DE69120304T2

DE69120304T2 - Bildlesevorrichtung

Info

Publication number: DE69120304T2
Application number: DE69120304T
Authority: DE
Inventors: Michitaka Setani
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1996-11-07
Anticipated expiration: 2011-01-30
Also published as: EP0440169A3; US5223703A; DE69120304D1; EP0440169B1; EP0440169A2; JPH03226067A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lesen eines Farbbildes unter Verwendung einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung oder dergleichen und insbesondere eine Farb- Bildlesevorrichtung, die Licht von einem Objekt durch ein fokussierendes optisches System und Farbzerlegungseinrichtungen zu einem Sensor wie beispielsweise einer Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtung richtet.
Ein Gerät gemäß dem Stand der Technik, das ein Objekt wie beispielsweise ein Dokument in einer Nebenabtastrichtung zeilenweise abtastet und ein Bild desselben farbweise durch ein Array von Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtungen (z. B. einer ladungsgekoppelten Einrichtung CCD) liest, ist in Fig. 1 dargestellt. Gemäß Fig. 1 wird Informationen enthaltendes Licht an einem mittels Licht von einer (nicht dargestellten) Beleuchtungslichtguelle beleuchteten Abschnitt eines Dokumentblattes 1 durch ein optisches Bildaufnahmesystem 19 mittels eines dreiteiligen (3p) Prismas 20 zerlegt und in drei Farben zerlegt, und diese werden auf drei Einzeilen-CCD-Sensoren 21, 22 und 23 gebündelt und durch diese gelesen.
Bei dem Gerät gemäß dem Stand der Technik sind drei unabhängige Sensoren erforderlich. Da das 3p-Prisma 20 eine hohe Herstellungspräzision erfordert, sind die Kosten hoch. Zudem ist eine Einstellung des gebündelten Lichtstrahls sowie der Sensoren 21, 22 und 23 für jeden der drei Sensoren erforderlich und die Schwierigkeiten bei der Herstellung sind groß.
Es wurde vorgeschlagen, drei Einzeilensensoren parallel auf einem Substrat mit einem vorbestimmten Abstand zwischen diesen anzuordnen, so daß sie als monolithischer Dreizeilensensor arbeiten.
Ein derartiger Dreizeilensensor 24 ist in Fig. 2 dargestellt. Abstände S&sub1; sowie S&sub2; zwischen den drei Zeilen 25, 26 und 27 betragen beispielsweise 0,1 bis 0,2 mm aufgrund verschiedener Herstellungsbedingungen, und Breiten W&sub1; und W&sub2; eines einzelnen Elements 28 betragen beispielsweise 7 µm x 7 µm und 10 µm x 10 µm.
Eine bekannte Farb-Bildlesevorrichtung, die einen derartigen monolithischen Dreizeilensensor als die Lichterfassungseinrichtung verwendet, ist in Fig. 3 dargestellt. Gemäß Fig. 3 wird beim Lesen von Informationen auf einem Dokumentblatt 1 durch eine Zeilenabtastung entlang einer Nebenabtastrichtung Licht von dem Dokumentblatt 1 durch ein fokussierendes optisches System 29 und durch farbzerlegende Strahlteiler 30 und 31 mit darauf aufgebrachten dichroitischen selektiv durchlässigen Filmen in drei Lichtstrahlen dreier Farben zerlegt, und sie werden auf Zeilenelemente auf dem monolithischen Dreizeilensensor 32 gebündelt.
Wie in Fig. 3 dargestellt, beträgt im Fall einer Dicke der Strahlteiler 30 und 31 von X ein Zeilenabstand des Sensors 32 2 2 X. Wenn somit der Zeilenabstand (2 2 X) 0,1 bis 0,2 mm beträgt, wie zuvor beschrieben, dann beträgt die Dicke (X) 35 bis 70 µm. Diese Dicke ist nicht einfach herzustellen, wenn eine erforderliche Ebenheit der Fläche berücksichtigt wird.
Andererseits sind Abstände zwischen der Mittelzeile 26 des monolithischen Dreizeilensensors und den beiden anderen Zeilen 25 und 27 im allgemeinen gleich und ganzzahlige Vielfache einer Bildelementgröße in der Nebenabtastrichtung (W&sub2; in Fig. 2).
Der Grund ist wie folgt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, werden beim Lesen des Bildes durch den monolithischen Dreizeilensensor unter Verwendung lediglich eines herkömmlichen fokussierenden optischen Systems 45 drei Positionen 25', 26' und 27' (Fig. 4) auf dem Dokumentblatt gleichzeitig durch die drei Zeilen 25, 26 und 27 gelesen. Da drei Farb- (R, G, B) Signalkomponenten für einen Punkt nicht gleichzeitig gelesen werden, ist es notwendig, diese zu ordnen und nach dem Lesen zusammenzufügen.
Wo die Zeilenabstände S&sub1; und S&sub2; ganzzahlige Vielfache der Bildelementgröße sind und ein Redundanz-Zeilenspeicher vorgesehen ist, um die G- und R- Signale beispielsweise mit Bezug auf das B-Signal zu verzögern, wird die Zusammenfügung der drei Farben relativ leicht erzielt. Aus diesem Grund ist der Abstand als ganzzahliges Vielfaches ausgewählt. Da jedoch der Redundanz-Zeilenspeicher für jeden Abstand zwischen Zeilen erforderlich ist, ist eine Vielzahl teurer Zeilenspeicher erforderlich. Dies ist unter Kostengesichtspunkten nachteilig, und eine preiswerte Farb-Bildlesevorrichtung kann nicht geschaffen werden.
Eine Farb-Bildlesevorrichtung, die ein Beugungsgitter mit bevorzugter Beugungsordnung (nachfolgend als Blaze-Beugungsgitter bezeichnet) als Farbzerlegungseinrichtung verwendet, ist in der US-A-4 277 138 (Gegenstück DE-A-2 645 075) offenbart.
Jedoch findet der Aufbau eines Sensors, der ein Bild eines Objektes liest, darin keinerlei Beachtung.
Darüber hinaus ist aus der (nachveröffentlichten) EP-A-0 383 308 eine Bildleseeinrichtung bekannt, mit einem Mehrzeilensensor mit mehreren auf einem Substrat ausgebildeten eindimensionalen Sensorarrays, einem telezentrischen optischen Abbildungssystem zur Ausbildung des Bildes eines Objektes auf dem Sensor, und einem Blaze-Beugungsgitter, das in dem Strahlengang zwischen dem optischen Abbildungssystem und dem Sensor angeordnet ist und das Licht von dem Objekt in mehrere Farbkomponenten zerlegt und die so farbzerlegten Lichtstrahlen zu jeweiligen entsprechenden Sensorarrays führt.
Eine weitere Anordnung gemäß dem Stand der Technik ist aus der EP-A-0 240 000 bekannt, die eine Vorrichtung zur Trennung elektromagnetischer Wellen offenbart. Ein projiziertes Bild wird in seine drei Farbkomponenten mit räumlicher und spektraler Präzision mittels eines trichromatischen Strahlteilers zerlegt, der aus dichroitischen Strahlteilerplatten besteht. Das so farbzerlegte Bild wird zu einem Fotosensor aus drei linearen Arrays geführt, welcher einen monolithischen Sensor mit drei parallelen Fotodioden umfaßt, die präzise beabstandet sind, um die farbzerlegten Bilder von dem Strahlteiler zu empfangen.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine preiswerte und sehr leistungsfähige Farb-Bildlesevorrichtung zu schaffen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Bildlesevorrichtung geschaffen, mit einem Mehrzeilensensor mit einer Vielzahl in einer ersten Richtung zeilenformiger und im wesentlichen einander paralleler eindimensionaler Sensorarrays, die auf einem Substrat in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind, wobei die unterschiedlichen Abstände zwischen den eindimensionalen Arrays auf eine zu der ersten Richtung senkrechte zweite Richtung bezogen sind; einem fokussierenden optischen System zur Fokussierung eines Objektes auf den Sensor; und einem im Strahlengang zwischen dem fokussierenden optischen System und dem Sensor angeordneten Blaze- Beugungsgitter zur Farbzerlegung des Lichts von dem Objekt in eine Vielzahl farbiger Lichtanteile und zur Lenkung der Lichtanteile zu entsprechenden Sensorarrays, und wobei die Bildlesevorrichtung einen Bildlesevorgang durch Abtastung eines Originalbildes in einer der ersten Richtung entsprechenden Hauptabtastrichtung und einer der zweiten Richtung entsprechenden Nebenabtastrichtung durchführt.
Genauer entsprechen im Fall eines Dreizeilensensors die Abstände von dem mittleren Sensorarray zu den zwei anderen Sensorarrays einem Trennabstand von dem mittleren Sensorarray auf dem Dreizeilensensor, die primär durch eine Wellenlänge bei einem maximalen Beugungswirkungsgrad des Beugungslichtes ±1.-Ordnung des eindimensionalen Blaze-Beugungsgitters bestimmt sind.
Das eindimensionale Blaze-Beugungsgitter kann von einer reflektierenden Bauart oder Strahlen durchlassenden Bauart sein.
Auf diese Weise ist die Einschränkung, die Zeilenabstände der Sensoren gleich und gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Bildelementgröße zu halten beseitigt, und eine preiswerte digitale zeilenweise abtastende Bildlesevorrichtung hoher Leistungsfähigkeit ist geschaffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 zeigt einen Aufbau eines monolithischen Dreizeilensensors,
Fig. 3 zeigt eine weitere Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 4 veranschaulicht einen Lesevorgang dreier Zeilen gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 5A zeigt einen Querschnitt der Nebenabtastrichtung bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5B zeigt eine teilweise vergrößerte Darstellung von Fig. 5A,
Fig. 6 zeigt eine Spektralverteilung der spektroskopisch getrennten Komponenten bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt der Nebenabtastrichtung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 8 zeigt eine Spektralverteilung der spektroskopisch getrennten Komponenten bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Farb-Bildlesevorrichtung der vorliegenden Erfindung. Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Nebenabtastrichtung, die senkrecht zu einem Querschnitt einer Hauptabtastrichtung ist. In Fig. 5 werden Bildinformationen eines Dokumentblattes 1 als einem Objekt in einer Nebenabtastrichtung (vertikale Richtung auf dem Blatt gemäß Fig. 5A) durch einen (nicht ge zeigten) zwischen dem Dokumentblatt 1 und einem fokussieren den optischen System 2 angeordneten Spiegel zeilenweise abgetastet, und das die Bildinformationen enthaltende Licht wird durch das fokussierende optische System 2 zu einem in drei Farben zerlegenden eindimensionalen Reflektions-Blaze-Beugungsgitter 3 gerichtet. Das die Information enthaltende Licht von einem Punkt (einer Zeile) auf dem Dokumentblatt 1 wird gemäß Fig. 5A bei dem sogenannten Farblesevorgang durch Reflektionsbeugung lateral in drei farbige (R, G, B) Lichtstrahlen 5, 6 und 7 zerlegt, und sie werden auf Sensorarrays oder Zeilensensoren 8, 9 und 10 auf einem monolithischen Dreizeilensensor 4 fokussiert. Das Dokumentblatt 1 und die Bildlesevorrichtung (fokussierendes optisches System 2, Beugungsgitter 3 und Sensor 4) werden in der Nebenabtastrichtung relativ zueinander bewegt, um aufeinanderfolgend die Bildinformationen auf dem Dokumentblatt 1 zu lesen.
Die Sensorarrays 8, 9 und 10 auf dem Sensor 4 erstrecken sich in der senkrecht zum Blatt von Fig. 5A verlaufenden Hauptabtastrichtung. Bei dem Sensor 4 handelt es sich um einen monolithischen Dreizeilensensor mit drei eindimensionalen Sensor arrays, die auf einem Substrat angeordnet sind, wobei die Arrays in einer Richtung (Hauptabtastrichtung), die senkrecht zu der Arrayrichtung verläuft, mit einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.
Das eindimensionale Blaze-Beugungsgitter 3 ist in einem Strahlengang zwischen dem fokussierenden optischen System 2 und dem Sensor 4 näher an dem Sensor 4 als an einer Austrittsöffnung des fokussierenden optischen Systems 2 angeordnet, um das Licht von dem Objekt in Farben zu zerlegen und das in Farben zerlegte Licht zu den entsprechenden Sensorarrays zu lenken.
Das Dokumentblatt 1 wird mittels einer (nicht gezeigten) Beleuchtungslichtquelle beleuchtet und die Bildinformationen werden durch die Bildlesevorrichtung gelesen.
Ein in drei Farben zerlegendes eindimensionales Blaze-Beugungsgitter ist aus den Applied Optics, Vol 17, Nr. 15, Seiten 2273 - 2279 (1. August 1978), bekannt und dessen Form ist in einer vergrößerten Darstellung in Fig. 5B gezeigt, die eine Schnittansicht in der Nebenabtastrichtung darstellt.
Bei dem in Fig. 5B dargestellten eindimensionalen Reflektions-Blaze-Beugungsgitter 3 sind Abstände 16 sowie 15 (wo das Licht getrennt und fokussiert ist) auf der Sensorebene 4 zwischen dem Licht 0.-Ordnung 6 und dem reflektierten, gebeugten und getrennten Licht ±1.-Ordnung 7 und 5 durch die folgende Gleichung gegeben:
Z = l x tan{sin&supmin;¹(± λ/p + sin θ&sub0;) - θ&sub0;} ... (1)
wobei λ eine Wellenlänge des zerlegten und fokussierten, die Informationen enthaltenden Lichtes ist, θ&sub0; ein Einfallswinkel auf das Blaze-Beugungsgitter 3 ist, p ein Gitterrasterabstand und l ein Abstand zwischen dem Gitter und der fotoempfindlichen Ebene entlang einer optischen Achse ist.
Wenn beispielsweise das Reflektions-Blaze-Beugungsgitter 3 stufenförmig ist und eine erste Stufe eine Höhe h&sub1; = 909 nm und eine zweite Stufe eine Höhe h&sub2; = 1818 nm hat, dann beträgt eine Mittenwellenlänge des Lichtes 0.-Ordnung λ&sub0; = 525 nm, die Wellenlänge des Beugungslichtes +1.-Ordnung beträgt λ&sbplus;&sub1;= 592 nm und die Wellenlänge des Beugungslichtes -1.-Ordnung beträgt λ&submin;&sub1; = 472 nm. Diese genügen der folgenden Formel.
λ = 2h&sub1; cos θ&sub0;/m = 2h&sub2; cos θ/2m ... (2)
wobei λ&sbplus;&sub1; durch m = 3-1/3, λ&submin;&sub1; durch m = 3+1/3 und λ&sub0; durch m = 3 berechnet wird (angenäherte Werte für λ±1).
Wenn der Gitterrasterabstand des Beugungsgitters p = 130 µm beträgt, der Abstand entlang der optischen Achse zwischen dem Gitter und der fotoerfassenden Ebene l = 45 mm beträgt und der Einfallswinkel θ&sub0; = 30º beträgt, dann ist Z λ&sbplus;&sub1; = 0,171 mm und Z λ&submin;&sub1; = -0,136 mm.
Das heißt, die Zeilenabstände 16 und 15 zwischen der Sensorzeile 9 (G) und den beiden anderen Zeilen des monolithischen Dreizeilensensors 4 sind zu 0,171 mm für das Licht + 1.-Ordnung ( λ&sbplus;&sub1;) (R) (das heißt, der Abstand 16 zur Zeile 10), und zu 0,136 mm für das Licht -1.-Ordnung ( λ&submin;&sub1;) (B) (das heißt, der Abstand 15 zur Zeile 8) gewählt, so daß der Dreizeilensensor 4 asymmetrische Zeilenabstände hat. Auf diese Weise ist eine wirksame Farb-Lesevorrichtung geschaffen, die die Notwendigkeit für den zuvor beschriebenen interpolierenden redundanten Speicher beseitigt.
Bei der Bestimmung der Mittelwellenlänge des Lichts der jeweiligen Ordnung beruhend auf der Beziehung zwischen den Gitterdicken h&sub1; und h&sub2; der Stufe und den Mittelwellenlängen des Lichts der jeweiligen Ordnung ist m bei dem obigen Beispiel auf 3 gesetzt, obwohl prinzipiell jede beliebige positive ganze Zahl gewählt werden kann. Jedoch ist m vorzugsweise nicht kleiner als 3, da es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wahrscheinlich ist, daß ein Mangel der Lichtintensität der R- und B-Komponenten entsprechend dem Beugungswirkungsgrad erster Ordnung auftritt. (Insbesondere wenn eine zur Abgabe von Strahlung eines schwarzen Körpers verwendete Lampe wie beispielsweise eine Halogenlampe als die Beleuchtungslichtquelle verwendet wird, tritt wahrscheinlich der Mangel der Lichtintensität der B-Komponente auf).
Wie zuvor beschrieben, hat die Farb-Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Dreizeilensensor mit drei eindimensionalen Sensorarrays, die auf einem Substrat angeordnet sind, wobei jedes Array um einen vorbestimmten Abstand in Richtung einer zur Arrayrichtung senkrechten Richtung beabstandet ist, ein fokussierendes optisches System zur Fokus sierung eines Bildes eines Objektes auf den Sensor, und ein in einem Strahlengang zwischen dem fokussierenden optischen System und dem Sensor näher an dem Sensor als an einer Austrittsöffnung des fokussierenden optischen Systems angeordnetes eindimensionales Blaze-Beugungsgitter zur spektroskopischen Zerlegung von Licht von dem Objekt durch einen Beugungseffekt, um eine Farbzerlegung in drei Farben senkrecht zu dem Array durchzuführen und das farbzerlegte Licht zu den entsprechenden Sensorarrays zu richten. Abstände von einem mittleren Sensorarray des Dreizeilensensors zu zwei anderen Sensorzeilen sind voneinander unterschiedlich.
Ferner entsprechen die Abstände von dem mittleren Sensorarray zu den beiden anderen Sensorarrays Trennabständen von dem mittleren Sensorarray auf einen Dreizeilensensor, die primär durch eine Wellenlänge bei einem maximalen Beugungswirkungsgrad des Beugungslichts ±1.-Ordnung des eindimensionalen Blaze-Beugungsgitters bestimmt sind.
Fig. 6 zeigt eine Spektralverteilung der spektroskopisch zerlegten Komponenten, wenn das eindimensionale Reflektions- Blaze-Beugungsgitter 3 des vorliegenden Ausführungsbeispiels und eine Halogenlampe verwendet sind.
Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Farb-Bildlesevorrichtung der vorliegenden Erfindung. Es zeigt eine Schnittansicht in Nebenabtastrichtung. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das eindimensionale Reflektions-Blaze-Beugungsgitter 3 zur Erzielung des in drei Farben zerlegenden Effekts verwendet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine ähnliche Wirkung durch ein eindimensionales lichtdurchlässiges Blaze-Beugungsgitter 3' erzielt.
Ähnliche Bezugszeichen wie jene in Fig. 5A, 5B gezeigte bezeichnen ähnliche funktionale Elemente oder Beugungslicht. Die Sensorebene des Sensors 4 ist parallel zur Zeilenabtastrichtung (Nebenabtastrichtung).
Gemäß der Darstellung in Fig. 6 ist, wo ein Beugungsgitter 23 senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems angeordnet ist, eine Beziehung zwischen den Mittelwellenlängen der jeweiligen Ordnung von Beugungslicht und den Formen des abgestuften bzw. stufigen Gitters durch
λ = (nλ - 1) h&sub1;/m = (nλ - 1) h&sub2;/2m ... (3)
gegeben, wobei die Formelzeichen dieselben wie die für das erste Ausführungsbeispiel verwendeten sind, λ&sub0; durch m = 3, λ&sbplus;&sub1; durch m = 3-1/3 und λ&submin;&sub1; durch m = 3+1/3 bestimmt ist, nλ ein Brechungsindex des Gitters 23 ist, und die Formel angenäherte Werte für λ±1 angibt.
Wenn die Mittelwellenlänge des Beugungslichtes 0.-Ordnung die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels sein soll, das heißt λ&sub0; = 525 nm und n 1,5, dann ist h&sub1; = 3150 nm, h&sub2; = 6300 nm.
Aus der Formel (3) ergibt sich λ&sub0; = 525 nm, λ&sbplus;&sub1; = 591 nm und λ&submin;&sub1; = 473 nm. Somit sind die Mittelwellenlängen des Beugungslichts G, R und B im wesentlichen die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel Für das lichtdurchlässige Beugungsgitter 23 ergeben sich für die Abstände 16 und 15 in der Sensorebene 4, wobei zwischen dem Gitter und der Fotosen sorebene entlang der optischen Achse ein Abstand l vorhanden ist, zu
Z = l x tan{sin&supmin;¹(± λ/p)} ... (4)
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ergibt sich, wenn der Gitterrasterabstand p = 0,18 mm und der Gitter-Fotosensorebenenabstand l entlang der optischen Achse 1 = 45 mm ist, Z λ&sbplus;&sub1; = 0,148 mm und Z λ&submin;&sub1; = -0,118 mm.
Somit sind die Zeilenabstände 16 und 15 zwischen der Sensorzeile 9 (G) und den beiden anderen Zeilen des monolithischen Dreizeilensensors 4 zu 0,148 mm für das Licht +1.- Ordnung (λ&sbplus;&sub1;) (R) (das heißt, der Abstand 16 zur Zeile 10), und 0,118 mm für das Licht -1.-Ordnung (λ&submin;&sub1;) (B) (das heißt, der Abstand 15 zur Zeile 8) gegeben, so daß der Dreizeilensensor 4 asymmetrische Zeilenabstände hat. Auf diese Weise wird ein ähnlicher Effekt wie der bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt.
Bei dem eindimensionalen lichtdurchlässigen Blaze-Beugungsgitter 3' sind die Gitterdicken h&sub1; sowie h&sub2; größer als jene bei dem Reflektions-Beugungsgitter 3, demzufolge ist die Einfachheit der Herstellung des Gitters vermindert, da jedoch die optische Achse gerade beibehalten werden kann, ist das optische System vereinfacht.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die G-Komponente mit Licht von λ&sub0; = 525 nm als die Beugungslichtkomponente 6 0.-Ordnung verwendet. Im allgemeinen kann Licht der B-Komponente als Beugungslichtkomponente 0.-Ordnung, bei der es wahrscheinlich ist, daß sie eine geringe Lichtintensität hat, verwendet werden, um den Lichtintensitätsmangel zu kompensieren.
Wenn beispielsweise bei dem eindimensionalen Reflektions- Blaze-Beugungsgitter 3 der Gitterrasterabstand P und der Einfaliswinkel θ&sub0; die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, und bei dem stufigen Gitter die Gitterdicken h&sub1; = 831 nm und h&sub2; = 1662 nm verwendet sind, sind die Mittelwellenlängen des Beugungslichts der jeweiligen Ordnung durch die Formel (2) wie folgt bestimmt.
λ&sub0; = 480 nm, λ&submin;&sub1; = 540 nm und λ&sbplus;&sub1; = 617 nm
(wobei λ&sub0; durch m 3, λ&submin;&sub1; durch m 3-1/3 und λ&sbplus;&sub1; durch 3-2/3 bestimmt ist)
Eine Spektralverteilung der spektroskopisch zerlegten Komponenten im Fall der Verwendung einer Halogenlampe als Lichtquelle ist in Fig. 8 dargestellt. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wird Licht der B-Komponente, das im Vergleich zur Spektralverteilung gemäß Fig. 6 höchstwahrscheinlich nur eine unzureichende Intensität hat, kompensiert.
Die Zeilenabstände des Sensors sind durch die Formel (1) bestimmt. Der Abstand zu der Sensorzeile 9 (B) beträgt für Licht -1.-Ordnung (λ&submin;&sub1;) (G) (das heißt, der Abstand 15 zur Zeile 8) 0,156 mm und für das Licht +1.-Ordnung (λ&sbplus;&sub1;) (R) (das heißt, der Abstand 16 zur Zeile 10) 0,178 mm.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist der Dreizeilensensor mit der Sensorzeile für Licht -1.-Ordnung (B), der Sensorzeile für Licht 0.-Ordnung (G) und der Sensorzeile für Licht +1.-Ordnung (R) verwendet, und der Dreizeilensensor mit der Sensorzeile für Licht -1.-Ordnung (G), der Sensorzeile für Licht 0.-Ordnung (B) und der Sensorzeile für Licht +l.-Ord nung (R) verwendet, obwohl andere Kombinationen verwendbar sind. In jedem Fall sind die Abstände von dem mittleren Sensorarray des Dreizeilensensors zu den beiden anderen Sensorarrays voneinander unterschiedlich.
Wie vorstehend beschrieben ist gemäß der Farb-Bildlesevorrichtung der vorliegenden Erfindung, die die Bildinformationen aufgrund der Zeilenabtastung liest, der monolithische Dreizeilensensor parallel zur Zeilenabtastrichtung (Nebenabtast-Querschnittsrichtung) angeordnet und das in Farben zerlegende eindimensionale Blaze-Beugungsgitter ist zwischen dem fokussierenden optischen System und der Sensorebene angebracht, um das Licht in drei Farbkomponenten zu zerlegen. Die Lichtstrahlen werden getrennt und auf die entsprechenden Zei lensensoren fokussiert, um das Bild farbweise zu lesen. Die Abstände zwischen der mittleren Zeile und den beiden anderen Zeilen sind asymmetrisch, wie durch die Gitterkonfiguration des eindimensionalen Blaze-Beugungsgitters und die Anordnungsbedingung bestimmt. Als Ergebnis wird ein hochqualitatives Farblesen ohne den Redundanz-Zeilenspeicher, der bei dem herkömmlichen 3-Zeilenlesevorgang zur Interpolation der Zeilen erforderlich ist, erzielt.
Die vorliegende Erfindung unterdrückt ebenfalls im Prinzip die Farbverschiebung aufgrund der mechanischen Schwingung durch den Abtastlesevorgang, deren Auftreten bei dem herkömmlichen 3-Zeilenlesevorgang wahrscheinlich ist.
Eine Bildlesevorrichtung umfaßt einen monolithischen Dreizeilensensor mit drei eindimensionalen Sensorarrays wie beispielsweise Festkörper-Bildaufnahmeeinrichtungen, die auf einem Substrat angeordnet sind, wobei jedes Array um einen vorbestimmten Abstand entlang einer zu der Arrayrichtung senkrechten Richtung beabstandet ist, ein fokussierendes optisches System zur Fokussierung eines Bildes eines Objektes auf den Sensor, und ein eindimensionales Blaze-Beugungsgitter, das im Strahlengang zwischen dem fokussierenden optischen System und dem Sensor näher an dem Sensor als an einer Austrittsöffnung des fokussierenden optischen Systems zur spektroskopischen Zerlegung von Licht von einem Punkt auf dem Objekt durch einen Beugungseffekt angeordnet ist, um bei diesem eine Farbzerlegung in drei Farben senkrecht zu dem Array durchzuführen und das in Farben zerlegte Licht zu den ent sprechenden Sensorarrays zu richten. Abstände von einem mittleren Sensorarray des Dreizeilensensors zu den beiden anderen Sensorzeilen sind voneinander unterschiedlich.

Claims

1. Eine Bildlesevorrichtung mit

einem Mehrzeilensensor mit einer Vielzahl in einer ersten Richtung zeilenförmiger und im wesentlichen einander paralle 1er eindimensionaler Sensorarrays (8, 9, 10) , die auf einem Substrat (4) in unterschiedlichen Abständen angeordnet sind, wobei die unterschiedlichen Abstände zwischen den eindimensionalen Arrays auf eine zu der ersten Richtung senkrechte zweite Richtung bezogen sind;

einem fokussierenden optischen System (2) zur Fokussierung eines Objektes auf den Sensor; und

ein im Strahlengang zwischen dem fokussierenden optischen System (2) und dem Sensor (4, 8, 9, 10) angeordnetes Blaze-Beugungsgitter (3) zur Farbzerlegung des Lichts von dem Objekt in eine Vielzahl farbiger Lichtanteile (5, 6, 7) und zur Lenkung der Lichtanteile zu entsprechenden Sensorarrays (8, 9, 10), und wobei

die Bildlesevorrichtung einen Bildlesevorgang durch Abtastung eines Originalbildes in einer der ersten Richtung ent sprechenden Hauptabtastrichtung und einer der zweiten Richtung entsprechenden Nebenabtastrichtung durchführt.

2. Eine Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mehrzeilensensor ein monolithischer 3-Zeilen-Sensor mit drei eindimensionalen Sensorarrays ist, die mit vorbestimmten Abständen dazwischen in einer zur Arrayrichtung des Sensorarrays senkrechten Richtung angeordnet sind.

3. Eine Bildlesevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abstände von einem mittleren Sensorarray des 3-Zeilen- Sensors zu den beiden anderen Sensorarrays unterschiedlich sind.

4. Eine Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Blaze-Beugungsgitter näher an dem Sensor als an einer Austrittsöffnung des fokussierenden optischen Systems angeordnet ist.

5. Eine Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Blaze-Beugungsgitter um ein eindimensionales Blaze-Beugungsgitter handelt.

6. Eine Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Blaze-Beugungsgitter um ein Reflektions- Blaze-Beugungsgitter handelt.