JPH0834532B2 - カラー画像読取装置 - Google Patents
カラー画像読取装置Info
- Publication number
- JPH0834532B2 JPH0834532B2 JP2125939A JP12593990A JPH0834532B2 JP H0834532 B2 JPH0834532 B2 JP H0834532B2 JP 2125939 A JP2125939 A JP 2125939A JP 12593990 A JP12593990 A JP 12593990A JP H0834532 B2 JPH0834532 B2 JP H0834532B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- order
- color image
- line
- color
- diffraction grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/46—Colour picture communication systems
- H04N1/48—Picture signal generators
- H04N1/486—Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component
- H04N1/488—Picture signal generators with separate detectors, each detector being used for one specific colour component using beam-splitters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0037—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
- G02B27/1013—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
- G02B5/188—Plurality of such optical elements formed in or on a supporting substrate
- G02B5/1885—Arranged as a periodic array
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/203—Filters having holographic or diffractive elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体撮像素子を用いて、カラー画像を読取る
装置、特に被写体からの光を投影光学系及び１次元ブレ
ーズド回折格子を介して色分解、分離し同一基板上の複
数の固体撮像素子アレイに夫々導光するカラー画像読取
装置に関する。
装置、特に被写体からの光を投影光学系及び１次元ブレ
ーズド回折格子を介して色分解、分離し同一基板上の複
数の固体撮像素子アレイに夫々導光するカラー画像読取
装置に関する。
［従来の技術］ 従来原稿などの被写体を副走査方向にライン走査しそ
の画像を固体撮像素子（CCDセンサー等）アレイでカラ
ー読取りするものとして第９図に示す如き装置が知られ
ている。同図に於て照明用光源（不図示）からの光で照
らされた原稿面１の一部上の情報光は結像光学系19を介
してスリーピース（3P）プリズム20で３色に分解、分離
された後３つの１ラインCCDセンサー21,22,23に結像さ
れて読取られる。
の画像を固体撮像素子（CCDセンサー等）アレイでカラ
ー読取りするものとして第９図に示す如き装置が知られ
ている。同図に於て照明用光源（不図示）からの光で照
らされた原稿面１の一部上の情報光は結像光学系19を介
してスリーピース（3P）プリズム20で３色に分解、分離
された後３つの１ラインCCDセンサー21,22,23に結像さ
れて読取られる。
［発明が解決しようとしている課題］ しかし上述の従来例では、１ラインセンサーが３つ独
立に必要でありまた通常3Pプリズム20は製作上高精度が
要求されるので、コストが高くつく。更に集光光束と各
センサー21,22,23との調整が各々３つ独立に必要であ
り、製作の困難度が高いなどという欠点もあった。
立に必要でありまた通常3Pプリズム20は製作上高精度が
要求されるので、コストが高くつく。更に集光光束と各
センサー21,22,23との調整が各々３つ独立に必要であ
り、製作の困難度が高いなどという欠点もあった。
そこで、センサーアレイを３ライン同一基板上に平行
に有限距離離して作りつけ、モノリシックな３ラインセ
ンサーとして３ラインを１素子上に形成することが考え
られる。
に有限距離離して作りつけ、モノリシックな３ラインセ
ンサーとして３ラインを１素子上に形成することが考え
られる。
この３ラインセンサー24を第10図に示す。図中３ライ
ン25,26,27間の距離S1，S2は様々な製作上の条件から例
えば0.1〜0.2mm程度であり、各単素子28の画素巾W1，W2
は例えば７μｍ×７μm.10μｍ×10μｍ程度である。
ン25,26,27間の距離S1，S2は様々な製作上の条件から例
えば0.1〜0.2mm程度であり、各単素子28の画素巾W1，W2
は例えば７μｍ×７μm.10μｍ×10μｍ程度である。
こうしたモノリシック３ラインセンサーを受光素子に
用いたカラー画像読取り装置として公知な構成を第11図
に示す。
用いたカラー画像読取り装置として公知な構成を第11図
に示す。
同図に於て原稿面１上の情報を副走査方向にライン走
査して読取るにあたり、原稿面１からの光は結像光学系
29を介して２色性を有する選択透過膜が付加された色分
解用ビームスプリッター30,31で３色の３光束に分解，
分離された後モノリシック３ラインセンサー32上の対応
する各ライン素子上に集光される。しかし第11図に示す
如く、ビームスプリッター30,31の板厚をＸとしたと
き、センサー32上のライン間距離は となり、前述の様にライン間距離 を0.1〜0.2mm程度とすると、板厚（Ｘ）は35〜70μｍ程
度ということになる。この数値は性能上必要とされる面
の平坦度等のことを考えると製作上容易な値ではない。
査して読取るにあたり、原稿面１からの光は結像光学系
29を介して２色性を有する選択透過膜が付加された色分
解用ビームスプリッター30,31で３色の３光束に分解，
分離された後モノリシック３ラインセンサー32上の対応
する各ライン素子上に集光される。しかし第11図に示す
如く、ビームスプリッター30,31の板厚をＸとしたと
き、センサー32上のライン間距離は となり、前述の様にライン間距離 を0.1〜0.2mm程度とすると、板厚（Ｘ）は35〜70μｍ程
度ということになる。この数値は性能上必要とされる面
の平坦度等のことを考えると製作上容易な値ではない。
一方モノリシック３ラインセンサーの中央ライン26に
対する他の２ライン25,27の距離は一般的に言って、各
反対方向に等距離且つ副走査方向の画素サイズ（第10図
のW2）の整数倍になっているのが普通である。
対する他の２ライン25,27の距離は一般的に言って、各
反対方向に等距離且つ副走査方向の画素サイズ（第10図
のW2）の整数倍になっているのが普通である。
これは次の理由による。第12図から分かる様に、通常
の結像光学系45のみを用いて上記モノリシック３ライン
センサーで画像読み取りする場合、３ライン25,26,27で
同時に読み取られる原稿面上の位置は第12図の如く異な
る３位置25′,26′,27′となる。この為原稿面上の或る
位置に対する３色（R,G,B）の各信号成分は同時に読み
取られないので読み取り後一致させ合成する必要があ
る。
の結像光学系45のみを用いて上記モノリシック３ライン
センサーで画像読み取りする場合、３ライン25,26,27で
同時に読み取られる原稿面上の位置は第12図の如く異な
る３位置25′,26′,27′となる。この為原稿面上の或る
位置に対する３色（R,G,B）の各信号成分は同時に読み
取られないので読み取り後一致させ合成する必要があ
る。
これにはライン間距離S1，S2を各画素サイズW2の整数
倍とし、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信号に対し、G,R信号を遅延させることに
よって比較的容易に３色の合成信号が得られる。よって
上記の如く整数倍にするのである。しかし乍らライン間
距離相当に冗長ラインメモリーを充当することは高価な
ラインメモリーを複数列持つことになり、コスト的に見
て極めて不利であり、安価なカラー画像読取り装置を提
供することからは程遠い。
倍とし、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信号に対し、G,R信号を遅延させることに
よって比較的容易に３色の合成信号が得られる。よって
上記の如く整数倍にするのである。しかし乍らライン間
距離相当に冗長ラインメモリーを充当することは高価な
ラインメモリーを複数列持つことになり、コスト的に見
て極めて不利であり、安価なカラー画像読取り装置を提
供することからは程遠い。
従って本発明の目的は上記課題に鑑み、安価で高性能
なカラー画像読取り装置を提供することにある。
なカラー画像読取り装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば固体撮像素子等の１次元のセンサーア
レイがこのアレイ方向と直角な方向に３ライン有限距離
を隔てて同一基板上に配置された例えばモノリシックな
３ラインセンサーと被写体の像を該センサー上に結像す
る結像光学系を有するライン走査型カラー画像読取り装
置に於て、該結像光学系と該センサー間の光路中に被写
体からの光を回折効果により分光分離し上記アレイ直角
方向に３色に色分解すると共にこの色分解光を各々対応
する各センサーアレイに導く為の１次元ブレーズド回折
格子が配置され、且つこの１次元ブレーズド回折格子の
階段構造をもつ回折格子の段数を、効率的に３色分割す
るのに必要な３段にとどまらず、４段の構成をとること
により、各分光色間に分光側帯光である干渉ノイズ光が
混入することを防ぎ、通常設定される上記３ラインセン
サー面上の各波長選択性のフィルター特性（R,G,B）を
有せずに良好な３色分光読取りを可能ならしめて、安価
で高性能なカラー画像読取装置が達せられる。
レイがこのアレイ方向と直角な方向に３ライン有限距離
を隔てて同一基板上に配置された例えばモノリシックな
３ラインセンサーと被写体の像を該センサー上に結像す
る結像光学系を有するライン走査型カラー画像読取り装
置に於て、該結像光学系と該センサー間の光路中に被写
体からの光を回折効果により分光分離し上記アレイ直角
方向に３色に色分解すると共にこの色分解光を各々対応
する各センサーアレイに導く為の１次元ブレーズド回折
格子が配置され、且つこの１次元ブレーズド回折格子の
階段構造をもつ回折格子の段数を、効率的に３色分割す
るのに必要な３段にとどまらず、４段の構成をとること
により、各分光色間に分光側帯光である干渉ノイズ光が
混入することを防ぎ、通常設定される上記３ラインセン
サー面上の各波長選択性のフィルター特性（R,G,B）を
有せずに良好な３色分光読取りを可能ならしめて、安価
で高性能なカラー画像読取装置が達せられる。
更に、本発明によれば、前記４段の階段構造をもつ１
次元ブレーズド回折格子の各段の格子巾を、順にW1，
W2，W3，W4としたとき、W1≠W2、かつW1＋W2＝W3＋W4、
かつW1＝W4，W2＝W3とする事により、よりノイズ光成分
の小さい分光分離が可能なカラー画像読取装置が達せら
れる。
次元ブレーズド回折格子の各段の格子巾を、順にW1，
W2，W3，W4としたとき、W1≠W2、かつW1＋W2＝W3＋W4、
かつW1＝W4，W2＝W3とする事により、よりノイズ光成分
の小さい分光分離が可能なカラー画像読取装置が達せら
れる。
［実施例１］ 第１図（ａ），（ｂ）は本発明のカラー画像読取装置
の第１の実施例を示す。第１図（ｂ）は第１図（ａ）の
部分拡大図である。同図に於て、照明手段（不図示）に
より原稿面１を照明し、原稿面１の画像情報が結像光学
系２との間に配されるミラー（不図示）等により副走査
方向（第１図（ａ）紙面内上下方向）にライン走査さ
れ、そして画像情報光は結像光学系２を介して４段構造
の色分解用反射型１次元ブレーズド回折格子３に導かれ
る。ここで情報光は所謂カラー読取りにおける３色（例
えばR,G,B）の光束5,6,7に反射回折により図中左右方向
に分光分離され、その後３つのラインセンサを平行に同
一基板上に配置したモノリシック３ラインセンサー４上
の各センサーアレイ即ちラインセンサー8,9,10上に結像
される。また、１次元ブレーズド回折格子３は、結像光
学系２と３ラインセンサー４間の光路中であって結像光
学系２の射出瞳より３ラインセンサー４側に配されてい
る。同例に於て、５は−１次回折光でＢ成分、６は０次
回折光でＧ成分、７は＋１次回折光でＲ成分にそれぞれ
対応するとする。上記３色分割用１次元ブレーズド回折
格子については、Applied Optics誌，第17巻第15号2273
〜2279ページ（1978年８月１日号）に示されており階段
構造をもつ格子形状が示されている。
の第１の実施例を示す。第１図（ｂ）は第１図（ａ）の
部分拡大図である。同図に於て、照明手段（不図示）に
より原稿面１を照明し、原稿面１の画像情報が結像光学
系２との間に配されるミラー（不図示）等により副走査
方向（第１図（ａ）紙面内上下方向）にライン走査さ
れ、そして画像情報光は結像光学系２を介して４段構造
の色分解用反射型１次元ブレーズド回折格子３に導かれ
る。ここで情報光は所謂カラー読取りにおける３色（例
えばR,G,B）の光束5,6,7に反射回折により図中左右方向
に分光分離され、その後３つのラインセンサを平行に同
一基板上に配置したモノリシック３ラインセンサー４上
の各センサーアレイ即ちラインセンサー8,9,10上に結像
される。また、１次元ブレーズド回折格子３は、結像光
学系２と３ラインセンサー４間の光路中であって結像光
学系２の射出瞳より３ラインセンサー４側に配されてい
る。同例に於て、５は−１次回折光でＢ成分、６は０次
回折光でＧ成分、７は＋１次回折光でＲ成分にそれぞれ
対応するとする。上記３色分割用１次元ブレーズド回折
格子については、Applied Optics誌，第17巻第15号2273
〜2279ページ（1978年８月１日号）に示されており階段
構造をもつ格子形状が示されている。
ところで３色に分光分離する為には最低３段の階段構
造が必要であるが、例えば０次回析光のＧ成分回析ピー
ク波長が525nmとなる格子構造（θ0＝45°，h1＝h2＝11
13.7nm）での分光強度を第３図（ａ）に示す。図中斜線
を施した部分、即ち450nm及び630nm付近を中線とする波
長帯に於て、−１次回折光（Ｂ成分）105に対し、＋１
次回折光（Ｒ成分）の側帯波成分107′が色分解的に混
入し、一方＋１次回折光（Ｒ成分）107に対し−１次回
折光（Ｂ成分）の側帯波成分105′が同様混入し、カラ
ー読取りの色再現性に著しい悪影響を及ぼす。この為、
この影響を除く為には受光素子であるラインセンサー8,
9,10に各々第４図に示すような108,109,110という所謂
B,G,R特性を有する波長選択性フィルター特性を付加し
てきた。しかし乍らこれらのフィルター特性を複数列多
数個素子に均一に安定して付加する為には容易ならざる
技術が要求され、製作上における工程数を増加させると
共に歩留りにも多大な影響を与えていた。
造が必要であるが、例えば０次回析光のＧ成分回析ピー
ク波長が525nmとなる格子構造（θ0＝45°，h1＝h2＝11
13.7nm）での分光強度を第３図（ａ）に示す。図中斜線
を施した部分、即ち450nm及び630nm付近を中線とする波
長帯に於て、−１次回折光（Ｂ成分）105に対し、＋１
次回折光（Ｒ成分）の側帯波成分107′が色分解的に混
入し、一方＋１次回折光（Ｒ成分）107に対し−１次回
折光（Ｂ成分）の側帯波成分105′が同様混入し、カラ
ー読取りの色再現性に著しい悪影響を及ぼす。この為、
この影響を除く為には受光素子であるラインセンサー8,
9,10に各々第４図に示すような108,109,110という所謂
B,G,R特性を有する波長選択性フィルター特性を付加し
てきた。しかし乍らこれらのフィルター特性を複数列多
数個素子に均一に安定して付加する為には容易ならざる
技術が要求され、製作上における工程数を増加させると
共に歩留りにも多大な影響を与えていた。
又一般的にこの様なフィルター特性を付与することに
よって光の吸収が起こり、センサーの感度を低下させる
原因にもなっていた。
よって光の吸収が起こり、センサーの感度を低下させる
原因にもなっていた。
そこで、本実施例では、上記階段構造を４段にするこ
とにより、上述の他次回折光の側帯波成分の混入を回折
光分時に未然に発生を防止しセンサー面上に波長選択性
フィルター特性を有せずとも良好な色再現性を得る方法
を発明した。
とにより、上述の他次回折光の側帯波成分の混入を回折
光分時に未然に発生を防止しセンサー面上に波長選択性
フィルター特性を有せずとも良好な色再現性を得る方法
を発明した。
つまり、本発明は、１次元ブレーズド回折格子の階段
構造の段階が４段で構成される共にモノリシック３ライ
ンの各ラインセンサー面上には、波長選択性のフィルタ
ー特性を一切付加されない構成からなるカラー画像読取
装置である。
構造の段階が４段で構成される共にモノリシック３ライ
ンの各ラインセンサー面上には、波長選択性のフィルタ
ー特性を一切付加されない構成からなるカラー画像読取
装置である。
上記階段構造を４段にするとは、位相差を与える高さ
を４段階にすることである。
を４段階にすることである。
４段構造での分光強度を第３図（ｂ）にに示す。図中
のある波長に於て、０次及び±１次の全ての回折光成分
が０となることが示されており、第３図（ａ）の如き−
１次への＋１次側帯波、＋１次への−１次側帯波の混入
が基本的にないことがわかる。
のある波長に於て、０次及び±１次の全ての回折光成分
が０となることが示されており、第３図（ａ）の如き−
１次への＋１次側帯波、＋１次への−１次側帯波の混入
が基本的にないことがわかる。
これは第４図に示す波長選択性フィルター特性を有さ
ない通常のCCDセンサーの分光感度111や照明手段にハロ
ゲンランプ等黒体複射にあずかる分光強度112と組合せ
ても何等悪影響は受けない。
ない通常のCCDセンサーの分光感度111や照明手段にハロ
ゲンランプ等黒体複射にあずかる分光強度112と組合せ
ても何等悪影響は受けない。
階段の段数（ｎ）と、格子厚と０次ピーク波長とから
決定される波長比（ｍ）を用いて、０次及び±１次回折
光の各ピーク波長は以下の関係式に基づき近似的にもと
まる。即ち、 ０次ピーク波長;2h1・cosθ0＝（ｍ＋ｉ）・λ0 ＋１次 〃 ;2h1・cosθ0≒（ｍ＋ｉ−1/n）・λ＋
１ −１次 〃 ;2h1・cosθ0≒（ｍ＋ｉ＋1/n）・λ−
１ 但しh1＝h2（３段）もしくはh1＝h2＝h3（４段）、
（ｉ＝0,±1,±２…） 第３図（ａ）に示した例ではh1＝1113.7nm,θ0＝45°
として、ｍ＝３より ０次ピーク波長はλ0＝525nm,393.8nm,787.5nm… ＋１次ピーク波長はλ+1＝590.6nm,429.5nm,945nm… −１次ピーク波長はλ-1＝472.5nm,363.5nm,675nm…と
なる。
決定される波長比（ｍ）を用いて、０次及び±１次回折
光の各ピーク波長は以下の関係式に基づき近似的にもと
まる。即ち、 ０次ピーク波長;2h1・cosθ0＝（ｍ＋ｉ）・λ0 ＋１次 〃 ;2h1・cosθ0≒（ｍ＋ｉ−1/n）・λ＋
１ −１次 〃 ;2h1・cosθ0≒（ｍ＋ｉ＋1/n）・λ−
１ 但しh1＝h2（３段）もしくはh1＝h2＝h3（４段）、
（ｉ＝0,±1,±２…） 第３図（ａ）に示した例ではh1＝1113.7nm,θ0＝45°
として、ｍ＝３より ０次ピーク波長はλ0＝525nm,393.8nm,787.5nm… ＋１次ピーク波長はλ+1＝590.6nm,429.5nm,945nm… −１次ピーク波長はλ-1＝472.5nm,363.5nm,675nm…と
なる。
一方段数ｎが４以上の場合に限って ２h1・cosθ0≒（ｍ＋ｉ±m/n）・λ で成立する特別な波長λが存在し、この時０次及び±１
次全ての分光強度が０となる。
次全ての分光強度が０となる。
例えば第３図（ｂ）に示した（n,m）＝（4,2）、h1＝
742.46nm θ0＝45°に於ては、 ０次ピーク波長はλ0＝525nm,350nm,1050nm ＋１次ピーク波長はλ+1＝600nm,381.8nm,1400nm −１次ピーク波長はλ-1＝466.7nm,323.1nm,840nm…で
あり、且つλ420nm,700nm…に於て０次，±１次全て０
となる。この特性を用いて、＋１次成分（Ｒ）への−１
次側帯波、−１次成分（Ｂ）への＋１次側帯波の混入が
未然に防止し得ることが明らかである。
742.46nm θ0＝45°に於ては、 ０次ピーク波長はλ0＝525nm,350nm,1050nm ＋１次ピーク波長はλ+1＝600nm,381.8nm,1400nm −１次ピーク波長はλ-1＝466.7nm,323.1nm,840nm…で
あり、且つλ420nm,700nm…に於て０次，±１次全て０
となる。この特性を用いて、＋１次成分（Ｒ）への−１
次側帯波、−１次成分（Ｂ）への＋１次側帯波の混入が
未然に防止し得ることが明らかである。
以上のことからより、反射型１次元ブレーズド回折格
子の階段構造における段数を４段とすることにより、受
光素子である３ラインセンサーに各々波長選択性フィル
ター特性（R,G,B）を付加することなく、良好で安価な
カラー画像読取り装置が提供できるものである。尚ここ
で、分光分離される原稿面上の或る位置に対し、３ライ
ンセンサー各位置とは、回折効果も含み共役となってい
る為、ライン間を補間する為の冗長メモリー等が不用で
あることはいうまでもない。
子の階段構造における段数を４段とすることにより、受
光素子である３ラインセンサーに各々波長選択性フィル
ター特性（R,G,B）を付加することなく、良好で安価な
カラー画像読取り装置が提供できるものである。尚ここ
で、分光分離される原稿面上の或る位置に対し、３ライ
ンセンサー各位置とは、回折効果も含み共役となってい
る為、ライン間を補間する為の冗長メモリー等が不用で
あることはいうまでもない。
［実施例２］ 第２図には本発明のカラー画像読取装置の第２の実施
例を示す。第１実施例では反射型１次元ブレーズド回折
格子３を用いて３色分離効果を実現させたが、本実施例
では４段構造の透過型１次元ブレーズト回折格子により
同様の効果を得ている。第１図のものと同一の符号で示
すものは同一機能を有する部材ないし回折光である。第
２図に示す如く、光学系の光軸に垂直に透過型１次元ブ
レーズド回折格子３′を配置することにより光軸系のよ
り配置の容易な読取り光学系を示したものである。但し
この時例えば第３図（ｂ）と同様の分光強度分布を得よ
うとした場合、格子厚h1，h2，h3は（ｎλ-1）・h1＝ｍ
・λ0の関係から格子媒質の屈折率ｎλがｎλ≒1.5程度
とすると、ｍ＝２、λ0＝525nmに於てh1＝2100nmが必要
となり反射型の場合の約2.8倍の厚みとなる。しかしこ
のタイプの回折格子の特徴として、より大きな回折角等
を設定することにより、３ラインセンサーの防塵カバー
ガラス等を兼ねた、一体型の素子にすることが容易であ
る。
例を示す。第１実施例では反射型１次元ブレーズド回折
格子３を用いて３色分離効果を実現させたが、本実施例
では４段構造の透過型１次元ブレーズト回折格子により
同様の効果を得ている。第１図のものと同一の符号で示
すものは同一機能を有する部材ないし回折光である。第
２図に示す如く、光学系の光軸に垂直に透過型１次元ブ
レーズド回折格子３′を配置することにより光軸系のよ
り配置の容易な読取り光学系を示したものである。但し
この時例えば第３図（ｂ）と同様の分光強度分布を得よ
うとした場合、格子厚h1，h2，h3は（ｎλ-1）・h1＝ｍ
・λ0の関係から格子媒質の屈折率ｎλがｎλ≒1.5程度
とすると、ｍ＝２、λ0＝525nmに於てh1＝2100nmが必要
となり反射型の場合の約2.8倍の厚みとなる。しかしこ
のタイプの回折格子の特徴として、より大きな回折角等
を設定することにより、３ラインセンサーの防塵カバー
ガラス等を兼ねた、一体型の素子にすることが容易であ
る。
上記４段構造の透過型１次元ブレーズド回折格子で
は、誘電体板の厚さを繰り返し階段状に４段階に変化さ
せている。
は、誘電体板の厚さを繰り返し階段状に４段階に変化さ
せている。
［実施例３］ 実施例1,2に於ては回折格子の階段構造の格子厚h,格
子各段巾Ｗを均一のものとして扱ってきた。これらの各
パラメータを変化させたものを第８図に示す回折格子の
断面図を用いて説明する。本実施例では、これらの各パ
ラメーターを以上の均一値から外すことにより、よりノ
イズ光成分の小さい分光分離が可能な、１次元ブレーズ
ド回折格子を提供する。
子各段巾Ｗを均一のものとして扱ってきた。これらの各
パラメータを変化させたものを第８図に示す回折格子の
断面図を用いて説明する。本実施例では、これらの各パ
ラメーターを以上の均一値から外すことにより、よりノ
イズ光成分の小さい分光分離が可能な、１次元ブレーズ
ド回折格子を提供する。
例として、４段反射型１次ブレーズド回折格子に於
て、各段格子厚h1＝h2＝h3＝749.5nm,各段巾W1＝W2＝W3
＝W4＝45μm,入射角θ0＝45°の場合の各次分光強度分
布を第６図（ａ）に示す。図中、−１次（Ｂ）,0次
（Ｇ），＋１次（Ｒ）に各々対応する105,106,107の強
度曲線に於て、図に示す如く、各々のピーク波長の間
に、ラインセンサーにフィルター特性を付加しない場合
には多少ともノイズ光となり得る小ピーク成分（矢印
部）が存在し、この例では各次ピーク強度の６％程度存
在している。これを相対的に低減させる為に、各段の格
子巾W1〜W4を均一ではなく不均一にすることが考えられ
る。これは回折にあずかる各段の寄与を非対称にしてピ
ーク波長での回折効率はわずかの低下を示しても、相対
的に本ノイズ成分域の回折効率を大きく低減させる効果
を得るものである。その為に１次元ブレーズド回折格子
の各段の格子巾を、順にW1，W2，W3，W4としたとき、W1
≠W2、かつW1＋W2＝W3＋W4、かつW1＝W4、W2＝W3とする
ことで干渉・回折の寄与における対称性は部分的に残す
のが望ましい。そこで前記例に於て、W1＝W4＝35μｍ、
W2＝W3＝55μｍ、W1＋W2＝W3＋W4＝90μｍとしたものを
第６図（ｂ）の分光強度に示す。図に示す如く上述ノイ
ズ光成分は最大3.8％と第６図（ａ）の場合に比して約2
/3以下に低減されている。一方ピーク波長での回折効率
低下は２％程度であり、本例±１次ピーク波長での回折
効率は約78％程度であり充分である。
て、各段格子厚h1＝h2＝h3＝749.5nm,各段巾W1＝W2＝W3
＝W4＝45μm,入射角θ0＝45°の場合の各次分光強度分
布を第６図（ａ）に示す。図中、−１次（Ｂ）,0次
（Ｇ），＋１次（Ｒ）に各々対応する105,106,107の強
度曲線に於て、図に示す如く、各々のピーク波長の間
に、ラインセンサーにフィルター特性を付加しない場合
には多少ともノイズ光となり得る小ピーク成分（矢印
部）が存在し、この例では各次ピーク強度の６％程度存
在している。これを相対的に低減させる為に、各段の格
子巾W1〜W4を均一ではなく不均一にすることが考えられ
る。これは回折にあずかる各段の寄与を非対称にしてピ
ーク波長での回折効率はわずかの低下を示しても、相対
的に本ノイズ成分域の回折効率を大きく低減させる効果
を得るものである。その為に１次元ブレーズド回折格子
の各段の格子巾を、順にW1，W2，W3，W4としたとき、W1
≠W2、かつW1＋W2＝W3＋W4、かつW1＝W4、W2＝W3とする
ことで干渉・回折の寄与における対称性は部分的に残す
のが望ましい。そこで前記例に於て、W1＝W4＝35μｍ、
W2＝W3＝55μｍ、W1＋W2＝W3＋W4＝90μｍとしたものを
第６図（ｂ）の分光強度に示す。図に示す如く上述ノイ
ズ光成分は最大3.8％と第６図（ａ）の場合に比して約2
/3以下に低減されている。一方ピーク波長での回折効率
低下は２％程度であり、本例±１次ピーク波長での回折
効率は約78％程度であり充分である。
ここでW1＝W4を更に小さくしていくと、回折光の分光
強度０の波長が存在しなくなり、一方ピーク波長は著し
く回折効率の低下をきたし、全体的に見て得策ではな
い。
強度０の波長が存在しなくなり、一方ピーク波長は著し
く回折効率の低下をきたし、全体的に見て得策ではな
い。
〔実施例４〕 実施例３で述べた各次回折光成分の小ピーク成分の低
減について他の方法について示す。これは、各段の格子
厚を均一の一定値から外し、実施例３同様にノイズ光成
分低減を果たし、分光分離性能をより改善するものであ
る。この場合も対称性を全て外してしまうピーク波長近
傍での回折効率を著しく低下させる恐れが高く、本実施
例に於ては、h1＝h3且つh1＋h2＋h3は実施例１に示した
ものと等しい−１次（Ｂ）成分、＋１次成分（Ｒ）成分
巾に存在する小ピークノイズ光成分をバンラスよく且つ
充分小さく低減させることに成功した。
減について他の方法について示す。これは、各段の格子
厚を均一の一定値から外し、実施例３同様にノイズ光成
分低減を果たし、分光分離性能をより改善するものであ
る。この場合も対称性を全て外してしまうピーク波長近
傍での回折効率を著しく低下させる恐れが高く、本実施
例に於ては、h1＝h3且つh1＋h2＋h3は実施例１に示した
ものと等しい−１次（Ｂ）成分、＋１次成分（Ｒ）成分
巾に存在する小ピークノイズ光成分をバンラスよく且つ
充分小さく低減させることに成功した。
具体的数値として、h1＝h3＝729.5nm、h2＝769.5nmと
し且つ実施例３の方法をも合せた格子構造における各分
光強度を模式化したものを第７図に示す。図中（ａ）は
−１次（Ｂ）成分、（ｂ）は０次（Ｇ）成分、（ｃ）は
＋１次（Ｒ）成分を示しており、実線が実施例１に示し
たものの分光強度分布、破線が実施例３と実施例４の方
法を合せもった格子構造における分光強度分布を示した
ものである。尚、本分光強度分布には、第４図に示す11
1センサー分光感度（３ライン共通）、112ハロゲン光分
光強度及び第５図に示す113赤外カットフィルター、114
干渉バンドパスフィルターの各分光分布特性を含んだも
のである。
し且つ実施例３の方法をも合せた格子構造における各分
光強度を模式化したものを第７図に示す。図中（ａ）は
−１次（Ｂ）成分、（ｂ）は０次（Ｇ）成分、（ｃ）は
＋１次（Ｒ）成分を示しており、実線が実施例１に示し
たものの分光強度分布、破線が実施例３と実施例４の方
法を合せもった格子構造における分光強度分布を示した
ものである。尚、本分光強度分布には、第４図に示す11
1センサー分光感度（３ライン共通）、112ハロゲン光分
光強度及び第５図に示す113赤外カットフィルター、114
干渉バンドパスフィルターの各分光分布特性を含んだも
のである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ライン走査に
より、画像情報をカラー読取りする装置に於て例えばモ
ノリシック３ラインセンサーをライン走査方向（副走査
断面方向）に沿って配置し、結像光学系と当該センサー
面間に色分解分離用の４段の階段構造をもった１次元ブ
レーズド回折格子を載置することにより、３色分解する
と共に通常のカラーセンサーに不可欠とされる波長選択
性フィルター特性を付加しない各３ラインセンサーに光
束を分離、結像してカラー読取りを可能ならしめると共
に、一般的な３ラインカラーセンサー読取りで必要とさ
れるライン間補間用の冗長ラインメモリーを用いること
なく良好なカラー画像読取りを実現させるものである。
又通常の３ライン読取りで発生しがちな走査読取りに伴
うメカニカルなブレ等に起因する色ズレに対しても本発
明は原理的にこれを排除している。
より、画像情報をカラー読取りする装置に於て例えばモ
ノリシック３ラインセンサーをライン走査方向（副走査
断面方向）に沿って配置し、結像光学系と当該センサー
面間に色分解分離用の４段の階段構造をもった１次元ブ
レーズド回折格子を載置することにより、３色分解する
と共に通常のカラーセンサーに不可欠とされる波長選択
性フィルター特性を付加しない各３ラインセンサーに光
束を分離、結像してカラー読取りを可能ならしめると共
に、一般的な３ラインカラーセンサー読取りで必要とさ
れるライン間補間用の冗長ラインメモリーを用いること
なく良好なカラー画像読取りを実現させるものである。
又通常の３ライン読取りで発生しがちな走査読取りに伴
うメカニカルなブレ等に起因する色ズレに対しても本発
明は原理的にこれを排除している。
更に、本発明によれば、前記４段の階段構造をもつ１
次元ブレーズド回折格子の各段の格子巾を、順にW1，
W2，W3，W4としたとき、W1≠W2、かつW1＋W2＝W3＋W4、
かつW1＝W4，W2＝W3とする事により、よりノイズ光成分
の小さい分光分離が可能なカラー画像読取装置が達せら
れる。
次元ブレーズド回折格子の各段の格子巾を、順にW1，
W2，W3，W4としたとき、W1≠W2、かつW1＋W2＝W3＋W4、
かつW1＝W4，W2＝W3とする事により、よりノイズ光成分
の小さい分光分離が可能なカラー画像読取装置が達せら
れる。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明のカラー画像読取装置の
第１の実施例を説明する為の概略断面図、第２図は本発
明のカラー画像読取装置の第２の実施例を説明する為の
概略断面図、第３図（ａ），（ｂ）は実施例の効果を説
明する分光強度分布図、第４図はセンサーの分光感度分
布を示す図、第５図は実施例に用いられたフィルター特
性を示す図、第６図（ａ），（ｂ）は実施例の効果を説
明する分光強度分布を示す図、第７図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は実施例の効果を説明する分光強度分布を示す
図、第８図は本発明ブレーズド回折格子の断面を説明す
る図、第９図，第11図、第12図は従来例を説明する概略
断面図、第10図はモリシック３ラインセンサーの構成を
説明する図である。 １…原稿面 ２…結像光学系 ３…１次元ブレーズド回折格子 ４…モノリシック３ラインセンサー 5,6,7…回折光成分 8,9,10…ラインセンサー
第１の実施例を説明する為の概略断面図、第２図は本発
明のカラー画像読取装置の第２の実施例を説明する為の
概略断面図、第３図（ａ），（ｂ）は実施例の効果を説
明する分光強度分布図、第４図はセンサーの分光感度分
布を示す図、第５図は実施例に用いられたフィルター特
性を示す図、第６図（ａ），（ｂ）は実施例の効果を説
明する分光強度分布を示す図、第７図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は実施例の効果を説明する分光強度分布を示す
図、第８図は本発明ブレーズド回折格子の断面を説明す
る図、第９図，第11図、第12図は従来例を説明する概略
断面図、第10図はモリシック３ラインセンサーの構成を
説明する図である。 １…原稿面 ２…結像光学系 ３…１次元ブレーズド回折格子 ４…モノリシック３ラインセンサー 5,6,7…回折光成分 8,9,10…ラインセンサー
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/04
Claims (1)
- 【請求項１】照明手段により原稿面上のカラー画像を照
明し、該カラー画像を投影光学系により３つのラインセ
ンサーを同一基板上に配置したモノリシック３ラインセ
ンサーからなる検出手段上に投影し、該検出手段により
前記カラー画像を読取る際、前記投影光学系と前記検出
手段の間に、光束を前記ラインセンサーの並び方向と直
交する方向に３つの色光に色分解する階段構造からなる
１次元ブレーズド回折格子を配置してなるカラー画像読
取装置に於いて、 前記１次元ブレーズド回折格子の階段構造の段数が４段
で構成され、 前記４段の各段の格子巾を、順にW1，W2，W3，W4とした
とき、 W1≠W2、かつ W1＋W2＝W3＋W4、かつ W1＝W4，W2＝W3 とする事を特徴とするカラー画像読取装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125939A JPH0834532B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | カラー画像読取装置 |
| US07/697,589 US5177349A (en) | 1990-05-15 | 1991-05-09 | Image reading apparatus utilizing a four step or more staircase diffraction grating structure |
| EP91107802A EP0457281B1 (en) | 1990-05-15 | 1991-05-14 | Image reading apparatus |
| DE69122654T DE69122654T2 (de) | 1990-05-15 | 1991-05-14 | Bildlesegerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2125939A JPH0834532B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | カラー画像読取装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0420166A JPH0420166A (ja) | 1992-01-23 |
| JPH0834532B2 true JPH0834532B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=14922709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2125939A Expired - Fee Related JPH0834532B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | カラー画像読取装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5177349A (ja) |
| EP (1) | EP0457281B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0834532B2 (ja) |
| DE (1) | DE69122654T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2868669B2 (ja) * | 1992-05-29 | 1999-03-10 | シャープ株式会社 | ファクシミリ装置 |
| US5497269A (en) * | 1992-06-25 | 1996-03-05 | Lockheed Missiles And Space Company, Inc. | Dispersive microlens |
| JP2570946B2 (ja) * | 1992-06-25 | 1997-01-16 | キヤノン株式会社 | カラー画像読取装置 |
| US5760834A (en) * | 1992-09-30 | 1998-06-02 | Lsi Logic | Electronic camera with binary lens element array |
| US5402364A (en) * | 1993-01-15 | 1995-03-28 | Sanyo Machine Works, Ltd. | Three dimensional measuring apparatus |
| US5815293A (en) * | 1993-02-01 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| JP3240870B2 (ja) * | 1995-02-09 | 2001-12-25 | キヤノン株式会社 | カラー画像読取装置 |
| US5864640A (en) * | 1996-10-25 | 1999-01-26 | Wavework, Inc. | Method and apparatus for optically scanning three dimensional objects using color information in trackable patches |
| JP3860953B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2006-12-20 | 日本電産サンキョー株式会社 | 光ヘッド装置 |
| CA2352729A1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-01-13 | Creoscitex Corporation Ltd. | Blazed micro-mechanical light modulator and array thereof |
| RU2191348C2 (ru) * | 2000-10-05 | 2002-10-20 | Горелик Самуил Лейбович | Бесконтактный трехкоординатный измеритель |
| US7245407B2 (en) * | 2002-06-10 | 2007-07-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Complex objective lens compatible with information media of different thicknesses |
| AU2017348084B2 (en) * | 2016-10-26 | 2021-08-19 | Magic Leap, Inc. | Outcoupling grating for augmented reality system |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1529711A (en) * | 1975-07-01 | 1978-10-25 | Rca Corp | Optical etc phase filters producing near-field patterns |
| DE2645075C2 (de) * | 1976-10-06 | 1985-06-20 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optische Anordnung zur Erzeugung von spektral zerlegten Abbildungen |
| DE3303623A1 (de) * | 1983-02-03 | 1984-08-09 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optische phasengitteranordnung und schaltvorrichtungen mit einer solchen anordnung |
| JPS6281871A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 画像読み取り装置 |
| US4882619A (en) * | 1986-04-07 | 1989-11-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | High resolution image pickup system with color dispersion means |
| DE3787584T2 (de) * | 1986-07-07 | 1994-02-17 | Canon Kk | Projektionsapparat und Bildleseapparat, fähig zum Lesen eines projizierten Bildes. |
| JPS648514A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Canon Kk | Method and device for reproducing optical information and optical information recording medium |
| US5113067A (en) * | 1989-02-15 | 1992-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image reading apparatus having a blazed diffraction grating |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2125939A patent/JPH0834532B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-09 US US07/697,589 patent/US5177349A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-14 EP EP91107802A patent/EP0457281B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-14 DE DE69122654T patent/DE69122654T2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，１７［１５（１９７８）Ｐ．２２７３−２２７９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69122654D1 (de) | 1996-11-21 |
| EP0457281A2 (en) | 1991-11-21 |
| US5177349A (en) | 1993-01-05 |
| DE69122654T2 (de) | 1997-03-20 |
| EP0457281B1 (en) | 1996-10-16 |
| JPH0420166A (ja) | 1992-01-23 |
| EP0457281A3 (en) | 1992-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3604844B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| US5223703A (en) | Image reader with color decomposing blazed diffraction grating | |
| JPH0834532B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP3432106B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP2524569B2 (ja) | カラ―画像読取装置 | |
| US5221835A (en) | Image reading apparatus having a reflective blazed diffraction grating with varied pitch | |
| JPH07121047B2 (ja) | カラー画像読取り装置 | |
| JP3240870B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH02214372A (ja) | カラー画像読取り装置 | |
| JP3559658B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH0563909A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP2969765B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP3033167B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP2638268B2 (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH1079834A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH02233057A (ja) | 部分カラー画像読取り装置 | |
| JPH04361471A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH03234159A (ja) | カラー画像読取り装置 | |
| JPH06261179A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP2002209056A (ja) | カラー画像読み取り装置 | |
| JPH0818728A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JP2001111774A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH08122693A (ja) | カラー画像読取装置 | |
| JPH11331624A (ja) | カラー画像読み取り装置 | |
| JPH0611662A (ja) | カラー画像読取装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |