JP2002199160A - Color image pickup device and image reader - Google Patents

Color image pickup device and image reader

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JP2002199160A
JP2002199160A JP2000398167A JP2000398167A JP2002199160A JP 2002199160 A JP2002199160 A JP 2002199160A JP 2000398167 A JP2000398167 A JP 2000398167A JP 2000398167 A JP2000398167 A JP 2000398167A JP 2002199160 A JP2002199160 A JP 2002199160A
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JP
Japan
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light
image pickup
line
element row
color
Prior art date
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Application number
JP2000398167A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Saito
斉藤  均
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color image pickup device which has expanded receivable wavelength region and has a high sensitivity. SOLUTION: Light from a document 2 which has passed a condenser lens 23 is separated into spectral components of three colors R, G, and B by a diffraction grating 421 of a spectroscopic means 42. Separated spectral components are condensed in specific wavelength regions by a light condensing means 41. A condensed light is received by an R line 51, a G line 52, and B line 53, which are arranged in an imaging device part 50 and are imaging device arrays of colors corresponding to respective wavelength regions. Since the light-condensing means 41 is arranged, wavelength components which have been conventionally discarded can be made incident on respective lines of a line sensor 40. Therefore, the receivable wavelength region is expanded to improve the sensitivity. Light from the document is separated into spectral components by the diffraction grating 421, and they are simultaneously made incident on the R line 51, the G line 52, and the B line 53.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー撮像装置お
よび画像読み取り装置に関する。
The present invention relates to a color image pickup device and an image reading device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、画像読み取り装置などに用い
られるラインセンサの場合、撮像素子を直線上に配列し
た撮像素子部により原稿を1ラインごと読み取ってい
る。撮像素子は原稿から入射される光の強弱を検出する
ため、原稿の濃淡しか読み取ることができない。そこ
で、カラー画像を読み取る場合、撮像素子部を例えば3
列配置し、各撮像素子部によりそれぞれ赤色(以下、
R)、緑色(以下、G)または青色(以下、B)の光を
受光している。そして、受光した光に対応する情報を組
み合わせることにより、カラー画像を得ている。原稿か
らの光をR、GまたはBの各成分に分解する方法とし
て、一般に撮像素子部の受光面側にカラーフィルタを配
設し、各撮像素子部ごとに異なる色の光を受光する方法
が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of a line sensor used in an image reading apparatus or the like, a document is read line by line by an image pickup device section in which image pickup devices are arranged in a straight line. Since the image sensor detects the intensity of light incident from the document, it can read only the density of the document. Therefore, when reading a color image, the imaging element unit is set to, for example, 3
It is arranged in a row, and is red (hereinafter, referred to as
R), green (hereinafter, G) or blue (hereinafter, B) light is received. Then, a color image is obtained by combining information corresponding to the received light. As a method of decomposing light from a document into respective components of R, G or B, generally, a method of arranging a color filter on a light receiving surface side of an image sensor unit and receiving light of a different color for each image sensor unit is known. Has been adopted.

【0003】一方、撮像素子部は、各列ごとにシフトレ
ジスタなどの電子回路を配設する必要があるため、各素
子列は副走査方向に相互に所定の間隔で配置されてい
る。その結果、カラー撮像装置のRの光を受光するR素
子列、Gの光を受光するG素子列、ならびにBの光を受
光するB素子列は、それぞれ原稿の異なる位置の情報を
同時に読み取ることになる。したがって、各素子列で受
光した光の情報を原稿の同一の位置の情報として取得す
るには、各素子列から出力される情報に対し位置補正を
する必要がある。
On the other hand, in the image pickup device section, it is necessary to arrange an electronic circuit such as a shift register for each column. Therefore, the respective device columns are arranged at a predetermined interval in the sub-scanning direction. As a result, the R element row for receiving R light, the G element row for receiving G light, and the B element row for receiving B light of the color image pickup apparatus can simultaneously read information at different positions on the document. become. Therefore, in order to acquire the information of the light received by each element row as the information of the same position on the document, it is necessary to correct the position of the information output from each element row.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、例えば特開平
2−205169号公報に開示されている発明では、図
6に示すように、プリズムや回折格子などの分光手段9
0を用いて光を分解し、分解した光を撮像装置100の
3本の素子列110、120、130へ入射させる構成
が公知である。これにより、同一の位置の情報を同時に
各色の情報として取得することが可能となる。この場
合、素子列110、120、130には分光されたR、
GまたはBの光が入射するため、カラーフィルタが不要
である。
Therefore, for example, in the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205169, as shown in FIG.
A configuration is known in which light is decomposed using 0, and the decomposed light is incident on three element rows 110, 120, and 130 of the imaging device 100. This makes it possible to simultaneously acquire information on the same position as information on each color. In this case, the separated R,
Since G or B light is incident, a color filter is unnecessary.

【0005】しかしながら、特開平2−205169号
公報に開示されているように、分光手段90を用いて光
を分解すると、次のような問題が生じる。撮像装置10
0の素子列110、120、130は所定の間隔で配置
されているため、素子列110、120、130は分光
された光のうち一部の波長領域の光しか受光することが
できない。すなわち、素子列110、120、130は
相互に所定の間隔で配置されているため、素子列11
0、120、130が受光可能な光の波長領域は、図6
に示すように撮像素子の受光面の幅に対応する波長に限
られる。その結果、素子列110、120、130は撮
像素子がない部分に対応する波長を受光することができ
ない。
[0005] However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205169, the following problem arises when light is decomposed using the spectral means 90. Imaging device 10
Since the element rows 110, 120, and 130 of 0 are arranged at a predetermined interval, the element rows 110, 120, and 130 can receive only light in a part of the wavelength region of the split light. That is, since the element rows 110, 120, and 130 are arranged at a predetermined interval from each other, the element row 11
The wavelength range of light that can be received by 0, 120, and 130 is shown in FIG.
As shown in (1), the wavelength is limited to the wavelength corresponding to the width of the light receiving surface of the image sensor. As a result, the element rows 110, 120, and 130 cannot receive a wavelength corresponding to a portion where there is no imaging element.

【0006】したがって、撮像装置100へ入射した光
の一部を廃棄することになり、入射した光を情報として
有効に利用することができない。また、入射する光の量
が低下するため、撮像装置100の感度が低下する。
Therefore, a part of the light incident on the imaging device 100 is discarded, and the incident light cannot be effectively used as information. In addition, since the amount of incident light decreases, the sensitivity of the imaging device 100 decreases.

【0007】そこで、本発明の目的は、受光可能な波長
領域が拡大され、感度の高いカラー撮像装置を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、製造コストが
低減されるカラー撮像装置を提供することにある。さら
に、本発明の他の目的は、位置補正が不要であり読み取
られる画像の画質が向上される画像読み取り装置を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a color image pickup device having a high sensitivity in which the wavelength range in which light can be received is expanded. It is another object of the present invention to provide a color imaging device in which manufacturing costs are reduced. Still another object of the present invention is to provide an image reading apparatus that does not require position correction and improves the quality of a read image.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
カラー撮像装置によると、分光手段と撮像手段との間に
集光手段を備えている。集光手段は、分光手段で分光さ
れた光のうち、所定の波長領域の光を集光し、撮像手段
へ入射させる。これにより、本来は廃棄される光を撮像
手段へ集光することができる。また、撮像手段へ入射さ
れる光が集光されることにより、撮像手段が受光する光
の波長領域が拡大し、撮像手段の感度を向上することが
できる。さらに、集光手段の特性を調整することによ
り、分光特性を容易に調整することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a color image pickup apparatus including a light condensing means between the spectral means and the image pickup means. The light condensing means condenses light in a predetermined wavelength region out of the light separated by the light separating means and makes the light incident on the imaging means. Thus, the light that is originally discarded can be collected on the imaging unit. In addition, by condensing the light incident on the imaging unit, the wavelength region of the light received by the imaging unit is expanded, and the sensitivity of the imaging unit can be improved. Further, the spectral characteristics can be easily adjusted by adjusting the characteristics of the light collecting means.

【0009】本発明の請求項2記載のカラー撮像装置ま
たは請求項10記載の画像読み取り装置によると、撮像
手段は3列の撮像素子部を有している。3列の撮像素子
部ごとに異なる波長領域の光を受光するように設定する
ことで、カラー画像を取得することができる。
According to the color image pickup device of the present invention or the image reading device of the present invention, the image pickup means has three rows of image pickup device sections. A color image can be obtained by setting so that light in different wavelength regions is received for each of the three rows of image sensor units.

【0010】本発明の請求項3記載のカラー撮像装置ま
たは請求項11記載の画像読み取り装置によると、撮像
手段の3列の撮像素子部は受光する波長領域に応じて第
1素子列、第2素子列および第3素子列からなる。した
がって、異なる色の光を受光することができる。
According to the color image pickup apparatus of the present invention, the three rows of image pickup device sections of the image pickup means are provided with the first element line and the second element line according to the wavelength region to receive light. It comprises an element row and a third element row. Therefore, light of different colors can be received.

【0011】本発明の請求項4記載のカラー撮像装置に
よると、分光手段は回折格子を有している。回折格子
は、撮像素子の受光面側に容易に形成することができる
ので、低コストかつ容易に撮像手段に入射する光を分光
することができる。
According to the color imaging apparatus of the present invention, the spectral means has a diffraction grating. Since the diffraction grating can be easily formed on the light receiving surface side of the image sensor, the light incident on the image pickup means can be easily separated at low cost.

【0012】本発明の請求項5記載のカラー撮像装置に
よると、分光手段、集光手段および撮像素子部は一体に
形成されている。そのため、例えば撮像素子部の形成時
に透明部材層、集光手段、透明部材層および分光手段を
順に積層することにより容易にカラー撮像装置を形成す
ることができる。したがって、カラー撮像装置の製造コ
ストを低減することができる。
According to the color image pickup apparatus of the present invention, the spectral means, the light condensing means and the image pickup device are integrally formed. Therefore, for example, a color imaging device can be easily formed by sequentially stacking the transparent member layer, the light condensing unit, the transparent member layer, and the spectral unit when forming the imaging element unit. Therefore, the manufacturing cost of the color imaging device can be reduced.

【0013】本発明の請求項6記載のカラー撮像装置に
よると、第1素子列から第3素子列までの距離は、第1
素子列に入射する光の明線間の距離よりも小さくなるよ
うに設定されている。当該距離が第1素子列に入射する
光の明線間の距離よりも大きくなると、例えば第1素子
列に入射する光の明線の位置に第3素子列が位置する場
合がある。すなわち、上記のように当該距離を設定する
ことにより、異なる色の光の混合が防止され、よりシャ
ープな光を読み取ることができる。なお、本明細書中で
いう明線とは、回折格子を通過した光の干渉によって生
じるスペクトルのうち同一色の光のスペクトルを意味す
る。
According to the color imaging apparatus of the present invention, the distance from the first element row to the third element row is the first distance.
The distance is set so as to be smaller than the distance between bright lines of light incident on the element rows. If the distance is larger than the distance between the bright lines of the light incident on the first element row, for example, the third element row may be located at the position of the bright line of the light incident on the first element row. That is, by setting the distance as described above, mixing of lights of different colors is prevented, and sharper light can be read. Note that a bright line in the present specification means a spectrum of light of the same color among spectra generated by interference of light passing through a diffraction grating.

【0014】本発明の請求項7記載のカラー撮像装置に
よると、第3素子列側の近傍に反射部材をさらに備えて
いる。回折格子に入射した光は、入射する光の光軸を対
称軸として明線が生じる。そのため、反射部材を配設す
ることにより、対称軸を中心として撮像手段とは反対側
に生じる明線の成分を撮像手段へ入射させることができ
る。したがって、撮像手段へ入射する光の量が増大し、
感度を向上することができる。
According to the color image pickup apparatus of the present invention, a reflection member is further provided near the third element row. The light incident on the diffraction grating forms a bright line with the optical axis of the incident light as a symmetry axis. Therefore, by disposing the reflecting member, it is possible to make the bright line component generated on the opposite side of the imaging unit with respect to the symmetry axis as the center to the imaging unit. Therefore, the amount of light incident on the imaging means increases,
Sensitivity can be improved.

【0015】本発明の請求項8記載の画像読み取り装置
によると、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載
のカラー撮像装置を備えている。カラー撮像装置は、分
光手段により原稿からの光を分光するため、原稿の同一
の位置における各色の情報を同時に取得することができ
る。したがって、位置補正が不要となり、画質を向上す
ることができる。
According to an image reading apparatus according to an eighth aspect of the present invention, there is provided the color image pickup apparatus according to any one of the first to seventh aspects. The color imaging apparatus separates the light from the document by the spectroscopic means, so that it is possible to simultaneously acquire information of each color at the same position on the document. Therefore, position correction becomes unnecessary, and image quality can be improved.

【0016】本発明の請求項9記載の画像読み取り装置
によると、プリズムを備えている。原稿からの光はプリ
ズムにより分光され、撮像手段へ入射される。集光手段
は、プリズムで分光された光のうち、特定の波長領域の
光を集光し、撮像手段へ入射させる。これにより、本来
は廃棄される光を撮像手段へ集光することができる。ま
た、撮像手段へ入射される光を集光されることにより、
撮像手段が受光する光の波長領域が拡大し、撮像手段の
感度を向上することができる。さらに、集光手段の特性
を調整することにより、分光特性を容易に調整すること
ができる。また、撮像手段は、プリズムにより原稿から
の光を分光するため、原稿の同一の位置における各色の
情報を同時に取得することができる。したがって、位置
補正が不要となり、画質を向上することができる。
According to the image reading apparatus of the ninth aspect of the present invention, the image reading apparatus includes a prism. Light from the document is split by the prism and is incident on the imaging means. The light condensing means condenses light in a specific wavelength region out of the light split by the prism and makes the light incident on the imaging means. Thus, the light that is originally discarded can be collected on the imaging unit. Also, by collecting the light incident on the imaging means,
The wavelength range of the light received by the imaging unit is expanded, and the sensitivity of the imaging unit can be improved. Further, the spectral characteristics can be easily adjusted by adjusting the characteristics of the light collecting means. In addition, since the imaging unit separates the light from the document using the prism, it is possible to simultaneously acquire information of each color at the same position of the document. Therefore, position correction becomes unnecessary, and image quality can be improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例による画像読み取り
装置を適用したフラットベッド型のスキャナを図2に示
す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention; (First Embodiment) FIG. 2 shows a flatbed type scanner to which an image reading apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.

【0018】図2に示すように、スキャナ1は箱形の本
体の内部にキャリッジ20を備えている。この本体の上
方に原稿台11が設けられている。本体の内部には、駆
動手段12により原稿台11に対して平行な副走査方向
へ往復移動可能なキャリッジ20が設けられている。原
稿台11の上方に原稿2が載置される。キャリッジ20
には、光源21、ミラー22、集光レンズ23およびカ
ラー撮像装置としてのラインセンサ40が搭載されてい
る。ミラー22は、ラインセンサ40に集光される光を
反射し、光路長を長くするために設けられている。集光
レンズ23は、光を集光しラインセンサ40に入射させ
る。
As shown in FIG. 2, the scanner 1 has a carriage 20 inside a box-shaped main body. A document table 11 is provided above the main body. Inside the main body, there is provided a carriage 20 that can reciprocate in a sub-scanning direction parallel to the document table 11 by the driving unit 12. The document 2 is placed above the platen 11. Carriage 20
Is mounted with a light source 21, a mirror 22, a condenser lens 23, and a line sensor 40 as a color imaging device. The mirror 22 is provided to reflect the light condensed on the line sensor 40 and increase the optical path length. The condenser lens 23 collects light and makes the light incident on the line sensor 40.

【0019】光源21は、キャリッジ20の移動方向に
対し垂直に設けられ、蛍光ランプなどが用いられる。光
源21から照射された光は、例えば紙などの原稿2の表
面で反射し、ラインセンサ40へ入射される。本体の内
部には処理部30が搭載されている。処理部30は、C
PU(Central Processing Unit)31、A/D変換部
32、RAM(Random Access Memory)33、ROM
(Read Only Memory)34、ならびに画像データ作成部
35から構成されている。CPU31は、駆動手段12
によるキャリッジ20の移動制御、光源21の点滅の制
御、ならびに画像データ作成部35で作成される画像デ
ータの処理などスキャナ1全体の制御を行う。A/D変
換部32は、ラインセンサ40から出力されたアナログ
の電気信号をデジタルの電気信号へ変換する。RAM3
3は、デジタルの電気信号から作成されるデジタルデー
タ、あるいはデジタルデータに基づいて画像データ作成
部35で作成される画像データなどを一時的に格納す
る。ROM34にはCPU31によりスキャナ1の各部
を制御するためのコンピュータプログラムが格納されて
いる。
The light source 21 is provided perpendicular to the moving direction of the carriage 20, and a fluorescent lamp or the like is used. Light emitted from the light source 21 is reflected on the surface of the document 2 such as paper, for example, and is incident on the line sensor 40. The processing unit 30 is mounted inside the main body. The processing unit 30
PU (Central Processing Unit) 31, A / D converter 32, RAM (Random Access Memory) 33, ROM
(Read Only Memory) 34 and an image data creation unit 35. The CPU 31 controls the driving unit 12
Controls the movement of the carriage 20, controls the blinking of the light source 21, and controls the entire scanner 1, such as processing of image data created by the image data creation unit 35. The A / D converter 32 converts an analog electric signal output from the line sensor 40 into a digital electric signal. RAM3
Reference numeral 3 temporarily stores digital data created from digital electric signals or image data created by the image data creating unit 35 based on the digital data. The ROM 34 stores a computer program for controlling each unit of the scanner 1 by the CPU 31.

【0020】画像データ作成部35は、図示しないシェ
ーディング補正部、ガンマ補正部、ならびにその他の補
正部から構成されている。シェーディング補正部は、A
/D変換部32から出力されたデジタルの電気信号を、
読み取り開始前に図示しない白基準を読み取ることで得
た補正データを用いて、ラインセンサ40の素子ごとの
感度のばらつき、または光源21の主走査方向の光量の
ばらつきを補正する。ガンマ補正部では、所定のガンマ
関数によりガンマ補正が行われ、シェーディング補正さ
れたデジタルの電気信号をデジタルデータに変換する。
その他の補正部では、色補正、エッジ強調および領域拡
大/縮小などの諸変換を実施する。これらの処理により
ラインセンサ40から出力されたデジタルの電気信号は
デジタルの画像データとして作成される。画像データ作
成部35で作成されたデジタルの画像データは、本体に
設けられているインターフェイス13から外部に接続さ
れている例えばパーソナルコンピュータ(以下、パーソ
ナルコンピュータを「パソコン」という。)3などの処
理装置へ出力される。
The image data creation section 35 is composed of a shading correction section, a gamma correction section, and other correction sections (not shown). The shading correction unit is A
The digital electric signal output from the / D conversion unit 32 is
Using the correction data obtained by reading a white reference (not shown) before the start of reading, variations in the sensitivity of each element of the line sensor 40 or variations in the light amount of the light source 21 in the main scanning direction are corrected. The gamma correction unit performs gamma correction using a predetermined gamma function, and converts a digital electric signal subjected to shading correction into digital data.
Other correction units perform various conversions such as color correction, edge enhancement, and area enlargement / reduction. Through these processes, a digital electric signal output from the line sensor 40 is created as digital image data. The digital image data created by the image data creation unit 35 is processed by a processing device such as a personal computer (hereinafter referred to as a “personal computer”) 3 externally connected through an interface 13 provided in the main body. Output to

【0021】次に、ラインセンサ40について詳細に説
明する。ラインセンサ40は、図1に示すように撮像素
子部50、集光手段41および分光手段42から構成さ
れている。撮像素子部50は入射する光の波長領域に応
じて3列配置されている。撮像素子部50は、波長が長
い方から短い方へ第1素子列としてのRライン51、第
2素子列としてのGライン52および第3素子列として
のBライン53となっている。Rライン51は、可視光
線のうち波長が長い領域の光すなわち赤色の光を受光す
る。Gライン52は波長が中間的な領域すなわち緑色の
光を受光する。Bライン53は可視光線のうち波長が短
い領域すなわち青色の光を受光する。撮像素子部50の
各ライン51〜53は、図3に示すようにそれぞれ撮像
素子が主走査方向へ直線的に配置されている複数の撮像
素子列511、521、531を有している。
Next, the line sensor 40 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the line sensor 40 includes an imaging element unit 50, a light condensing unit 41, and a spectral unit 42. The imaging element units 50 are arranged in three rows according to the wavelength region of the incident light. The imaging element unit 50 has an R line 51 as a first element line, a G line 52 as a second element line, and a B line 53 as a third element line, in order of wavelength from longer to shorter. The R line 51 receives light in a long wavelength region of visible light, that is, red light. The G line 52 receives a region having an intermediate wavelength, that is, green light. The B line 53 receives a region having a short wavelength of visible light, that is, blue light. Each of the lines 51 to 53 of the image sensor unit 50 has a plurality of image sensor rows 511, 521, and 531 in which the image sensors are linearly arranged in the main scanning direction as shown in FIG.

【0022】Rライン51、Gライン52およびBライ
ン53は、それぞれ等間隔に配置されている。本実施例
の場合、各ラインの間隔は、撮像素子列の幅である8μ
mよりも大きな64μmの間隔で配置されている。ま
た、Rライン51からBライン53までの距離は、分光
手段42の回折格子421を通過することによって生じ
る赤色の光の明線間の距離よりも小さくなるように設定
されている。Rライン51、Gライン52およびBライ
ン53には、それぞれ転送ゲート512、522、53
2およびシフトレジスタ513、523、533が配設
されている。各ライン51〜53を構成する撮像素子に
蓄えられた電荷は、所定のタイミングで転送ゲート51
2、522、532を経由してシフトレジスタ513、
523、533へ放出される。
The R line 51, the G line 52 and the B line 53 are respectively arranged at equal intervals. In the case of the present embodiment, the interval between the lines is 8 μm, which is the width of the image sensor row.
They are arranged at intervals of 64 μm larger than m. Further, the distance from the R line 51 to the B line 53 is set to be smaller than the distance between bright lines of red light generated by passing through the diffraction grating 421 of the spectral unit 42. Transfer gates 512, 522, and 53 are provided on the R line 51, the G line 52, and the B line 53, respectively.
2 and shift registers 513, 523, 533 are provided. The electric charge stored in the image pickup device constituting each of the lines 51 to 53 is transferred to the transfer gate 51 at a predetermined timing.
2, 522 and 532, the shift register 513,
523, 533.

【0023】集光手段41は撮像素子部50の光入射側
すなわち分光手段42の光射出側に配設されている。集
光手段41としては、例えば中心から周辺部にかけて放
物線状の屈折率の分布を有する台形状のロッドレンズな
どが用いられる。集光手段41の光入射側には、分光手
段42が配設されている。分光手段42には回折格子4
21が形成されている。回折格子421は、図1に示す
ように集光レンズ23から入射する光の光軸上に配設さ
れている。
The light condensing means 41 is arranged on the light incident side of the image pickup device section 50, that is, on the light emitting side of the spectral means 42. As the light condensing means 41, for example, a trapezoidal rod lens having a parabolic refractive index distribution from the center to the periphery is used. On the light incident side of the light condensing means 41, a light separating means 42 is provided. The diffraction means 4 includes the diffraction grating 4.
21 are formed. The diffraction grating 421 is disposed on the optical axis of light incident from the condenser lens 23 as shown in FIG.

【0024】撮像素子部50と集光手段41との間なら
びに集光手段41と分光手段42との間は、透明な材料
からなる透明部材層43、44が形成されている。透明
部材層43、44としては、例えばアクリル樹脂などの
樹脂あるいは光学ガラスなどが用いられる。回折格子4
21は、例えば透明部材層44の表面に蒸着された金属
膜の一部に所定の間隔のスリットを作成することにより
形成される。本実施例の場合、スリットの間隔を10μ
mとしている。
Transparent member layers 43 and 44 made of a transparent material are formed between the image pickup device section 50 and the light collecting means 41 and between the light collecting means 41 and the light separating means 42. As the transparent member layers 43 and 44, for example, resin such as acrylic resin or optical glass is used. Diffraction grating 4
21 is formed, for example, by forming slits at predetermined intervals in a part of the metal film deposited on the surface of the transparent member layer 44. In the case of this embodiment, the interval between the slits is 10 μm.
m.

【0025】上記の構成のラインセンサ40は、撮像素
子部50が形成される回路基板45に透明部材層43、
集光手段41、透明部材層44および分光手段42の蒸
着膜を積層することにより一体に形成されている。蒸着
膜を積層する際、スリットが形成され回折格子421が
形成される。
The line sensor 40 having the above-described configuration includes a transparent member layer 43 and a circuit board 45 on which the image pickup device unit 50 is formed.
The light collecting means 41, the transparent member layer 44, and the vapor deposition film of the light separating means 42 are integrally formed by laminating the deposited films. When stacking the deposition films, a slit is formed and a diffraction grating 421 is formed.

【0026】次に、ラインセンサ40の特性について説
明する。図1に示すように、集光レンズ23からライン
センサ40へ入射する光は、回折格子421により分光
される。分光された光は、R、G、Bの3色の光に分解
されて回折格子421から射出される。集光手段41
は、回折格子421から射出された光をR、G、B3色
の光に対応する所定の波長領域で集光する。そして、集
光手段41により集光された光は、集光された各波長領
域の光として撮像素子部50の各ライン51〜53へ入
射する。集光手段41を配設することにより、本来は撮
像素子部50の各ライン51から53へ入射されない光
の成分が集光手段41により集光され、各色に対応する
ライン51〜53へ入射する。
Next, the characteristics of the line sensor 40 will be described. As shown in FIG. 1, light incident on the line sensor 40 from the condenser lens 23 is split by the diffraction grating 421. The split light is decomposed into light of three colors of R, G, and B and emitted from the diffraction grating 421. Light collecting means 41
Collects light emitted from the diffraction grating 421 in a predetermined wavelength region corresponding to light of three colors of R, G, and B. Then, the light condensed by the light condensing means 41 is incident on each of the lines 51 to 53 of the imaging element unit 50 as light condensed in each wavelength region. By arranging the light condensing means 41, light components which are not originally incident on the respective lines 51 to 53 of the imaging element unit 50 are condensed by the light condensing means 41 and incident on the lines 51 to 53 corresponding to the respective colors. .

【0027】次に、上述したスキャナ1の作動について
説明する。ユーザは読み取りを所望する原稿2を原稿台
11上に載置し、パソコン3で起動されている例えばT
WAINなどのスキャナ1を制御するためのアプリケー
ションプログラムを経由して、スキャナ1に対し原稿2
の読み取り開始を指示する。
Next, the operation of the scanner 1 will be described. The user places the original 2 to be read on the original platen 11 and activates, for example, T
A document 2 is sent to the scanner 1 via an application program for controlling the scanner 1 such as WAIN.
To start reading.

【0028】ユーザから原稿2の読み取り開始の指示が
あると、CPU31は光源21を点灯させる。そして、
CPU31は駆動手段12を制御することによりキャリ
ッジ20を副走査方向へ一定速度で移動させる。ライン
センサ40には集光レンズ23からの光が入射し、入射
した光は上述のように分光および集光された後、撮像素
子部50の各ライン51〜53に入射する。Rライン5
1、Gライン52およびBライン53には、原稿2の特
定の1ライン分の光が同時に入射する。ラインセンサ4
0の撮像素子では入射された光が電荷に変換されて蓄積
される。蓄積された電荷は所定時間ごとに出力されるク
ロック信号により一定のタイミングでシフトレジスタ5
13、523、533へ転送される。シフトレジスタ5
13、523、533へ転送された電荷は、アナログの
電気信号としてラインセンサ40からA/D変換部32
へ出力される。出力された電気信号は、A/D変換部3
2でデジタルの電気信号に変換された後、画像データ作
成部35へ出力され、画像データが作成される。画像デ
ータ作成部35で作成されたデジタルの画像データはイ
ンターフェイス13を経由してパソコン3へ出力され
る。キャリッジ20を一定速度で副走査方向へ移動させ
つつ、上記の処理を繰り返すことにより原稿2の読み取
りが行われる。
When the user issues an instruction to start reading the document 2, the CPU 31 turns on the light source 21. And
The CPU 31 controls the driving unit 12 to move the carriage 20 at a constant speed in the sub-scanning direction. Light from the condenser lens 23 is incident on the line sensor 40, and the incident light is split and condensed as described above, and then is incident on each of the lines 51 to 53 of the imaging element unit 50. R line 5
1, one line of light of the original 2 is simultaneously incident on the G line 52 and the B line 53. Line sensor 4
In the imaging element of 0, incident light is converted into electric charges and accumulated. The accumulated electric charge is stored in the shift register 5 at a fixed timing by a clock signal output every predetermined time.
13, 523, and 533. Shift register 5
13, 523 and 533 are transferred from the line sensor 40 to the A / D converter 32 as analog electric signals.
Output to The output electric signal is output to the A / D converter 3
After being converted into a digital electric signal in step 2, the signal is output to the image data creating unit 35, and image data is created. The digital image data created by the image data creation unit 35 is output to the personal computer 3 via the interface 13. The original 2 is read by repeating the above processing while moving the carriage 20 in the sub-scanning direction at a constant speed.

【0029】以上説明したように、本発明の第1実施例
によるラインセンサ40によると、分光された光を所定
の波長領域で集光する集光手段41を有している。した
がって、本来は廃棄される光が受光されるため、各ライ
ン51〜53で受光可能な波長領域が拡大され、感度を
向上させることができる。
As described above, the line sensor 40 according to the first embodiment of the present invention has the light condensing means 41 for condensing the split light in a predetermined wavelength region. Therefore, since the light that is originally discarded is received, the wavelength region that can be received by each of the lines 51 to 53 is expanded, and the sensitivity can be improved.

【0030】また、本実施例のラインセンサ40による
と、ラインセンサ40の製造時に集光手段41の集光特
性および回折格子421のスリット幅などを容易に変更
することができる。集光特性あるいはスリット幅を調整
することにより、ラインセンサ40の分光特性を容易に
調整することができる。また、回折格子421はライン
センサ40の製造と同時に形成することができる。した
がって、ラインセンサ40の分光特性の調整が容易であ
り、かつ回折格子421を容易に形成することができる
ため、ラインセンサ40の製造工数および製造コストを
低減することができる。
Further, according to the line sensor 40 of the present embodiment, it is possible to easily change the light condensing characteristics of the light condensing means 41 and the slit width of the diffraction grating 421 when the line sensor 40 is manufactured. By adjusting the light collecting characteristics or the slit width, the spectral characteristics of the line sensor 40 can be easily adjusted. Further, the diffraction grating 421 can be formed at the same time when the line sensor 40 is manufactured. Therefore, the spectral characteristics of the line sensor 40 can be easily adjusted, and the diffraction grating 421 can be easily formed, so that the number of manufacturing steps and manufacturing cost of the line sensor 40 can be reduced.

【0031】本実施例によるスキャナ1によると、上述
の構成のラインセンサ40を用いることにより、原稿2
の1ラインを読み取った際の光はRライン51、Gライ
ン52およびBライン53へ同時に入射する。すなわ
ち、ラインセンサ40で読み取られるのは常に原稿2の
同一の位置である。そのため、例えばスキャナ1の振動
によって生じる読み取りラインのずれを防止することが
できる。したがって、位置補正が不要であり読み取られ
る画像の画質を向上することができる。
According to the scanner 1 of the present embodiment, the original 2
When reading one line, the light is simultaneously incident on the R line 51, the G line 52, and the B line 53. That is, what is read by the line sensor 40 is always the same position of the document 2. Therefore, for example, it is possible to prevent the deviation of the reading line caused by the vibration of the scanner 1. Therefore, the position correction is unnecessary, and the quality of the read image can be improved.

【0032】(第2実施例)本発明の第2実施例による
スキャナを図4に示す。第1実施例と実質的に同一の構
成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。第2実
施例のラインセンサ40は、Bライン53の近傍である
端面部に反射部材46が配設されている。反射部材46
は、反射部材46側へ射出される光を反射する。反射部
材46は、ラインセンサ40のBライン53側の端部に
例えば金属膜を蒸着することにより形成される。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a scanner according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted. In the line sensor 40 according to the second embodiment, a reflection member 46 is disposed on an end face near the B line 53. Reflective member 46
Reflects light emitted to the reflection member 46 side. The reflection member 46 is formed by depositing, for example, a metal film on the end of the line sensor 40 on the B line 53 side.

【0033】回折格子421により分光された光は、図
6に示すように光軸を対称軸と対称に明線が現れる。そ
のため、反射部材46を配設することにより、撮像素子
部50が配設されている位置とは対称軸をはさんで対称
な位置に現れる明線の成分を撮像素子部50へ入射させ
ることができる。したがって、第2実施例では、撮像素
子部50に入射する光の量を増大することができ、ライ
ンセンサ40の感度を向上することができる。
As shown in FIG. 6, the light split by the diffraction grating 421 appears as a bright line with its optical axis symmetric with the axis of symmetry. Therefore, by disposing the reflection member 46, it is possible to make a bright line component appearing at a position symmetrical with respect to the position at which the image pickup device unit 50 is disposed across the axis of symmetry enter the image pickup device unit 50. it can. Therefore, in the second embodiment, it is possible to increase the amount of light incident on the imaging element unit 50, and to improve the sensitivity of the line sensor 40.

【0034】(第3実施例)本発明の第3実施例による
スキャナを図5に示す。第1実施例と実質的に同一の構
成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。第3実
施例では、プリズム60を使用している点で第1実施例
と異なる。本実施例のラインセンサ70は、撮像素子部
71および集光手段72から構成されている。撮像素子
部71と集光手段72との間には、透明部材層73が配
設されている。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a scanner according to a third embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted. The third embodiment differs from the first embodiment in that a prism 60 is used. The line sensor 70 according to the present embodiment includes an imaging element unit 71 and a light collecting unit 72. A transparent member layer 73 is provided between the imaging element unit 71 and the light collecting unit 72.

【0035】プリズム60は、ラインセンサ70から離
れた位置に配設されている。集光レンズ23からプリズ
ム60へ入射した光は、プリズム60により分光され
る。分光された光はラインセンサ70の集光手段72へ
入射し、集光手段72により所定の波長領域の光として
集光されて撮像素子部71へ入射される。第3実施例で
は、プリズム60を用いて入射する光を容易に分光する
ことができる。また、プリズム60で分光された光が集
光手段72により集光されるので、第1実施例と同様に
本来廃棄されていた波長成分を撮像素子部71へ入射さ
せることができる。
The prism 60 is provided at a position distant from the line sensor 70. Light incident on the prism 60 from the condenser lens 23 is split by the prism 60. The split light enters the light condensing means 72 of the line sensor 70, is condensed by the light condensing means 72 as light in a predetermined wavelength region, and is incident on the image sensor 71. In the third embodiment, the incident light can be easily split using the prism 60. Further, since the light separated by the prism 60 is collected by the light collecting means 72, the wavelength component originally discarded can be made incident on the image sensor 71 as in the first embodiment.

【0036】以上、本発明の複数の実施例では本発明の
ラインセンサをスキャナに適用した例について説明した
が、スキャナに限らず複写機などに適用することも可能
である。
As described above, in the embodiments of the present invention, the example in which the line sensor of the present invention is applied to a scanner has been described. However, the present invention is not limited to the scanner, and may be applied to a copying machine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例によるスキャナに用いられ
るラインセンサと原稿からの光を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a line sensor used in a scanner according to a first embodiment of the present invention and light from a document.

【図2】本発明の第1実施例によるスキャナを示す模式
的なブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a scanner according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例によるスキャナに用いられ
るラインセンサを示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a line sensor used in the scanner according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例によるスキャナに用いられ
るラインセンサと原稿からの光を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a line sensor used in a scanner according to a second embodiment of the present invention and light from a document.

【図5】本発明の第3実施例によるスキャナに用いられ
るラインセンサと原稿からの光を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a line sensor used in a scanner according to a third embodiment of the present invention and light from a document.

【図6】従来のスキャナに用いられるラインセンサと原
稿からの光を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a line sensor used in a conventional scanner and light from a document.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スキャナ(画像読み取り装置) 2 原稿 40 ラインセンサ(カラー撮像装置) 41 集光手段 42 分光手段 46 反射部材 50 撮像素子部 51 Rライン(第1素子列) 52 Gライン(第2素子列) 53 Bライン(第3素子列) 60 プリズム 70 ラインセンサ(カラー撮像装置) 71 集光手段 72 撮像素子部 REFERENCE SIGNS LIST 1 scanner (image reading device) 2 original document 40 line sensor (color imaging device) 41 condensing unit 42 spectral unit 46 reflecting member 50 imaging element unit 51 R line (first element line) 52 G line (second element line) 53 B line (third element row) 60 prism 70 line sensor (color imaging device) 71 light condensing means 72 imaging element section

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射される光を分解する分光手段と、 前記分光手段の光射出側に配設され、前記分光手段で分
光された光を特定の波長領域で集光する集光手段と、 前記集光手段で集光された特定の波長領域の光を受光し
電気信号に変換して出力する撮像素子を有し、前記撮像
素子が主走査方向へ直線的に配列されている撮像手段
と、 を備えることを特徴とするカラー撮像装置。
1. A spectroscopic means for decomposing incident light, a condensing means disposed on a light emission side of the spectroscopic means, and condensing light separated by the spectroscopic means in a specific wavelength region; An image pickup device that receives an image of a specific wavelength region condensed by the light condensing unit, converts the light into an electric signal, and outputs the electric signal, wherein the image pickup device is linearly arranged in a main scanning direction; A color imaging device comprising:
【請求項2】 前記撮像手段は、3列の撮像素子部を有
することを特徴とする請求項1記載のカラー撮像装置。
2. The color image pickup apparatus according to claim 1, wherein said image pickup means has three rows of image pickup device sections.
【請求項3】 前記3列の撮像素子部は、受光する光の
波長領域に応じて波長が長い方から短い方へ第1素子
列、第2素子列および第3素子列からなることを特徴と
する請求項2記載のカラー撮像装置。
3. The three rows of imaging element sections are composed of a first element row, a second element row, and a third element row from a longer wavelength to a shorter wavelength according to a wavelength region of light to be received. The color imaging device according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記分光手段は、回折格子を有している
ことを特徴とする請求項1、2または3記載のカラー撮
像装置。
4. The color image pickup apparatus according to claim 1, wherein said spectral means has a diffraction grating.
【請求項5】 前記分光手段と前記集光手段との間、な
らびに前記集光手段と前記撮像手段との間には透明な材
料からなる透明部材層が配設され、前記分光手段、前記
集光手段および前記撮像手段は一体に形成されているこ
とを特徴とする請求項4記載のカラー撮像装置。
5. A transparent member layer made of a transparent material is provided between said light separating means and said light collecting means and between said light collecting means and said image pickup means. The color image pickup apparatus according to claim 4, wherein the light means and the image pickup means are formed integrally.
【請求項6】 前記第1素子列から前記第3素子列まで
の距離は、前記第1素子列に入射する光の明線間の距離
よりも小さくなるように設定されていることを特徴とす
る請求項4または5記載のカラー撮像装置。
6. A distance from the first element row to the third element row is set to be smaller than a distance between bright lines of light incident on the first element row. The color imaging device according to claim 4 or 5, wherein
【請求項7】 前記第3素子列の近傍に配設されている
反射部材をさらに備えることを特徴とする請求項4、5
または6記載のカラー撮像装置。
7. The device according to claim 4, further comprising a reflecting member disposed near the third element row.
Or a color imaging device according to 6.
【請求項8】 請求項1から7のいずれか一項記載のカ
ラー撮像装置と、 原稿へ光を照射する光源と、 前記光源からの光を前記カラー撮像装置へ集光する集光
レンズと、 を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
8. A color image pickup apparatus according to claim 1, a light source for irradiating light to a document, and a condenser lens for condensing light from the light source to the color image pickup apparatus. An image reading device comprising:
【請求項9】 原稿へ光を照射する光源と、 前記光源からの光を集光する集光レンズと、 前記集光レンズの光射出側に配設され、前記集光レンズ
で集光された光を分光するプリズムと、 前記プリズムの光射出側に配設され、前記プリズムで分
光された光を特定の波長領域で集光する集光手段と、 前記集光手段の光射出側に配設され、前記集光手段で集
光された特定の波長領域の光を受光し電気信号に変換し
て出力する撮像素子を有し、前記撮像素子が主走査方向
へ直線的に配列されている撮像手段と、 を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
9. A light source for irradiating a document with light, a condenser lens for condensing light from the light source, and a condenser lens disposed on a light exit side of the condenser lens and condensed by the condenser lens. A prism for dispersing the light, a condensing unit disposed on the light exit side of the prism, and condensing the light disperse by the prism in a specific wavelength region; An image pickup device that receives light of a specific wavelength region condensed by the light condensing unit, converts the light into an electric signal and outputs the electric signal, and the image pickup device is linearly arranged in the main scanning direction. And an image reading device.
【請求項10】 前記撮像手段は、3列の撮像素子部を
有することを特徴とする請求項9記載の画像読み取り装
置。
10. An image reading apparatus according to claim 9, wherein said image pickup means has three rows of image pickup device sections.
【請求項11】 前記3列の撮像素子部は、受光する光
の波長領域に応じて波長が長い方から短い方へ第1素子
列、第2素子列および第3素子列からなることを特徴と
する請求項10記載の画像読み取り装置。
11. The three rows of imaging element units are composed of a first element row, a second element row, and a third element row from a longer wavelength to a shorter wavelength according to a wavelength region of light to be received. The image reading device according to claim 10, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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