７４・（−０．１１２）２＝０．００５ と極めて小さくなる。
【００１７】この結果、各波長のフォーカス位置が事実
上１点に集まってくるので、例えば、ＭＴＦが約４０％
以上であるような像面深度を、実用上十分に取ることが
可能となる。
上１点に集まってくるので、例えば、ＭＴＦが約４０％
以上であるような像面深度を、実用上十分に取ることが
可能となる。
【００１８】その結果、図６に示されるように、各色の
光は、結像光学系７に備わった最大限の像面深度に近い
像面深度をそれぞれ得るようになり、結像光学系の軸上
色収差によるピントずれを大幅に改善することが可能と
なる。
光は、結像光学系７に備わった最大限の像面深度に近い
像面深度をそれぞれ得るようになり、結像光学系の軸上
色収差によるピントずれを大幅に改善することが可能と
なる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、モノクロ画像用結像光
学系に僅かな変更を加えるのみで、カラー画像センサを
そのまま利用でき、色分解フィルタやプリズム等特殊な
光学系が不要であり、その設計が容易であると共に製造
コストを低減することができる。また、結像光学系の像
面深度を、結像光学系に備わった像面深度に近いレベル
に高めることができ、高精細度の画像読取りが可能とな
り、しかも光学系の調整が容易となる。
学系に僅かな変更を加えるのみで、カラー画像センサを
そのまま利用でき、色分解フィルタやプリズム等特殊な
光学系が不要であり、その設計が容易であると共に製造
コストを低減することができる。また、結像光学系の像
面深度を、結像光学系に備わった像面深度に近いレベル
に高めることができ、高精細度の画像読取りが可能とな
り、しかも光学系の調整が容易となる。
【００２０】更に、受光手段はＣＣＤセンサに限られ
ず、アナログカラー複写機のように、受光手段として感
光ドラム、感光ベルト、感光フィルム、感光紙などを使
用した場合でも同様の効果が得られる。
ず、アナログカラー複写機のように、受光手段として感
光ドラム、感光ベルト、感光フィルム、感光紙などを使
用した場合でも同様の効果が得られる。
【図１】本発明が適用されるカラー画像を入力装置の１
実施例を示すダイヤグラム図である。
実施例を示すダイヤグラム図である。
【図２】軸上色収差の発生状況を示す光路図である。
【図３】本発明に基づく色収差補正構造を用いない場合
に実質的な像面深度が失われる様子を示すＭＴＦグラフ
である。
に実質的な像面深度が失われる様子を示すＭＴＦグラフ
である。
【図４】本発明に基づき、軸上色収差を解消する原理を
示す光路図である。
示す光路図である。
【図５】本発明に基づく色収差補正構造を示すダイヤグ
ラム図である。
ラム図である。
【図６】本発明に基づく色収差補正構造により実質的な
像面深度が拡大される状況を示すＭＴＦグラフである。
像面深度が拡大される状況を示すＭＴＦグラフである。
１ 原稿台ガラス ２ カラー原稿 ３ 光源ランプ ４〜６ ミラー ５ａ、６ａ 表面 ５ｂ、６ｂ 裏面 ７ 結像光学系 ８ カラー画像センサ
Claims (1)
- 【請求項１】カラー画像を、結像光学系を介して、受光
手段に結像する光学系のための色収差補正構造であっ
て、 異なる波長選択性を有する複数の層をなす反射面を有す
るミラーを、前記カラー画像と前記受光手段との間の光
路中に設け、その結果発生する波長選択的な光学的光路
長の差を以て、前記結像光学系に於ける色収差を補償す
るようにしたことを特徴とする色収差補正構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285399A JPH0548832A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 色収差補正構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285399A JPH0548832A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 色収差補正構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0548832A true JPH0548832A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=17691030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3285399A Pending JPH0548832A (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | 色収差補正構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0548832A (ja) |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP3285399A patent/JPH0548832A/ja active Pending
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