JPS62200969A - 色収差を補正したカラ−情報読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野− この発明は、イメージセンサを用いて原稿上の文字ない
し図形情報を読み取る情報読み取り装置に関するもので
、カラー情報の読み取りを可能とした情報読み取り装置
の色収差の補正手段に関するものである。

一発明の概要− この発明は、原稿から光学レンズを経てイメージセンサ
に至る光路中に挿入されるカラーフィルタの厚さをその
透過色毎に変化させて光学レンズの色収差による各色毎
の結像位置の変動を補正することにより、カラーフィル
タを通過した各色の読み取り光を正確にイメージセンサ
の受光面に結像させたもので、光学レンズの色収差によ
る像のぼけを回避してカラー情報を鮮明に読み取ること
ができるようにしたものである。

一従来の技術− カラー情報の読み取り装置としては、第５図に示すよう
に受光セル３０・・・３０に３原色のカラーフィルタ３
１．．３１Ｇ、３１−を順に被着したイメージセンサ３
２を用いる構造のものが知られているが、このようなイ
メージセンサを用いると、各色毎の読み取りド、ットの
密度が単色の場合の１／３となり、精密な読み取りがで
きないという欠点がある。

そこでこの発明の出願人は、第４図に示すように、原稿
１からイメージセンサ２に至る光路に３原色の扇状のカ
ラーフィルタを含むフィルタ群によって構成された円板
３を挿入して該円板を回動させることにより読み取り光
の色変換を行うカラー情報読み取り装置を提唱した（実
開昭６０−６１８６３号公報参照）。第４図中、４は装
置の筐体、５は筐体上面に設けられた透明原稿台、６は
原稿台５と平行に装架されたガイドロッド、７はガイド
ロッド６に沿って原稿１を走査するキャリア、８はキャ
リア７に搭載された原稿照明用の光源ランプ、９はキャ
リア７と同方向に１７２の速度で走行する第２キヤリア
、１０はキャリア７に搭載された反射鏡、１１及び１２
は第２キヤリア９に搭載された反射鏡、１３は光学レン
ズ、Ａは読み取り光の光路、１４は円板３を回転させる
電動機、１５は電動機１４と円板３とを駆動連結してい
るベルト伝動装置であル。

一発明が解決しようとする問題点− 第４図に示すようなカラー情報読み取り装置によれば、
円＋Ｊｌｉ　３を構成するカラーフィルタの変換により
各色毎に原稿１の情報パターンを単色の場合と同一のド
ツト密度で読み取ることができるから、精緻なカラー情
報の読み取りを行うことができるようになる。ところが
、このような情報読み取り装置では、光学レンズ１３を
用いて原稿１の情報パターンをイメージセンサ２の受光
面に結像させており、周知のように光学レンズ１３には
色収差があるので、読み取り色を変換すると原稿１の情
報パターンの結像位置にずれが生じ、そのために読み取
られたカラー情報の解像度に限界が生ずる。

例えば現在情報パターンの読み取り装置に普通に用いら
れている光学レンズでは、赤色光と青色光との間に０．
３４ｍｍ程度の結像位置のずれが生ずる。色収差のより
少ないレンズを得ることは現在の技術では勿論可能であ
るが、レンズの価格が大幅に高騰することは避けられな
い。また、装置を小型化するために焦点距離の短いレン
ズを用いると色収差が増大し、読み取られたカラー情報
の解像度が低下する傾向になることも装置の小型化が要
請されるこの種装置では大きな問題となる。

この発明は、上記問題に鑑み、第４図に示すような原稿
１からイメージセンサ２に至る光路に挿入されたカラー
フィルタを変換して各色毎のカラー情報を逐次読み取る
カラー情報読み取り装置における光学レンズ１３の色収
差を簡単に補正する技術手段を提供することを目的とし
ており、以てより安価で解像度の高いカラー情報読み取
り装置を実現可能とすることを目的としている。

−問題点を解決するための手段− この発明は、原稿１からイメージセンサ２に至る読み取
り光の光路に挿入されるカラーフィルタ２０ｇ　−２０
ｃ　、２０ｍの厚さｔＲ，ｔＧ、ｔ。

をそのフィルタの透過色毎に変化させたことを特徴とす
るもので、各色毎のフィルタ２０１．２０゜、２０．の
厚さの差ΔｔＲＧ、Δｔ■により、光学レンズ１３０色
収差を補正することを特徴とするものである。

各カラーフィルタ２０．Ｉ、２００．２０．は、原理的
には、波長の短い光を透過するフィルタ程厚くすればよ
いのであるが、実際の光学レンズには各種の色収差の補
正が為されて波長に対する屈折率の変化カーブが一様で
はないので、使用するレンズにおける各色光線の実際の
結像位置を測定した上で各カラーフィルタの厚さｊｊｌ
ｓｊＧＳ　ｊ３を決定する必要がある。

一作用一 説明を簡単にするために光学レンズ及びフィルタとして
クラウン硝子を用いた場合を例にして説明する。可視光
線の波長は大略３８００人（紫）から７８００人（赤）
であり、カラー情報の読み取り光としては光の３原色で
ある赤色光、緑色光、及び青色光が用いられる。クラウ
ン硝子の屈折率は、例えば波長６５６３人の赤色光で１
．５１２７．４８６１人の青色光で１．５２１４であり
、波長が短い程屈折率が大きくなる。従って、クラウン
硝子のレンズでは波長が短い（紫側）程焦点距離が短（
なる。

一方、レンズとその焦点との間に厚さの異なるフィルタ
２０．．２０Ｂを第３図に示すように挿入した場合、厚
さがｔＲであるフィルタ２０．を透過する光はＡＲのよ
うに通過して焦点ＰＲに集まる。また厚さが１Ｂである
フィルタ２０１を透過した光はＡＢのように通過して焦
点ＰＢに集まる。即ち、フィルタの厚さがｔ、ｌからｔ
、に麹化すると、焦点はＰＲからＰ、へとΔＬだけ移動
する。

即ち、例えばある光学レンズ１３において読み取り光と
して使用する赤色光と青色光との間にΔＬの焦点距離の
差があったとすれば、赤色光を透過するフィルタ２０．
Ｉの厚さを第３図のｊＲｓ青色光を透過するフィルタ２
０．の厚さを第３図の１Ｂとしてやれば、互いの焦点距
離の差がうち消され、赤色光と青色光の焦点は同一点と
なる。

いま使用するレンズ１３における赤色光の焦点距離をＬ
Ｒ１青色光の焦点距離をＬｌ、赤色光を透過するフィル
タの屈折率をｎＲ１厚さを１Ｂ１青色光を透過するフィ
ルタの屈折率をｎＢ、厚さを１Ｂとすれば、次式が成り
立つ。

ΔＬ＝Ｌ、ｌ　−Ｌ８ ＝（１（１／　ｎｉ　））　ｆ−ｍ　　　（１（１／　
ｎｉ　））　Ｌｌいま近似的に上式右辺におけるｆｉ、
＝＝ｆｉＲ＝ｌ。

５２としてΔＬが０．３４ｍｍの場合のフィルタの厚さ
の差１１１−１．＝Δｔを計算すれば、Δｔ＃１ｍｍと
なる。従って、赤フィルタ２０Ｒの厚さを１ｍｍとすれ
ば青フィルタ２０．の厚さを２ｍｍとすればよいことと
なり、緑フィルタ２０Ｇの厚さも同様な計算によって求
めることができる。

−実施例− 第１図にこの発明の一実施例の要部構造を示す。

情報読み取り装置の全体構成は第４図に示した構造と同
一であり、扇状の赤フイルタ２０Ｒ１緑フイルタ２０ｃ
及び青フィルタ２０．を各２枚宛用いて回転する円板３
を構成している。赤フイルタ２０Ｒ１緑フイルタ２０６
及び青フィルタ２（Ｌ＋の厚さは第２図に展開図で示す
ように各々ｔＲ１１Ｇ及びｔｌである。これらのフィル
タの厚さの差ΔｔＲＧ及びΔｔＲＩｌは、光学レンズ１
３の各フィルタ２０．，２０．．２０．の透過光に対す
る焦点距離の差を実測し、その差に基づいて上記作用の
項で説明した計算式により決定されている。

第１図では、円板３は模式的に示されているが、第６図
に円板３の構造をより具体的に示しである。

第６図中２１は扇形のフィルタ２０Ｒ１２０Ｇ、２０！
ｌを保持する保持枠で、各フィルタは保持枠２１の扇形
の開口部２２・・・２２に嵌装して固定されており、保
持枠２１はその軸２５回りに図示矢印の方向に連続回転
している。保持枠２１の外周には透孔２３・・・２３及
び２４．２４が設けられ、この透孔を挟んで図示しない
発光器と受光器とが対向しており、一旦透孔２３．２４
を通って受光器に達した光が再度遮断されたときに、イ
メージセンサ２に走査指令が与えられ、読み取り光の光
路Ａが保持枠２１のリブ２１ａによ、って遮断される前
に、１回の走査を終了する。即ち、円板３の回転に同期
して、赤色光、緑色光及び青色光による１走査宛の読み
取りを繰り返して原稿１のカラー情報を読み取る構造で
ある。透孔２３と２４が形状の違う２種類のものとなっ
ているのは、長孔となっている透孔２３が通過したとき
に前記受光器に光が長く照射されるようにして、その時
間差の検出により赤、緑、青の繰り返しサイクルの開始
を制御器側で判断できるようにするためである。

図示実施例の円板３は、６個のフィルタを有しているの
で、イメージセンサ２が原稿１を６回走査する間に一回
転する。円板３を各２枚宛のカラーフィルタ２０１．２
０゜、２０ｍで構成しているのは、円板３の回転速度を
できるだけ遅くしたいためと、円板３の重心のアンバラ
ンスを避けるためである。勿論、読み取り速度の遅いも
のであれば各色１枚の３枚の扇形フィルタで円板３を構
成することができ、重量バランスは円板３の外周に嵌装
される図示しないリムにバランスウェイトを取り付けて
修正できる。また、読み取り光の色を４種類としたけれ
ば円板３を構成する扇形フィルタの数を４の倍数として
やればよい。

−発明の効果− 以上説明したように、この発明によれば、原稿からイメ
ージセンサに至る光路中に挿入したカラーフィルタの変
換によりカラー情報を色分解して逐次読み取るカラー情
報の読み取り装置において、光学レンズの色収差による
情報パターンの結像位置のずれを簡単に補正して各色の
読み取り光線を正確にイメージセンサの受光面に結像さ
せることが可能になるから、カラー情報の読み取りにお
ける解像度を向上させることができる。また、光学レン
ズの色収差をフィルタの厚さにより補正するものである
から、ある程度色収差のあるレンズでも使用することが
でき、従って焦点距離の短いレンズも容易に製作できる
ので、解像度の高いカラー情報読み取り装置をコンパク
トに構成でき、同時に安価に提供することが可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明のカラー情報読み取り装
置の一実施例を示す図で、第１図は要部の斜視図、第２
図は円板状に形成したフィルタ群の厚さを展開して示し
た説明図、第３図はフィルタの厚さにより結像位置が補
正される原理を示す説明図、第４図は装置の全体構成を
示す断面図である。第５図は従来のカラー情報読み取り
装置に使用されているイメージセンサの構造を示す部分
平面図である。第６図は扇形フィルタの保持構造の具体
例を示した正面図である。 図中、 １：原稿　　　　　　　２：イメージセンサ３：回転円
板　　　　　１３；光学レンズ２０ｔｌ−２Ｑｃ、１２
ｍ　　　：カラーフィルタ”１％　　ＬＧ、、ＬＨ：カ
ラーフィルタの厚さＡ：読み取り光の光路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿の文字ないし画像情報を光学レンズでイメージセン
   サの受光面に結像させる構造を有し、原稿からイメージ
   センサに至る光路中に挿入されたカラーフィルタを変換
   してフィルタを透過する各色毎の情報を逐次読み取るカ
   ラー情報読み取り装置において、前記挿入されるカラー
   フィルタの厚さをそのカラーフィルタの透過色に応じて
   変化させて、カラーフィルタを透過した各色の読み取り
   光を同一位置で結像させることを特徴とする、色収差を
   補正したカラー情報読み取り装置。