JPS6298963A

JPS6298963A - 原稿読取装置

Info

Publication number: JPS6298963A
Application number: JP60238903A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Suda; 須田　憲一; Nobuo Matsuoka; 松岡　伸夫; Shizuo Hasegawa; 長谷川　静男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-05-08

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】（技術分野）本発明はカラー原稿を読み取ることのできる原稿読取装
置に関する。

（従来技術）受光部に多数の微小光電変換素子を配列したＣＣＤ等の
固体イメージセンサの受光部に、複数色の微小色分解フ
ィルタを配列した固体カラーイメージセンサを用いてカ
ラー原稿を読取る装置は公知である。斯かる原稿読取装
置で得られる各色に対応する画像信号はできるだけ原稿
の色分解像に忠実であることが望まれる。

そのため、センサの出力信号の処理回路が複雑化する−
・方であった。

（発明の目的）本発明の目的は、カラー原稿の色合いにできるだけ忠実
な画像信号を形成できる簡単な構成の原稿読取装置を提
供することである。

（発明の概隻）本発明では固体カラーイメージセンサが使用される。そ
して光路中に分光分布補正フィルタ手段が配とされてい
る。

分光分布補正フィルタ手段を利用するのは次の理由によ
る。即ち、固体カラーイメージセン　　“すの各光電変
換素子の分光感度は所要の色分解色の夫々に対して異な
っている。又、上記センサの色分解フィルタの分光透過
率も色ごとに異なっている。従って前記センサの分光感
度も各可視色光ごとに異なっている。それ故、センサ出
力も各可視光ごとにレベルが相違する。そこでこのレベ
ルが相違したままの状態の信号を画像信号として出力す
ると再生画像の色合いが原稿のそれとは大きく異なるこ
とになるから１通常は各出力信号のレベルをゲインの犬
きく異なる複数の増幅手段で調整することによって同等
レベルに補正しなければならないが、その為信号処理の
回路構成を複雑にしている。そこで本発明では、それを
配置しない場合よりも配置した方が上記センサの各色分
解色に対応する出力間の差を減少させる分光分布補正フ
ィルタ手段を使用し、これによって回路構成の簡単化を
可能にするとともに、各色分解色により忠実に対応した
画像信号の形成を可能にしたものである。

（実施例）第１図は本発明の詳細な説明図である。図に於いて、１
は被読取りカラー原稿Ｏを載置する原稿台である。２は
原稿照明ランプで、３はランプ２の放射光を反射して原
稿Ｏに指向させる反射鏡である。ここで、ランプ２とし
ては昼光色等の蛍光灯を使用してもよいが、蛍光灯は一
般に発光帛が相対的に低くて原稿を高速で読取るには不
向きであるし、また蛍光灯の分光特性はｔ４ｍスペクト
ルである為、色分解した時の分光幅が狭く、これも高速
読取りの阻害原因となり、原稿の色合いにより忠実な画
像信号を得る！１￥を困難にする原因となっていた。そ
こでランプ２としては／＼ロゲンランブを使用すること
が好ましい。ハロゲンランプは、第３図に放射光の分光
分布を示すように連続的な分光分布を有しており、また
放射光量も多いからである。

４はランプ２の放射光により照明された原稿０の光像を
固体カラーイメージセンサ５に結像する結像光学系で、
屈折率分布型導光素子（商品名セルフォック等）やパー
レンズ等の短焦点小径結像素子を多数本アレイにしたも
のである。

５は固体カラーイメージセンサで、第２図に示すように
、基板５１の受光部に多数の微小光電変換素子５２１．
５２２，５２３が一方向（主走査方向）に沿って配列さ
れている。

５３１．５３２．５３３は上記受光部に、上記光１程変
換素子を覆って付着された多数の色分解フィルタで、フ
ィルタ５３１はシアン色（Ｃ）、フィルタ５３２はグリ
ーン色（ｇ）、フィルタ５３３はイエロー色（ｙ）の光
を夫々透過させる。図示実施例ではフィルタ５３１は第
４図の曲線１７に示された分光透過率を、フィルタ５３
２は曲線１８に示された分光透過率を、フィルタ５３３
は曲線１６に示された分光透過率を有している。いずれ
にせよ光電変換素子５２１は如上のＣ色光を、５２２は
如上のｇ色光を、５２３は如上のｙ色光を、夫々受光す
る。

尚、上記各色分解フィルタ５２１，５２２゜５２３はセ
ンサ５の受光部を染料によって染色することにより、セ
ンサに付着されている。

従って光電変換素子の各々も染色されている。

而して本実施例ではフィルタ５３２は染色フィルタ５３
１と染色フィルタ５３３を重ね合せることによって形成
されており、従って第４図に示すようにフィルタ５３２
の分光透過率１８はフィルタ５３１の分光透過率１７と
フィルタ５３３の分光透過率１６の積となっている。し
かし、フィルタ５３２はこのフィルタ専用の染料で染色
することによって形成してもよい。またセンサ５の受光
部に染色ではなく塗装等によって色分解フィルタを付着
させてもよい。また、図示例では互いに隣り合った光電
変換素子にはｑいに異なる色の色分解フィルタを使用し
ているが、これはこの実施例では１個の画素に１個の光
電変換素子を対応させているからであり、１個の画素に
２個等複数の光電変換素子を対応させるものに於いては
、１個の画素に対応する複数個の光電変換素子に同色の
色分解フィルタを設けることは勿論であり、この場合こ
の複数の光電変換素子ごとに色分解フィルタの色が変更
される。

また、センサ５としてＣＯＤを使用する場合は、複数個
のＣＯＤを第１図紙面と垂直な方向（主走査方向）しこ
沿って配列し、同一の支持台に固定した長尺ＣＯＤイメ
ージセンサ（所謂密着型ｃｃＤイメージセンサ）が適し
ている。他に、単一の長尺基板に極めて多数の光電変換
素子を配列したモノリシックな長尺イメージセンサ（所
謂密着型イメージセンサ）が使用できる。第１図実施例
では複数のＣＯＤを前記のように配列した長尺ＣＯＤイ
メージセンサが使用されており、このセンサの各光電変
換素子の相対分光感度は第５図に示されている通りであ
る。

ところで、前記センサ５の各光電変換素子の出力は第６
図のような回路で処理され、画像信号化される。センサ
５の各光電変換素子の形成した出力は、端部のものから
主走査方向に順にとり出され、可変増幅器８に印加され
所定のレベルに調整される。而して、センサ５のシリア
ルな出力信号、従って増幅器８のシリアルな出力信号は
、素子５２１の出力に対応する信号（Ｃ信号）、素子５
２２の出力に対応する信号（ｇ信号）、素子５２３の出
力に対応する信号（ｙ信５′ｊ）のコンポジット信号で
ある。従ってこのコンポジット信号から、サンプルホー
ルド回路９ＣによりＣ信号を分離し、サンプルホールド
回路９ｇによりｇ信号を分離し、サンプルホールド回路
９ｙによりｙ信号を分離する。

尚、第９図中、数字符号に添字ｃ、ｇ、ｙを付したもの
は、夫々Ｃ信号、ｇ信号、ｙ信号を処理する回路である
。

如七のサンプルホールド回路で分離された各信号は、利
得を微調整可能な増幅器１０ｃ。

ｇ、ｙによって、夫々実質的に同一レベルの信号に増幅
された後、ローパスフィルタｌｌｃ。

ｇ、ｙにより画像信号より高い周波数のノイズ分が除去
される。

ところでＣ信号は、赤色の補色に対応する信号であり、
ｙ信号は青色の補色に対応する信号である。また、第３
図に示したランプ放射光の分光分子０．第４図に示した
各色分解フィルりの分光透過率曲線、第５図に示した光
電変換素子の分光感度曲線から判るように、Ｃ信号１ｇ
倍号、ｙ信号とも、平坦な分光分布を有する色光を平坦
な分光感度を有する光電変換素子で得た理想的な信号で
はない。従って、三原色である光色（Ｒ）、緑色（Ｇ）
、青色（Ｂ）により忠実に対応する画像信号を得るには
、ｃ、ｇ、ｙの各信号を前記分光透過率、分光感度に対
応して演算処理することが望ましい。この処理の演算式
は例えば次式でγえられる。

Ｒ＝　ｃ　−Ａ　１ｇ　　　　　　−−−−（１）Ｇ＝
ｇ−Ａ２Ｃ−Ａ３ｙ　−−−−（２）Ｂ　＝　ｙ　−Ａ
　４ｇ　　　　　　−−−−（３）ここで、Ａ１−Ａ４
はランプ２の放射光の分光分布、固体カラーイメージセ
ンサ５に使用された色分解フィルタの分光透過率、光電
変換素子の分光感度に対応して決定される演算係数で、
上記放射光分光分布、分光透過率や分光感度が相違する
装置では相違する係数値に設定される。また使用する色
分解フィルタの色が相違すれば前記演算式も相違したも
のが使用される。

いずれしこせよ、各色に対応する光電変換素子の出力信
壮を用いてできるだけ三原色に忠実に対応する信号が得
られる演算式を採用する事が望まれる。

如上の演算の為、第６図ではＣ，ｇ、ｙの信号は反転増
幅器１２Ｃ，ｇ、ｙ、１２′Ｃ・ｇ、ｙに順に通される
。尚、１３ｃ、ｇ、ｙ。

ｔ３’ｃ、ｇ、ｙはクランプ回路で信号を所定のレペ・
１１番こクラニ／プするものである。１４Ｆｅは（１）
式の演算を行う演算回路で、増幅器１２’　ｃ、１２ｇ
からの信号が印加される。

１４Ｃは（２）式の演算を行う演算回路で、増幅器１２
’ｇ；１２ｃ、１２ｙからの信号が印加される。Ｌ４［
３は（３）式の演算を行う演算回路で、増幅器１２’ｙ
、１２ｇからの信号が印加される。これにより、演算回
路１４尺。

１４ｃ、１４日からは夫々赤色に対応する信号（Ｒ信り
）、緑色に対応する信号（Ｃ信号）、青色に対応する信
号（Ｂ信号）が出力される。

Ｒ，Ｇ、Ｂ信号は、夫々増幅器１５Ｒ，１５ｃ。

１５日により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１６Ｒ，１６
ｃ、１６Ｂによりデジタル信号に変換され、画像信号と
して、画像再生装置に送られる。即ち、再生装置では変
換器１６Ｒの出力画像信号を用いて赤色画像が、変換器
１６Ｃの出力画像信号を用いて緑色画像が、変換器１６
日の出力画像を用いて青色画像が形成され、これら３色
の画像が重ね合わされてカラー原稿像が形成されるので
ある。この画像再生装置には上記画像信号により駆動さ
れるレーザービームや、発光ダイオードアレイ、或いは
液晶シャッタアレイを用いて感光体を露光して静電潜像
を形成し、３色のトナーで現像する電子写真方式のもの
、或いは上記画像信号により駆動されるインクジェット
ヘッド、サーマルヘッド等を使用するもの等が使用でき
る。いずれにせよ、画像再生装置には周知のものが利用
できるので、ここでは詳細な説明は省略する。

ところで、第４図の各色分解フィルタの分光透過率曲線
、第５図の光電変換素子の分光感度曲線から判るように
、これら分光透過率と分光感ｒ■との積で表わごれるカ
ラーイメージセンサ５の総合分光感度は各色光に対して
相当異なる。また原稿照明ランプの放射光の分光分布も
第３図に示すように一様ではない。従って図示例では、
かりに原稿として何の画像もない白色紙を使用した場合
、シアン色に対応する素子５２１の出力レベルよりもグ
リーン色に対応する素子５２２の出力レベルの方がかな
り小であり、またシアン色に対応する素子５２１の出力
レベルよりもイエロー色に対応する素子５２３の出力レ
ベルの方がかなり高いものとなる。

従って、このような場合、第６図の回路で、センサ５か
らのコンポジット信号が各色対応信号ｃ、ｇ、ｙに分離
された後にこれら信号Ｃ１ｇ、Ｖを増幅する増幅回路１
０ｃ、Ｌｏｇ。

ｌＯｙとしては、互いに利得の大きく相違するものを使
用しなければならない。しかし利得の犬きく相違する増
幅回路を利用することは回路構成を複雑にする。そこで
第１図に示されるように、光路中に分光分布補正フィル
タ７が配置された。このフィルタ７としては、第３図に
示ごれた放射光の分光分布を有する原稿照明ランプ、第
４図に示された分光透過率を有する色分１屑フイルタ、
第５図に示された分光感度を有する光電変換素子が採用
されている本実施例に於いては、これら分光特性を考慮
して第７図に示した分光透過率を有するフィルタを使用
した。このフィルタ７は育みかかった色のフィルタであ
り、このフィルタ７を光路中に配置することにより、光
電変換素子５２１と５２２の出力差、同じく光電変換素
子５２１と５２３の出力差、従ってまた光電変換素子５
２２と５２３の出力差を、フィルタ７を光路中に配置し
ない場合よりも減少させ、これらの出力差を実質的に零
に近くする。従って、第６図を例にとれば、増幅器１０
ｃ　、Ｌｏｇ、ｉｏｙを微小利得調整手段付きの同一構
成のものとすることができ１回路構成を屯純化できる。

そして、このように簡単な構成によっても、原稿の色合
いにより忠実に対応するカラー画像信号を得る事ができ
る。尚１分光分布補正フィルタ７の分光透過特性は、固
体カラーイメージセンサの各色分解フィルタの分光透過
特性、光電変換素子の分光感度特性に対応して、上記の
ようにセンサの各分解色に対応する出力差を極力減少さ
せるように設定される。いずれにせよ、斯かる分光分布
補正フィルタ７としてはフタロシアニン等で着色された
カラスフィルタ、ゼラチンフィルタ等か利用できる。

尚、フィルタ７は第１図に示したように短焦点小ｆ３　
結像アレイ４とセンサ５との間の光路に配置するのが、
光源ランプ２からより遠い位置であるのでフィルタの熱
劣化を極力防１トでき、またフィルタ自体を小幅とする
ことができるので好ましいが、ランプ２と原稿０の間の
光路中、又は原稿Ｏと短焦点小径結像素子アレイ４との
間の光路中に配置してもよい。

また、前記実施例では固体カラーイメージセンサ５に付
着させた色分解フィルタ５３１゜５３２．５３３は、夫
々シアン、グリーン、イ二ロー色フィルターとしたが、
例えば夫々第８図に示される分光透過率を有するレッド
、グリーン、ブルー色フィルターを使用してもよい。こ
の場合も、各色分解色に対応するセンサの光電変換素子
の出力を、第６図の１２゜１２’　、　１３　、１３’
　、　１４　（添字省略）で示されたと同様な手段によ
り演算処理し、できるだけ原稿の三原色に忠実に対応す
る画像信号を形成することが望まれる。即ち、例えばレ
ッドフィルタと言えども通常は純粋な赤色光のみを透過
させ−るのではなく、緑色の波長領域に属する光も透過
させる。またグリーンフィルタも純粋な緑色光のみなら
ず、赤色、青色の波長領域に属する光も透過させ、ブル
ーフィルタも純粋な青色光のみならず緑色の波長領域に
属する光も透過させる。かつ光電変換素子は赤、緑、青
の波長領域に感度を有している。従って、例えばレッド
フィルタに対応する光電変換素子からの信号レベルから
グリーンフィルタに対応する光電変換素子からの信号レ
ベルの所定割合性を差し引けば、原稿の赤色光により忠
実に対応する画像信号が形成できる。これと同様な考え
方で。

以下の演算式が成立する。

Ｒ＝　ｒ−Ｂ　１ｇ　　　　　　−−−−（４）Ｇ＝ｇ
−Ｂ２　ｒ−Ｂ３　ｂ　　−−−−（５）Ｂ＝ｂ−３４
ｇ　　　　　　−−−−（６）（ここでｒ、ｇ、ｂは夫
々レッドフィルタ、グリーンフィルタ、ブルーフィルタ
に対応する光電変換素子の出力信号、Ｂ１〜Ｂ４は原稿
照明ランプ放射光の分光分布と、各色分解フィルタの分
光透過率と、光電変換素子の分光感度に対応して決定さ
れる演算係数である。）分光分布補正フィルタ７の分光透過率は、前述の実施例
と同様に原稿照明ランプ放射光の分光分布、各色分解フ
ィルタの分光透過率、光電変換素子の分光感度に対応し
て決定され、各色分解色に対応するセンサの出力間の差
を減少させる分光透過率に決定される。

尚、第３図に示す特性のランプ、第８図に示す特性の色
分解フィルタ、第５図に示す特性の光電変換素子を使用
する場合、この分光分布補正フィルタは第７図に示す分
光透過率を有するものでよい。

尚、固体カラーイメージセンサの色分解フィルタの色は
、前記実施例では３色であるが、４色以北であってもよ
い。

尚、第１図で２〜７の諸手段は可動キャリッジ１７に一
体的に取り付けられており、このキャリッジ１７は原稿
読取り動作時、センサ５の長手方向（主走査方向）と実
質的に垂直な副走査方向（矢印Ａ）に移動し、原稿を走
査する。

又は、原稿台１を、或いは原稿Ｏ自身を副走査方向に移
動させて原稿を読取るようにしてもよい。

（効　果）本発明によれば、簡単な構成により、カラー原稿の色合
いにより忠実に対応するカラー画像信号を形成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図°　は固体
カラーイメージセンサの一例の説明図。第３図はハロゲンランプ放射光部の分光分布、の説明図
、第４図は第２図のセンサの色分解フィルタの分光特性
の説明図、第５図は第２図のセンサの光′１罷変換素子
の分光特性の説明図、第６図はセンサの出力信号の処理
回路例の説明図、第７図、第８図は分光分布補正フィル
タの一例の分光特性の説明図である。Ｏはカラー原稿。２は光源。４は結像素子、５は固体カラーイメージセンサ。７は分光分布補正フィルタである。＋　ｉｆＬ長　（ｎｍ）璽吐浦長−／７ｒｎ二皮長（ｎｍ）＝５，７長（ｎｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

固体カラーイメージセンサと、原稿照明光源から原稿を
経て上記固体カラーイメージセンサに到る光路の中に配
置され、それを配置しない場合よりも配置した方が上記
センサの各色分解色に対応する出力間の差を減少させる
分光分布補正フィルタ手段と、を備えた原稿読取装置。