JPH0618413B2 - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH0618413B2
JPH0618413B2 JP59126057A JP12605784A JPH0618413B2 JP H0618413 B2 JPH0618413 B2 JP H0618413B2 JP 59126057 A JP59126057 A JP 59126057A JP 12605784 A JP12605784 A JP 12605784A JP H0618413 B2 JPH0618413 B2 JP H0618413B2
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JP59126057A
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誠 加藤
光夫 富樫
正 青木
和正 能見
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカラー撮像を行うに際しカラー信号の分離を効
率よく行うことの出来る画像読取装置に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点 画像読取装置は、固体イメージセンサの発展に伴って、
高速化,高解像度化,高機能化および経済化が図られつ
つある。最近では、テレビジョン用のカラー撮像装置の
開発をはじめとして、固体撮像装置のカラー化方式、と
りわけ単板カラー撮像装置の性能向上に工夫がなされて
いる。これらの性能向上化に当って解決されるべき基本
的課題の第1として、撮像光の利用効率の向上を計る必
要がある。従来のカラー撮像装置では、固体撮像板の各
画素を赤(R)、緑(G)、青(B)の色分解フィルタで点順次
にカラー信号を読取る方式が基本になっているが、光の
利用効率を改善して、輝度信号成分を増大させるため
に、赤色通過フィルタ或は青色通過フィルタのうち少な
くとも一方に補色フィルタを用いる方法が提案されてい
る(例えば特開昭57−26978号公報)。また一
方、単一のリニアイメージセンサを用いてカラー書画を
読取る方法として、例えばCCD(Charge Coupled Dev
ice)リニアイメージセンサに、赤,緑,青の色分解フ
ィルタをモザイク状にオンチップした形で点順次のカラ
ーコーディングを施す構成が可能である。第1図はこの
様な方式による、原稿読取用のファクシミリ光学系の一
従来例を概略的に示す図である。この図に係る光学系
は、原稿1を白色光源(蛍光管)2で照明し、結像レン
ズ3を介してリニアイメージセンサ4で読取る構成を有
し、ファクシミリに用いられている。なお図中符号30
はスリットである。このような光学系において、イメー
ジセンサ4にオンチップ方式で形成される色分解フィル
タ41は、第1図bに示すように、赤,緑,青の3原色
フィルタとすれば、色分離及び色相補正処理が容易にな
る。しかし、一般に固体イメージセンサの分光感度は、
第2図に示すように、700(nm)付近の長波長域にピ
ーク値を持ち、600(nm)付近の中間波長域、500
(nm)付近の短波長域にかけて順次低くなっており、こ
の間において赤、緑、青色の各波長域を規定すると、
赤、緑、青色の各波長域順に低くなっているので、ホワ
イトバランスをとることが困難である。色フィルタの分
光透過率を制御すると、白色読取時に比べて利用光量は
極端に低下(1/10程度)してしまう。これは、上記の様
なイメージセンサ4の分光感度に加え、白色蛍光管の分
光強度分布が第3図に示す如く、赤,緑で高く、青で低
いため、色バランスをとろうとすると、赤と緑とを抑え
なければならなくなるからである。かかる事態に鑑み、
上記の如く補色フィルタを用いて光の利用効率を改善す
るという方策が採られるが、第4図は、補色フィルタと
してシアン(Cy)を用いた場合の設計例を示すものであ
る。
しかしながら、このような構成によると、赤,緑,青の
各色成分を分離する信号処理が必要となり、そのための
回路系が複雑になる他、微妙な色調の調整が困難となっ
て混色が起るという不都合が生じる。そして、この様な
問題は、従来の撮像装置が主として自然光、もしくはい
わゆる「昼光色」光源の照明下にある物体を対象にして
設計されているところから来るもので、光源、並びにセ
ンサーの分光感度特性を基準にして光学系を構成すると
いう発想に由来している。
発明の目的 本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、その目的は、信号処理のための回路系を複雑に
することなく、高速で鮮明なカラー信号の分離を可能と
するカラー画像読取装置を提供することである。
発明の構成 本発明は、上記目的を達成するため、カラー撮像装置
に、分光感度が赤,緑,青の波長域順に低い固体イメー
ジセンサと、分光強度が上とは逆に青,緑,赤の波長域
順に低くなる単一の青白色蛍光管とを備え、これら固体
イメージセンサと、青白色蛍光管と、赤,緑,青3色を
それぞれ分けた形で取出し得るフィルタとを組合わせる
ことにより、白原稿を読取った時、各セルの出力をバラ
ンスさせるようにしたこを要旨とするものである。かか
る態様を本発明が採り得たのは、従来の自然光下のシー
ンを撮ることを目的とするカラーカメラと、ファクシミ
リのように光源となる部材を内蔵しており、原稿を読ん
で行く場合とでは全く違う発想が成立し得るという考え
に基づくものである。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について説明する。
第5図及び第6図は本発明の一実施例に係るカラーの画
像読取装置に用いられる色分解フィルタの分光透過率特
性(以下、単に分光特性という)及び光源となる青白色
蛍光管の分光強度特性(以下、単に分光特性という)を
それぞれ示すグラフ図である。即ち本発明においては、
第1図に示されたと同様の基本構成を有する光学系を作
り、この光学系のイメージセンサ4の分光感度特性(以
下、単に分光特性という)を第2図に示すように設定
し、このイメージセンサ4の開口面に赤,緑,青点順次
での色分解信号が得られるようにモザイク状に組合せ配
列され、且つ第5図に示す分光特性を有する色分解フィ
ルタ41を配置している。このとき、光源には、白色蛍
光管2の代りに、第6図に示すような分光特性を有する
青白色蛍光管7(第9図参照)が使用される。
このような光学系によってカラー画像の読取りを行なう
と、第7図aに示された様なイメージセンサ4上の色分
解フィルタ41の、赤,緑,青、各画素に対応する白画
面の出力をみると、同図bに示されるようにほぼバラン
スのとれた成分が得られる。なお、本実施例では、 (1) イメージセンサ4の分光感度を第2図に示すよう
に設定し、 (2) 赤,緑,青の3原色分解の場合に望ましい分光特
性を基本に、更に白バランスを計算に入れた第5図に示
すような分光(透過率)特性を有する色分解フィルタ4
1を補助的に使用し、 (3) 光源には第6図に示すように、500(nm)付近
の短波長域にピーク値を持ち、600(nm)付近の中間
波長域、700(nm)付近の長波長域にかけて順次低く
なる分光特性を有する単一の青白色発光灯7を用いるこ
とによって発明の目的を達成せしめているが、このよう
な態様に加えて、整色フィルタとして第8図に示すよう
な分光特性を有する赤外カットフィルタを上記色分解フ
ィルタ41と併用すると、白バランスをさらに補正する
ことが出来る。
第7図aに示された色分解フィルタ41では、その画素
開口列411,412,413,………に対応する光電
変換出力S(j)(j=1,2,3,……)は、基準白画
面に対して最大値を示す。この実施例において、光学系
は、第7図bに示すようにイメージセンサ41の飽和出
力レベルE(mV)に対して、赤,緑,青各色成分の最大
の出力がそれぞれ0.7E(mV)程度になる様に光量設
計がなされており、イメージセンサ41のノイズ成分に
対して信号成分比(即ちS/N比)を極大にするように
されている。
なお、上記実施例では、第1図に示すようにレンズ縮小
型の光学系を構成しこれによってカラー画像を読取るよ
うにしているが、これに限らず他のタイプの光学系を用
いてもよい。第9図は大型のイメージセンサを用いて等
倍結像型の光学系を作成した本発明の第2の実施例を示
す図である。
この実施例において、符号5は正立等倍像を結ぶレンズ
列である。このレンズ列5には、分布屈折率型ロッドレ
ンズアレイ、平面状マイクロレンズアレイ、或は球面状
マイクロレンズアレイを適宜用いることが出来る。その
他の構成については上記第1の実施例と同様であり、原
稿1へは青白色蛍光管7から成る光源から照明光が当て
られ、その反射光をレンズ列5によって集光した後スリ
ット30を通し、イメージセンサ4にて光電変換するよ
うになっている。イメージセンサ4は、第9図bのよう
なカラーフィルタ配置の開口列411,412,………
を有している。この開口列411等における3色分解フ
ィルタ41のモザイクパターンは、第7図aに示すよう
な赤,緑,青の繰返しパターンに限られるものではな
く、赤及び青成分(ピッチ:P2)がそれぞれ緑成分
(ピッチ:P1)の1/2の密度(第9図bにおいてP2
2P1)になる様配列してもよい。
さらに、3色分解フィルタを、第7図a,第9図bに示
すようなモザイク状に配列せず、他の配列構成をとるこ
とも可能である。第10図は、フィルタの構造に変更を
加えた本発明の第3の実施例を示す図である。この実施
例においてはフイルタ6は軸部64と、この軸部64か
ら半径方向外方へ広がった円板部65とから成り、円板
部65が画像読取装置の光学経路に合致すると共に、フ
ィルタ6が回転中心軸0を中心として回転するように配
置されている。フィルタ6の円板部65背面には誘電体
多層膜60が形成され、この誘電体多層膜60には第1
0図bに示すように、必要に応じて所定の分光特性を持
つ扇形の色分解フィルタ領域61,62,63が形成さ
れる。これらの色分解フィルタ領域のうち、例えば領域
61は赤、領域62は緑、領域63は青というように区
分けされ、フィルタ6が回転中心軸0を中心に回転する
に従って上記赤,緑,青の3色分解フィルタ領域61,
62,63を逐次光学系の経路内に挿入せしめ、面順次
に読取るようになっている。
なお、この第3の実施例において、画像読取用の光学系
は、原稿1が設けられる回転円筒体10と、原稿1面上
に光を照射する青白色蛍光管7と、フィルタ6を透過し
た原稿1からの反射光を集光させる結像レンズ3とイメ
ージセンサ4とによって構成されている。そして、原稿
1面は光源である青白色蛍光管7で照明され、その画像
情報を読取るために光学系がスキャナを構成する点は従
来の白黒画像読取光学系とほぼ同様であるが、この第3
の実施例に係る光学系はカラー画像情報を読取るもので
あるから、カラーの原稿1を保持固定した回転円筒体1
0の運動を制御して赤,緑,青の3色分野フィルタ領域
61,62,63を切換えて逐次画信号を読取るように
なっている。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、カラー画像の高
速読取りにおいて、光源の分光強度特性とイメージセン
サの分光感度特性、並びに色分解フィルタの分光特性を
整合し、各色に対応した白画面出力の均一補正を、光源
の分光強度ピーク値から長波長側の範囲内において、主
として光源の分光強度特性により確保し、色分解フィル
タの分光特性により補助的に行なうことにより、カラー
画像を読取るに際して光利用率の極大化を図ることがで
き、イメージセンサにおけるS/N比を極大とし、更に
赤,緑,青の各色信号をほぼ忠実に読取ることができる
ので、複雑なカラー信号処理回路を用いる必要がなくな
り、簡単な構成で鮮明なカラー画像情報が得られるよう
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は白色光源と、3色分解フィルタをオンチップし
たイメージセンサとを用いた一般的なカラー画情報読取
装置の概略構成を示すもので、同図aは光学系の構成を
示す図、同図bは色分解フィルタの構成を示す図、第2
図は本発明の一実施例による画像読取装置において用い
られるイメージセンサの分光特性を示す図、第3図は従
来の画情報読取装置に用いられる白色光源の分光特性を
示す図、第4図は画情報読取装置における光利用効率改
善の為に用いられる補色フィルタの分光特性を示す図、
第5図は色分解フィルタの分光特性を示す図、第6図は
青白色光源の分光特性を示す図、第7a,bはそれぞれ
色分解フィルタの構成を示す図およびその色分解フィル
タの画素開口列に対応する光量変換出力を示す図、第8
図は色分解フィルタと併用可能な赤外カットフィルタの
分光特性を示す図、第9図a,bはそれぞれ本発明の第
2の実施例に係る画像読取装置の概略構成図および色分
解フィルタの構成を示す図、第10図a,bはそれぞれ
本発明の第3の実施例に係る画像読取装置の概略構成図
および色分解フィルタの構成を示す図である。 1……原稿、2……白色蛍光管、3……結像レンズ、4
……イメージセンサ、5……レンズ列、6……フィル
タ、7……青白色蛍光管、41……色分解フィルタ、6
0……誘電体多層膜、61,62,63……色分解フィ
ルタ領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富樫 光夫 東京都目黒区下目黒2丁目3番8号 松下 電送株式会社内 (72)発明者 青木 正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 能見 和正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−144847(JP,A) 特開 昭59−90460(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分光強度特性が500nm付近にピーク値
    を持つ短波長域、中間波長域、長波長域の順に低くなる
    青白色発光体から成る原稿照明用の単一の光源と、前記
    原稿面からの反射光を集光する結像レンズと、分光感度
    特性が長波長域、中間波長域、短波長域の順に低くなる
    固体イメージセンサと、所定の分光特性を有し、前記原
    稿面からの反射光を色分解する色分解フィルタとを具備
    し、この色分解フィルタを通して得られる前記固体イメ
    ージセンサ上の各色に対応した白画面出力の均一補正
    が、主として前記光源の分光強度特性により行なわれ、
    前記色分解フィルタの分光特性により補助的に行なわれ
    ることを特徴とする画像読取装置。
JP59126057A 1984-06-19 1984-06-19 画像読取装置 Expired - Lifetime JPH0618413B2 (ja)

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JPS614359A JPS614359A (ja) 1986-01-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58144847A (ja) * 1982-02-22 1983-08-29 Canon Inc 照明装置
JPS5990460A (ja) * 1982-11-15 1984-05-24 Canon Inc カラ−イメ−ジセンサ用光源

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JPS614359A (ja) 1986-01-10

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