JPH0553080A - 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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- JPH0553080A JPH0553080A JP23746791A JP23746791A JPH0553080A JP H0553080 A JPH0553080 A JP H0553080A JP 23746791 A JP23746791 A JP 23746791A JP 23746791 A JP23746791 A JP 23746791A JP H0553080 A JPH0553080 A JP H0553080A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射型1次元ブレーズド回折格子への入射角
の相違による反射回折角の誤差を補正し±1次回折光の
格子ピッチ断面方向の受光素子面上におけるボケを許容
レベル内に抑えてR、G、Bの3つの色光でカラー画像
を高精度に読み取ることができるカラー画像読取装置を
得ること。 【構成】 カラー画像を結像光学系2により3つのライ
ンセンサーを同一基板面上に配置した受光手段4面上に
結像させ、該受光手段4で該カラー画像を読取る際、該
結像光学系2と該受光手段4面との間の光路中に入射光
束を該ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方向
へ3つの色光に色分解する反射型1次元ブレーズド回折
格子3より成る色分解手段を設けると共に該色分解され
た3つの色光が集束する位置にそれぞれ対応する該3つ
のラインセンサーが合致するように該受光手段4を光軸
に対し該ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方
向に傾けて配置したこと。
の相違による反射回折角の誤差を補正し±1次回折光の
格子ピッチ断面方向の受光素子面上におけるボケを許容
レベル内に抑えてR、G、Bの3つの色光でカラー画像
を高精度に読み取ることができるカラー画像読取装置を
得ること。 【構成】 カラー画像を結像光学系2により3つのライ
ンセンサーを同一基板面上に配置した受光手段4面上に
結像させ、該受光手段4で該カラー画像を読取る際、該
結像光学系2と該受光手段4面との間の光路中に入射光
束を該ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方向
へ3つの色光に色分解する反射型1次元ブレーズド回折
格子3より成る色分解手段を設けると共に該色分解され
た3つの色光が集束する位置にそれぞれ対応する該3つ
のラインセンサーが合致するように該受光手段4を光軸
に対し該ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方
向に傾けて配置したこと。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラー画像読取装置に関
し、特に反射型1次元ブレーズド回折格子より成る色分
解手段と3つのラインセンサー(受光素子)を同一基板
面上に設けた受光手段とを利用することにより、入射角
度の相違による反射回折角のズレによる受光素子面上の
ボケを許容レベル内に抑えつつ原稿面上のカラー画像情
報を高精度に読取るようにした例えばカラースキャナや
カラーファクシミリ等に好適なカラー画像読取装置に関
するものである。
し、特に反射型1次元ブレーズド回折格子より成る色分
解手段と3つのラインセンサー(受光素子)を同一基板
面上に設けた受光手段とを利用することにより、入射角
度の相違による反射回折角のズレによる受光素子面上の
ボケを許容レベル内に抑えつつ原稿面上のカラー画像情
報を高精度に読取るようにした例えばカラースキャナや
カラーファクシミリ等に好適なカラー画像読取装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より原稿面上のカラー画像情報を光
学系を介してラインセンサ(CCD)面上に結像させ
て、このときのラインセンサーからの出力信号を利用し
てカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種々と提
案されている。
学系を介してラインセンサ(CCD)面上に結像させ
て、このときのラインセンサーからの出力信号を利用し
てカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種々と提
案されている。
【0003】例えば、図5は従来のカラー画像読取装置
の光学系の要部概略図である。同図では原稿面11上の
カラー画像からの光束を結像レンズ19で集光し、後述
するラインセンサー面上に結像させる際、該光束を3P
プリズム20を介して例えば赤色(R)、緑色(G)、
青色(B)の3色に色分解した後、各々のラインセンサ
ー21,22,23面上に導光している。そして各ライ
ンセンサー21,22,23面上に結像したカラー画像
を各々副走査方向にライン走査し、各色光毎に読取りを
行っている。
の光学系の要部概略図である。同図では原稿面11上の
カラー画像からの光束を結像レンズ19で集光し、後述
するラインセンサー面上に結像させる際、該光束を3P
プリズム20を介して例えば赤色(R)、緑色(G)、
青色(B)の3色に色分解した後、各々のラインセンサ
ー21,22,23面上に導光している。そして各ライ
ンセンサー21,22,23面上に結像したカラー画像
を各々副走査方向にライン走査し、各色光毎に読取りを
行っている。
【0004】図6は従来のカラー画像読取装置の光学系
の要部概略図である。同図では原稿面11上のカラー画
像からの光束を結像レンズ29で集光し後述するライン
センサー面上に結像させる際、該光束を2色性を有する
波長選択透過膜が付加された2つの色分解用のビームス
プリッター30,31を介して3色に対応する3つの光
束に分離している。そして該3つの色光に基づくカラー
画像を3つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所
謂モノリシック3ラインセンサー32面上に各々結像さ
せている。これによりカラー画像を副走査方向にライン
走査し各色光毎の読取りを行っている。
の要部概略図である。同図では原稿面11上のカラー画
像からの光束を結像レンズ29で集光し後述するライン
センサー面上に結像させる際、該光束を2色性を有する
波長選択透過膜が付加された2つの色分解用のビームス
プリッター30,31を介して3色に対応する3つの光
束に分離している。そして該3つの色光に基づくカラー
画像を3つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所
謂モノリシック3ラインセンサー32面上に各々結像さ
せている。これによりカラー画像を副走査方向にライン
走査し各色光毎の読取りを行っている。
【0005】図7は図6に示したモノリシック3ライン
センサー32の説明図であり、該モノリシック3ライン
センサー32は同図に示すように3つのラインセンサ
(CCD)25,26,27を互いに平行となるように
同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライン
センサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィル
ターが設けられている。
センサー32の説明図であり、該モノリシック3ライン
センサー32は同図に示すように3つのラインセンサ
(CCD)25,26,27を互いに平行となるように
同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライン
センサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィル
ターが設けられている。
【0006】又、各ラインセンサー25,26,27の
間隔S1,S2は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば0.1〜0.2mm程度で製作されており、又各単一
素子28の画素幅W1 ,W2 は例えば7μm×7μm、
10μm×10μm程度で設定されている。
間隔S1,S2は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば0.1〜0.2mm程度で製作されており、又各単一
素子28の画素幅W1 ,W2 は例えば7μm×7μm、
10μm×10μm程度で設定されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図5に示すカラー画像
読取装置では3つの独立のラインセンサーを必要とし又
高精度化が要求され、しかも製作上困難な3Pプリズム
を必要とする為装置全体が複雑化し又高価となってく
る。
読取装置では3つの独立のラインセンサーを必要とし又
高精度化が要求され、しかも製作上困難な3Pプリズム
を必要とする為装置全体が複雑化し又高価となってく
る。
【0008】更に結像光束と各ラインセンサーとの合致
調整を各々独立に3回行う必要があり組立調整が面倒と
なる等の問題点があった。
調整を各々独立に3回行う必要があり組立調整が面倒と
なる等の問題点があった。
【0009】
【外1】 今製作上好ましいラインセンサーの各ライン間の距離を
0.1〜0.2mm程度とするとビームスプリッター3
0,31の板厚Xは35〜70μm程度となる。
0.1〜0.2mm程度とするとビームスプリッター3
0,31の板厚Xは35〜70μm程度となる。
【0010】一般にこのような薄い厚さで光学的に平面
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しくこのような厚さのビームスプリッターを用
いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の光
学性能が低下してくるという問題点があった。
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しくこのような厚さのビームスプリッターを用
いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の光
学性能が低下してくるという問題点があった。
【0011】一方、図8に示すようにモノリシック3ラ
インセンサーの中央のライン26に対する他の2つのラ
イン25,27のライン間の距離S1,S2は一般的に
各反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ(図
7参照)W2 の整数倍になるように設定している。これ
は次の理由からによる。
インセンサーの中央のライン26に対する他の2つのラ
イン25,27のライン間の距離S1,S2は一般的に
各反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ(図
7参照)W2 の整数倍になるように設定している。これ
は次の理由からによる。
【0012】即ち、図8に示すように通常の結像光学系
45のみを用いて上記に示したモノリシック3ラインセ
ンサーでカラー画像の読取を行う場合、3つのラインセ
ンサー25,26,27で同時に読み取れる原稿面11
上の読取位置は同図に示す如く異なる3つの位置25
´,26´,27´となる。
45のみを用いて上記に示したモノリシック3ラインセ
ンサーでカラー画像の読取を行う場合、3つのラインセ
ンサー25,26,27で同時に読み取れる原稿面11
上の読取位置は同図に示す如く異なる3つの位置25
´,26´,27´となる。
【0013】この為、原稿面11上の任意の位置に対す
る3色(R,G,B)の各信号成分は同時に読み取るこ
とができず、それぞれ3ラインセンサーで読取り後、一
致させ合成する必要が生じてくる。
る3色(R,G,B)の各信号成分は同時に読み取るこ
とができず、それぞれ3ラインセンサーで読取り後、一
致させ合成する必要が生じてくる。
【0014】これには3ラインセンサーの各ライン間の
距離S1,S2を各画素サイズW2の整数倍となるよう
に設定し、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(B色光に基づく信号成分)に対
し、各G,R信号(G,R色光に基づく信号成分)を遅
延させることによって比較的容易に3色の合成信号成分
を得ている。
距離S1,S2を各画素サイズW2の整数倍となるよう
に設定し、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(B色光に基づく信号成分)に対
し、各G,R信号(G,R色光に基づく信号成分)を遅
延させることによって比較的容易に3色の合成信号成分
を得ている。
【0015】従って上記の如く3ラインセンサーの中央
のラインセンサー26に対する他の2つのラインセンサ
ー25,27間の距離S1,S2は副走査方向の画素サ
イズW2 の整数倍となるように設定しているのである。
のラインセンサー26に対する他の2つのラインセンサ
ー25,27間の距離S1,S2は副走査方向の画素サ
イズW2 の整数倍となるように設定しているのである。
【0016】しかしながら上記に示したカラー画像読取
装置に於いて冗長ラインメモリーを3ラインセンサーの
ライン間距離相当に充当することは高価なラインメモリ
ーを複数列具備しなければならず、これはコスト的にみ
て極めて不利となり、又装置全体が複雑化してくる等の
問題点があった。
装置に於いて冗長ラインメモリーを3ラインセンサーの
ライン間距離相当に充当することは高価なラインメモリ
ーを複数列具備しなければならず、これはコスト的にみ
て極めて不利となり、又装置全体が複雑化してくる等の
問題点があった。
【0017】本発明は色分解手段としての反射型1次元
ブレーズド回折格子を用い色分解してカラー画像を読取
る際、3つのラインセンサーを同一基板面上に配置した
受光手段を光軸に対して該ラインセンサーの画素の並び
方向と直交する方向、即ち副走査方向(副走査断面内)
に所定量傾けて配置することにより、該反射型1次元ブ
レーズド回折格子の入射角の異なることに帰因する反射
各点からの反射回折角のズレによる±1次元回折光の格
子ピッチ断面方向(副走査方向)の受光素子面上のボケ
を許容レベル内に抑えることができ、これにより例えば
R、G、Bの3つの色光でカラー画像をデジタル的に高
精度に読み取ることができ、又ラインセンサーの画素の
並び方向、即ち主走査方向に対しては各色光での結像光
学系の倍率色収差を調整することにより良好なるカラー
画像の読取りができるカラー画像読取装置の提供を目的
とする。
ブレーズド回折格子を用い色分解してカラー画像を読取
る際、3つのラインセンサーを同一基板面上に配置した
受光手段を光軸に対して該ラインセンサーの画素の並び
方向と直交する方向、即ち副走査方向(副走査断面内)
に所定量傾けて配置することにより、該反射型1次元ブ
レーズド回折格子の入射角の異なることに帰因する反射
各点からの反射回折角のズレによる±1次元回折光の格
子ピッチ断面方向(副走査方向)の受光素子面上のボケ
を許容レベル内に抑えることができ、これにより例えば
R、G、Bの3つの色光でカラー画像をデジタル的に高
精度に読み取ることができ、又ラインセンサーの画素の
並び方向、即ち主走査方向に対しては各色光での結像光
学系の倍率色収差を調整することにより良好なるカラー
画像の読取りができるカラー画像読取装置の提供を目的
とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像読取
装置は、カラー画像を結像光学系により3つのラインセ
ンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に結像さ
せ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該結像光学
系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を該ライン
センサーの画素の並び方向と直交する方向へ3つの色光
に色分解する反射型1次元ブレーズド回折格子より成る
色分解手段を設けると共に、該色分解された3つの色光
が集束する位置にそれぞれ対応する該3つのラインセン
サーが合致するように、該受光手段を光軸に対し該ライ
ンセンサーの画素の並び方向と直交する方向に傾けて配
置したことを特徴としている。
装置は、カラー画像を結像光学系により3つのラインセ
ンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に結像さ
せ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該結像光学
系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を該ライン
センサーの画素の並び方向と直交する方向へ3つの色光
に色分解する反射型1次元ブレーズド回折格子より成る
色分解手段を設けると共に、該色分解された3つの色光
が集束する位置にそれぞれ対応する該3つのラインセン
サーが合致するように、該受光手段を光軸に対し該ライ
ンセンサーの画素の並び方向と直交する方向に傾けて配
置したことを特徴としている。
【0019】
【実施例】図1(A)、(B)は各々本発明の実施例1
の要部平面図(主走査断面)と要部側面図(副走査断
面)である。
の要部平面図(主走査断面)と要部側面図(副走査断
面)である。
【0020】図2(A)は図1に示した結像光学系を通
過した後の光束の光路を示した一部分の説明図、図2
(B)は図2(A)に示した反射型1次元ブレーズド回
折格子の一部分の拡大説明図である。
過した後の光束の光路を示した一部分の説明図、図2
(B)は図2(A)に示した反射型1次元ブレーズド回
折格子の一部分の拡大説明図である。
【0021】図中、1は原稿面でありカラー画像が形成
されている。2は結像光学系でありカラー画像に基づく
光束を後述する反射型1次元ブレーズド回折格子を介し
て受光手段(モノリシック3ラインセンサー)面上に結
像させている。
されている。2は結像光学系でありカラー画像に基づく
光束を後述する反射型1次元ブレーズド回折格子を介し
て受光手段(モノリシック3ラインセンサー)面上に結
像させている。
【0022】本実施例に於いての結像光学系2はライン
センサーの画素の並び方向(主走査方向)の光束に対し
て各色光に対応するラインセンサーの位置による倍率が
一定に保たれるように倍率色収差を設定している。
センサーの画素の並び方向(主走査方向)の光束に対し
て各色光に対応するラインセンサーの位置による倍率が
一定に保たれるように倍率色収差を設定している。
【0023】3は色分割手段であり、反射型1次元ブレ
ーズド回折格子より構成しており、入射光束をラインセ
ンサーの画素の並び方向(主走査方向)と直交する方向
(副走査方向)に所定の色光、例えばR(赤)、G
(緑)、B(青)の3原色の色光に分解し反射回折させ
ている。
ーズド回折格子より構成しており、入射光束をラインセ
ンサーの画素の並び方向(主走査方向)と直交する方向
(副走査方向)に所定の色光、例えばR(赤)、G
(緑)、B(青)の3原色の色光に分解し反射回折させ
ている。
【0024】4は受光手段であり、3つのラインセンサ
ー(CCD)8,9,10を互いに平行となるように同
一基板面上に配置した所謂モノリシック3ラインセンサ
ーより成っており、色分解手段3で色分解された3つの
色光が集束(結像)する位置にそれぞれ対応する3つの
ラインセンサ8,9,10が合致するように光軸に対し
副走査方向に、即ち副走査断面内において所定量傾けて
配置している。又各ラインセンサー8,9,10のライ
ン間隔は色分解手段3の色分解方向に対応し各々異った
値に設定している。
ー(CCD)8,9,10を互いに平行となるように同
一基板面上に配置した所謂モノリシック3ラインセンサ
ーより成っており、色分解手段3で色分解された3つの
色光が集束(結像)する位置にそれぞれ対応する3つの
ラインセンサ8,9,10が合致するように光軸に対し
副走査方向に、即ち副走査断面内において所定量傾けて
配置している。又各ラインセンサー8,9,10のライ
ン間隔は色分解手段3の色分解方向に対応し各々異った
値に設定している。
【0025】本実施例では原稿面1上のカラー画像を不
図示のミラー等より成る走査手段によりライン走査し、
該カラー画像からの光束を結像光学系2により集光し1
次元ブレーズド回折格子3を介して3つの色光に色分解
した後に各色像を各々対応するラインセンサー8,9,
10面上に結像させている。そして受光手段4により各
々の色光に基づくカラー画像をデジタル的に読取ってい
る。
図示のミラー等より成る走査手段によりライン走査し、
該カラー画像からの光束を結像光学系2により集光し1
次元ブレーズド回折格子3を介して3つの色光に色分解
した後に各色像を各々対応するラインセンサー8,9,
10面上に結像させている。そして受光手段4により各
々の色光に基づくカラー画像をデジタル的に読取ってい
る。
【0026】本実施例の色分解用の反射型1次元ブレー
ズド回折格子3は図2(A)に示すように該回折格子3
により反射回折された光束を−1次光5、0次光6、そ
して+1次光7の3方向に分離し結像光学系2による集
束球面波の光束として各々ラインセンサー8,9,10
面上に結像している。
ズド回折格子3は図2(A)に示すように該回折格子3
により反射回折された光束を−1次光5、0次光6、そ
して+1次光7の3方向に分離し結像光学系2による集
束球面波の光束として各々ラインセンサー8,9,10
面上に結像している。
【0027】集束球面波のうち格子ピッチ断面内(副走
査断面内)(図1(B)、図2(A))に於いて光軸に
対して図面上上側から1次元ブレーズド回折格子3へ入
射する光束(以下「上側光束」という)と光軸上より1
次元ブレーズド回折格子3へ入射する光束、そして光軸
に対して図面上下側から1次元ブレーズド回折格子3へ
入射する光束(以下「下側光束」という)とではそれぞ
れ該1次元ブレーズド回折格子3に対する入射角が異な
っている。
査断面内)(図1(B)、図2(A))に於いて光軸に
対して図面上上側から1次元ブレーズド回折格子3へ入
射する光束(以下「上側光束」という)と光軸上より1
次元ブレーズド回折格子3へ入射する光束、そして光軸
に対して図面上下側から1次元ブレーズド回折格子3へ
入射する光束(以下「下側光束」という)とではそれぞ
れ該1次元ブレーズド回折格子3に対する入射角が異な
っている。
【0028】例えば図2(A)に示すように上側光束の
入射角をθ1 、光軸上の光束の入射角をθ0 、そして下
側光束の入射角をθ2 としたとき、θ1 >θ0 >θ2 と
なる関係で1次元ブレーズド回折格子3へ入射してい
る。
入射角をθ1 、光軸上の光束の入射角をθ0 、そして下
側光束の入射角をθ2 としたとき、θ1 >θ0 >θ2 と
なる関係で1次元ブレーズド回折格子3へ入射してい
る。
【0029】ここで反射回折における1次回折での反射
回折角θ´と入射角θとは次式に示す関係がある。
回折角θ´と入射角θとは次式に示す関係がある。
【0030】sinθ´−sinθ=±λ/P λ:波長、符号正:+1次、符号負:−1次、P:格子
ピッチ 従って上式より反射回折角θ´は θ´=sin-1(±λ/P+sinθ)・・・・・・・(1) より求めることができる。
ピッチ 従って上式より反射回折角θ´は θ´=sin-1(±λ/P+sinθ)・・・・・・・(1) より求めることができる。
【0031】この反射回折角θ´が上述した副走査断面
内で各々異なる。この為、結像光学系による集束球面波
内に1次元ブレーズド回折格子を配置した場合、結像面
(受光素子面)内で各次数の回折光の反射回折角θ´の
ズレに相当するボケが生じることになる。
内で各々異なる。この為、結像光学系による集束球面波
内に1次元ブレーズド回折格子を配置した場合、結像面
(受光素子面)内で各次数の回折光の反射回折角θ´の
ズレに相当するボケが生じることになる。
【0032】ここで具体的に数値例を挙げて説明する。
例えば光軸上における光束の入射角θ0 が30°におけ
る集束球面波として1次元ブレーズド回折格子への入射
光束の明るさNAをNA=sinβとする。このとき集
束球面波の集束角βを5.5°、格子ピッチPを160
μm、光軸に沿った1次元ブレーズド回折格子から受光
素子(3ラインセンサー)面までの距離L0 を43.3
9mmとする。この場合、例えば+1次元回折光に於い
て波長λ+1=606nmとして上側光束では入射角θ1
=35.5°で反射回折角θ1 ´、+1=35.77°と
なり、又下側光束では入射角θ2 =24.5°で反射回
折角θ2 ´、+1=24.74°となる。又光軸上の光束
に於いては入射角θ0 =30°で反射回折角θ0 ´、+1
=30.25°となる。
例えば光軸上における光束の入射角θ0 が30°におけ
る集束球面波として1次元ブレーズド回折格子への入射
光束の明るさNAをNA=sinβとする。このとき集
束球面波の集束角βを5.5°、格子ピッチPを160
μm、光軸に沿った1次元ブレーズド回折格子から受光
素子(3ラインセンサー)面までの距離L0 を43.3
9mmとする。この場合、例えば+1次元回折光に於い
て波長λ+1=606nmとして上側光束では入射角θ1
=35.5°で反射回折角θ1 ´、+1=35.77°と
なり、又下側光束では入射角θ2 =24.5°で反射回
折角θ2 ´、+1=24.74°となる。又光軸上の光束
に於いては入射角θ0 =30°で反射回折角θ0 ´、+1
=30.25°となる。
【0033】この3つの反射回折光束が3ラインセンサ
ー4面に向かう光路を図3に示す。図3は±1次光及び
0次光の反射回折光束が3ラインセンサー4面へ向かう
光路図を示したものである。同図に於いて例えば3ライ
ンセンサー4を図中点線で示すように光軸に対して垂直
に配置した場合、上側、下側の両光束はこの断面内に於
いて一種の収差をもった形となり+1次光では3ライン
センサー4の受光素子面上の手前で集束(結像)してし
まい、このとき受光素子面上では幾何光学的に略43.
4μmのボケが生じてしまう。
ー4面に向かう光路を図3に示す。図3は±1次光及び
0次光の反射回折光束が3ラインセンサー4面へ向かう
光路図を示したものである。同図に於いて例えば3ライ
ンセンサー4を図中点線で示すように光軸に対して垂直
に配置した場合、上側、下側の両光束はこの断面内に於
いて一種の収差をもった形となり+1次光では3ライン
センサー4の受光素子面上の手前で集束(結像)してし
まい、このとき受光素子面上では幾何光学的に略43.
4μmのボケが生じてしまう。
【0034】又、同様に波長λ-1=471nmの−1次
回折光に於いても上記に示した+1次回折光と同様にボ
ケが生じてくる。即ち−1次回折光の上側、下側の両光
束は3ラインセンサー4の受光素子面上の後方で集束
(結像)してしまい、このとき受光素子面上ではやはり
幾何光学的に15.6μmのボケが生じてしまう。
回折光に於いても上記に示した+1次回折光と同様にボ
ケが生じてくる。即ち−1次回折光の上側、下側の両光
束は3ラインセンサー4の受光素子面上の後方で集束
(結像)してしまい、このとき受光素子面上ではやはり
幾何光学的に15.6μmのボケが生じてしまう。
【0035】一方、0次回折光に於いては反射型1次元
ブレーズド回折格子は単なる鏡面として作用する為前述
した±1次回折光で発生する受光素子面上におけるボケ
は生じない。
ブレーズド回折格子は単なる鏡面として作用する為前述
した±1次回折光で発生する受光素子面上におけるボケ
は生じない。
【0036】尚、上記算出に用いた反射型1次元ブレー
ズド回折格子の形状は格子厚d1 =d2 =d3 =61
2.3nm、各段幅W1 =W2 =W3 =W4 で、かつ周
期ピッチPは
ズド回折格子の形状は格子厚d1 =d2 =d3 =61
2.3nm、各段幅W1 =W2 =W3 =W4 で、かつ周
期ピッチPは
【0037】
【数1】 である。又このときの各次光の回折光における効率ピー
ク波長λは各々次式より求めた。±1次光に対しては より(n,m)=(4,2)で、波長λ+1=606n
m、波長λ-1=471nm、又0次光に対しては 2d・cosθ0 =m・λ0 ・・・・・・(2) より、波長λ0 =530nmである。
ク波長λは各々次式より求めた。±1次光に対しては より(n,m)=(4,2)で、波長λ+1=606n
m、波長λ-1=471nm、又0次光に対しては 2d・cosθ0 =m・λ0 ・・・・・・(2) より、波長λ0 =530nmである。
【0038】一般にカラー画像読取装置に於いてカラー
画像情報を高精度に読み取る為には上記に示したボケ量
は読取時における副走査方向の分解能を損ね、許容する
ことができない量である。
画像情報を高精度に読み取る為には上記に示したボケ量
は読取時における副走査方向の分解能を損ね、許容する
ことができない量である。
【0039】又、上記に示した如く+1次光で43.4
μm程度、−1次光で15.6μm程度のボケが生じた
場合、受光素子の大きさ(幅)にもよるが、前述した如
く該受光素子の大きさ(幅)は10μm×10μmで形
成されているのが一般的である為、この±1次光による
ボケ量は到底許容することはできない。
μm程度、−1次光で15.6μm程度のボケが生じた
場合、受光素子の大きさ(幅)にもよるが、前述した如
く該受光素子の大きさ(幅)は10μm×10μmで形
成されているのが一般的である為、この±1次光による
ボケ量は到底許容することはできない。
【0040】そこで本実施例では反射型1次元ブレーズ
ド回折格子3で色分解した3つの色光が集束(結像)す
る位置にそれぞれ対応する3つのラインセンサー8,
9,10が合致するように図3に示す実線の如く受光手
段4を光軸に対し副走査方向に所定量傾けて配置してい
る。これにより±1次光の受光素子面上におけるボケ量
が許容レベル内となるようにしている。
ド回折格子3で色分解した3つの色光が集束(結像)す
る位置にそれぞれ対応する3つのラインセンサー8,
9,10が合致するように図3に示す実線の如く受光手
段4を光軸に対し副走査方向に所定量傾けて配置してい
る。これにより±1次光の受光素子面上におけるボケ量
が許容レベル内となるようにしている。
【0041】次に具体的に数値例を挙げて説明する。0
次回折光における結像位置と1次元ブレーズド回折格子
3の格子間隔、格子厚、各段幅、そして格子ピッチのそ
れぞれの値は、前述した数値例と同様である。
次回折光における結像位置と1次元ブレーズド回折格子
3の格子間隔、格子厚、各段幅、そして格子ピッチのそ
れぞれの値は、前述した数値例と同様である。
【0042】ここで例えば受光手段4としての3ライン
センサーを0次回折光の光軸に対し副走査方向に30°
傾けたとする。このとき受光素子面上におけるボケ量は
+1次光で22.2μm、−1次光で16.9μm程度
となる。この±1次光の各々のボケ量は副走査方向の有
限開口を有する受光素子の走査による信号のなまりを考
慮すれば充分許容できるボケ量となっている。
センサーを0次回折光の光軸に対し副走査方向に30°
傾けたとする。このとき受光素子面上におけるボケ量は
+1次光で22.2μm、−1次光で16.9μm程度
となる。この±1次光の各々のボケ量は副走査方向の有
限開口を有する受光素子の走査による信号のなまりを考
慮すれば充分許容できるボケ量となっている。
【0043】本実施例に於いての3ラインセンサー4の
傾き量は回折格子のピッチ、入射角度、そして結像光学
系2のN.A(開口数)等により所定量調整することが
できるようにしている。
傾き量は回折格子のピッチ、入射角度、そして結像光学
系2のN.A(開口数)等により所定量調整することが
できるようにしている。
【0044】3ラインセンサー4を副走査方向に傾ける
ことで±1次光の反射回折角のズレに相当するボケは緩
和されるもののレンズの結像性能を考えた場合、±1次
光は最良結像面よりデフォーカスした位置で使用するこ
ととなり反射回折によるボケを緩和する為に結像性能が
悪化してしまえば本発明の意図するところから外れてし
まう。
ことで±1次光の反射回折角のズレに相当するボケは緩
和されるもののレンズの結像性能を考えた場合、±1次
光は最良結像面よりデフォーカスした位置で使用するこ
ととなり反射回折によるボケを緩和する為に結像性能が
悪化してしまえば本発明の意図するところから外れてし
まう。
【0045】しかしながら通常カラー画像読取装置に用
いられる結像レンズの性能(例えばデフォーカス量)と
してはデフォーカスしても結像性能が極端に劣化しない
ように±0.1mm程度の許容範囲を設けている。
いられる結像レンズの性能(例えばデフォーカス量)と
してはデフォーカスしても結像性能が極端に劣化しない
ように±0.1mm程度の許容範囲を設けている。
【0046】このことと前記3ラインセンサーの各ライ
ン間の距離が通常0.1〜0.2mm程度であることと
を考慮すると、該3ラインセンサーの傾き角としては3
0deg以下となるように設定することが望ましい。
ン間の距離が通常0.1〜0.2mm程度であることと
を考慮すると、該3ラインセンサーの傾き角としては3
0deg以下となるように設定することが望ましい。
【0047】そこで本実施例に於いては3ラインセンサ
ー4の傾き角を回折格子3の格子ピッチ、入射角度、そ
して結像光学系2のN.A(開口数)等により30de
g以下となるように設定している。これにより結像性能
を悪化させることなく各色光に基づくカラー画像情報を
受光手段4で高精度に読取っている。
ー4の傾き角を回折格子3の格子ピッチ、入射角度、そ
して結像光学系2のN.A(開口数)等により30de
g以下となるように設定している。これにより結像性能
を悪化させることなく各色光に基づくカラー画像情報を
受光手段4で高精度に読取っている。
【0048】一方、主走査断面内に於いては前述の如く
3ラインセンサー4を傾けたことにより各色光に対する
結像位置がズレ、各色光間の倍率がそれぞれ異なってく
る。例えば、前述例を考えてみると3ラインセンサー4
を副走査方向に30°傾けることにより最大画角での倍
率のズレは射出角を14deg程度とすると0次光に対
し+1次光は−27.3μm、−1次光では21.2μ
mとなる。
3ラインセンサー4を傾けたことにより各色光に対する
結像位置がズレ、各色光間の倍率がそれぞれ異なってく
る。例えば、前述例を考えてみると3ラインセンサー4
を副走査方向に30°傾けることにより最大画角での倍
率のズレは射出角を14deg程度とすると0次光に対
し+1次光は−27.3μm、−1次光では21.2μ
mとなる。
【0049】そこで本実施例に於いては各色光間での倍
率の違いによるズレを補正する為結像光学系2で当該す
る量の倍率色収差を発生させている。これにより3ライ
ンセンサー4を傾けたことによる各色光間の倍率のズレ
を効果的に補正している。
率の違いによるズレを補正する為結像光学系2で当該す
る量の倍率色収差を発生させている。これにより3ライ
ンセンサー4を傾けたことによる各色光間の倍率のズレ
を効果的に補正している。
【0050】この様に主走査断面に於いては各色光での
結像光学系2の倍率色収差を3ラインセンサー4の傾き
角度に応じて調整することにより各色光間の倍率を一定
に保つことができ、これによりカラー画像を高精度に読
取っている。
結像光学系2の倍率色収差を3ラインセンサー4の傾き
角度に応じて調整することにより各色光間の倍率を一定
に保つことができ、これによりカラー画像を高精度に読
取っている。
【0051】次に本実施例における1次元ブレーズド回
折格子を反射型より構成したときの特長について透過型
の1次元ブレーズド回折格子と比較して並べる。
折格子を反射型より構成したときの特長について透過型
の1次元ブレーズド回折格子と比較して並べる。
【0052】透過型の回折格子はApplied Op
tics誌17巻15号2273〜2279頁(197
8、8.1号)に開示されているように、該透過型の回
折格子に入射した入射光束は透過回折されて主に3方向
に分離されている。この透過型の回折格子は例えばブレ
ーズド波長をλ0 としたとき、該ブレーズド波長λ0に
対し必要な格子厚dT はdT=m・λ0 /(nλ0 −
1)となる。
tics誌17巻15号2273〜2279頁(197
8、8.1号)に開示されているように、該透過型の回
折格子に入射した入射光束は透過回折されて主に3方向
に分離されている。この透過型の回折格子は例えばブレ
ーズド波長をλ0 としたとき、該ブレーズド波長λ0に
対し必要な格子厚dT はdT=m・λ0 /(nλ0 −
1)となる。
【0053】ここでnλ0 は媒質の屈折率、m,λ0 は
前述の実施例と同様な値を用いm=2、λ0 =530n
mとし、屈折率nλ0 =1.5程度として算出した場
合、透過型の回折格子の格子厚dT はdT =2120n
m必要となる。
前述の実施例と同様な値を用いm=2、λ0 =530n
mとし、屈折率nλ0 =1.5程度として算出した場
合、透過型の回折格子の格子厚dT はdT =2120n
m必要となる。
【0054】一方、本発明における反射型1次元ブレー
ズド回折格子の場合(光軸上の光束の入射角が30°)
は前述の如く格子厚dR は612.3nmである。従っ
て透過型の回折格子の格子厚dT は反射型の回折格子の
格子厚dR に比べ約3倍も深い段差を必要とする。
ズド回折格子の場合(光軸上の光束の入射角が30°)
は前述の如く格子厚dR は612.3nmである。従っ
て透過型の回折格子の格子厚dT は反射型の回折格子の
格子厚dR に比べ約3倍も深い段差を必要とする。
【0055】これは反射型の回折格子を制作するにあた
り極めて困難を伴うものであり、例えば媒質の屈折率を
高めてやれば多少緩和されるものの一般的に1次元ブレ
ーズド回折格子としては加工性及びコスト面等、その他
から判断して例えばSiO2のような媒質の屈折率nX
=1.5程度のものが多く使用されている。更に装置内
のスペース効率からみても反射型の回折格子の方が装置
全体のコンパクト化を容易に図ることができる等の利点
を有している。
り極めて困難を伴うものであり、例えば媒質の屈折率を
高めてやれば多少緩和されるものの一般的に1次元ブレ
ーズド回折格子としては加工性及びコスト面等、その他
から判断して例えばSiO2のような媒質の屈折率nX
=1.5程度のものが多く使用されている。更に装置内
のスペース効率からみても反射型の回折格子の方が装置
全体のコンパクト化を容易に図ることができる等の利点
を有している。
【0056】図4(A)、(B)は本発明の実施例2の
要部平面図(主走査断面)と要部側面図(副走査断面)
である。同図に於いて図1に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
要部平面図(主走査断面)と要部側面図(副走査断面)
である。同図に於いて図1に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
【0057】本実施例に於いては結像光学系2を主走査
断面に於いて射出型テレセントリック系となるように構
成している。
断面に於いて射出型テレセントリック系となるように構
成している。
【0058】前述の実施例1に於いては受光手段として
の3ラインセンサーを副走査方向に傾けたことにより主
走査断面では各色光毎で3ラインセンサー面上での結像
位置が異なり、この為倍率が異なるのを補正するのに結
像光学系で当該する量の倍率色収差を発生させていた。
の3ラインセンサーを副走査方向に傾けたことにより主
走査断面では各色光毎で3ラインセンサー面上での結像
位置が異なり、この為倍率が異なるのを補正するのに結
像光学系で当該する量の倍率色収差を発生させていた。
【0059】本実施例に於いては結像光学系2を射出型
テレセントリック系となるように構成することにより、
該結像光学系2からの出射光の各画角の主光線が常に主
走査断面内で垂直入射するようにしている。これにより
主走査方向の光束に対しては各色光に対応する各ライン
センサー8,9,10の位置による倍率を一定に保つよ
うにしている。
テレセントリック系となるように構成することにより、
該結像光学系2からの出射光の各画角の主光線が常に主
走査断面内で垂直入射するようにしている。これにより
主走査方向の光束に対しては各色光に対応する各ライン
センサー8,9,10の位置による倍率を一定に保つよ
うにしている。
【0060】又、本実施例に於いては主走査断面内の画
角に応じた各光束の回折格子3への入射角も全画角で一
定である為、ブレーズド波長のシフトズレも発生せず極
めて有効な手段を提供している。
角に応じた各光束の回折格子3への入射角も全画角で一
定である為、ブレーズド波長のシフトズレも発生せず極
めて有効な手段を提供している。
【0061】次に本発明の実施例3として主走査断面内
で各色光毎に発生した倍率色収差を補正する手段につい
て述べる。
で各色光毎に発生した倍率色収差を補正する手段につい
て述べる。
【0062】本実施例に於いての補正手段としては例え
ば−1次回折光、及び+1次回折光の場合、0次回折光
に比べ受光素子で読み取られる番地の情報を演算回路を
利用して倍率色ズレ分の画素だけずらして合成するよう
にしている。これにより主走査方向の光束に対しては各
色光に対応するラインセンサーの位置による倍率を一定
に保つことができ、かつ結像光学系をテレセントリック
系でない通常の光学系で構成することができる。
ば−1次回折光、及び+1次回折光の場合、0次回折光
に比べ受光素子で読み取られる番地の情報を演算回路を
利用して倍率色ズレ分の画素だけずらして合成するよう
にしている。これにより主走査方向の光束に対しては各
色光に対応するラインセンサーの位置による倍率を一定
に保つことができ、かつ結像光学系をテレセントリック
系でない通常の光学系で構成することができる。
【0063】
【発明の効果】本発明によればカラー画像を色分解手段
としての反射型1次元ブレーズド回折格子を介してモノ
リシック3ラインセンサーより成る受光手段で読み取る
際、該色分解された各色光の集束(結像)する位置にそ
れぞれ対応する3つのラインセンサーが合致するように
該受光手段を光軸に対し副走査方向に所定量傾けて配置
することにより、結像光学系からの出射光束である集束
球面波が反射型1次元ブレーズド回折格子に入射する
際、副走査断面内で各光束の格子面への入射角が異なる
ことに帰因する反射回折角のズレによる±1次回折光の
副走査方向のボケを許容範囲内のボケ量に押え、総合的
な副走査方向の分解能を保持することができ高精度にカ
ラー画像の読取りができるカラー画像読取装置を達成す
ることができる。
としての反射型1次元ブレーズド回折格子を介してモノ
リシック3ラインセンサーより成る受光手段で読み取る
際、該色分解された各色光の集束(結像)する位置にそ
れぞれ対応する3つのラインセンサーが合致するように
該受光手段を光軸に対し副走査方向に所定量傾けて配置
することにより、結像光学系からの出射光束である集束
球面波が反射型1次元ブレーズド回折格子に入射する
際、副走査断面内で各光束の格子面への入射角が異なる
ことに帰因する反射回折角のズレによる±1次回折光の
副走査方向のボケを許容範囲内のボケ量に押え、総合的
な副走査方向の分解能を保持することができ高精度にカ
ラー画像の読取りができるカラー画像読取装置を達成す
ることができる。
【0064】又、主走査方向には各色光での結像光学系
の倍率色収差を調整することにより、良好なるカラー画
像の読取りができるカラー画像読取装置を達成すること
ができる。
の倍率色収差を調整することにより、良好なるカラー画
像の読取りができるカラー画像読取装置を達成すること
ができる。
【図1】本発明の実施例1の要部平面図と要部側面図
【図2】(A)は図1の結像光学系を通過した後の光束
の光路を示した一部分の説明図、(B)は図2(A)に
示した反射型1次元ブレーズド回折格子の一部分の拡大
説明図
の光路を示した一部分の説明図、(B)は図2(A)に
示した反射型1次元ブレーズド回折格子の一部分の拡大
説明図
【図3】各次元の反射回折光が3ラインセンサーへ向か
う光路を示した光路図
う光路を示した光路図
【図4】本発明の実施例2の要部平面図と要部側面図
【図5】従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概略
図
図
【図6】従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概略
図
図
【図7】モノリシック3ラインセンサーの説明図
【図8】従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概略
図
図
1 原稿面 2 結像光学系 3 反射型1次元ブレーズド回折格子 4 受光手段(モノリシック3ラインセンサ) 5,6,7 反射回折光 8,9,10 ラインセンサー
Claims (3)
- 【請求項1】 カラー画像を結像光学系により3つのラ
インセンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に
結像させ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該結
像光学系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を該
ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方向へ3つ
の色光に色分解する反射型1次元ブレーズド回折格子よ
り成る色分解手段を設けると共に、該色分解された3つ
の色光が集束する位置にそれぞれ対応する該3つのライ
ンセンサーが合致するように該受光手段を光軸に対し該
ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方向に傾け
て配置したことを特徴とするカラー画像読取装置。 - 【請求項2】 前記3つのラインセンサーは互いに平行
となるように配置しており、前記結像光学系は射出型テ
レセントリック系より構成していることを特徴とする請
求項1記載のカラー画像読取装置。 - 【請求項3】 前記結像光学系は前記ラインセンサーの
画素の並び方向の光束に対して前記受光手段の傾き角度
に応じて倍率色収差を設定していることを特徴とする請
求項1記載のカラー画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23746791A JPH0553080A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | カラー画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23746791A JPH0553080A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | カラー画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553080A true JPH0553080A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=17015768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23746791A Pending JPH0553080A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | カラー画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0553080A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443659A (en) * | 1993-12-24 | 1995-08-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flux for soldering and solder composition comprising the same and soldering method using the same |
| US6174589B1 (en) | 1996-11-08 | 2001-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Printed circuit board and method for producing the same |
| JP2012127901A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Olympus Corp | 分光検出装置 |
| JP2014238385A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-12-18 | 株式会社リコー | 分光特性取得装置、画像評価装置、画像形成装置 |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP23746791A patent/JPH0553080A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443659A (en) * | 1993-12-24 | 1995-08-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flux for soldering and solder composition comprising the same and soldering method using the same |
| US6174589B1 (en) | 1996-11-08 | 2001-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Printed circuit board and method for producing the same |
| US6205657B1 (en) | 1996-11-08 | 2001-03-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Printed circuit board and method for producing the same |
| JP2012127901A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Olympus Corp | 分光検出装置 |
| US8786854B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-07-22 | Olympus Corporation | Spectroscopic detector |
| JP2014238385A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-12-18 | 株式会社リコー | 分光特性取得装置、画像評価装置、画像形成装置 |
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