JP2849107B2 - Color image reader - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カラー画像を読み取るカラー画像読み取り
装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color image reading apparatus for reading a color image.
［従来の技術］ 第６図は従来のカラー画像読み取り装置を示す。この
装置は、原稿載置台ガラス202上に載置されたカラー原
稿201を、原稿照明用ランプ203により照明し、セルフォ
ックレンズアレー204を介してCCD205に等倍結像するよ
うになっている。[Prior Art] FIG. 6 shows a conventional color image reading apparatus. This apparatus illuminates a color original 201 placed on an original placing table glass 202 with an original illuminating lamp 203, and forms an image on a CCD 205 through a selfoc lens array 204 at a magnification of 1: 1.
第７図にCCD205の画素配列を示す。CCD205には、第７
図に示すように、R,G,Bの色分解フィルタ206〜208が塗
布されている。FIG. 7 shows the pixel arrangement of the CCD 205. The CCD205 has the seventh
As shown in the figure, R, G, B color separation filters 206 to 208 are applied.
第８図は従来のカラー画像読み取り装置を示す。図に
おいて、201,202,203は第６図と同一部分を示す。この
装置は原稿載置台ガラス202上に載置されたカラー原稿2
01を、原稿照明用ランプ203により照明し、反射鏡309a,
309b,309cおよび結像レンズ304を介してCCD305に結像す
るようになっている。FIG. 8 shows a conventional color image reading apparatus. In the figure, reference numerals 201, 202 and 203 indicate the same parts as in FIG. This device is used for color documents 2 placed on the platen glass 202.
01 is illuminated by a document illumination lamp 203, and a reflecting mirror 309a,
An image is formed on a CCD 305 via 309b and 309c and an imaging lens 304.
第９図は第８図に示すCCD 305を示す。このCCD 305は
同一基板上にプロセス的に形成されたCCD 306,307,308
により構成され、CCD 306にはＲフィルタが、CCD 307に
はＧフィルタが、CCD 308にはＢフィルタが設けられて
いる。色分解信号は線順次に得られる。FIG. 9 shows the CCD 305 shown in FIG. The CCDs 305 are CCDs 306, 307, 308 formed process-wise on the same substrate.
The CCD 306 is provided with an R filter, the CCD 307 is provided with a G filter, and the CCD 308 is provided with a B filter. The color separation signals are obtained line-sequentially.
［発明が解決しようとする課題］ 従来のカラー画像読み取り装置は、上記のように構成
したので、次の（１）（３）のような問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional color image reading apparatus is configured as described above, there are the following problems (1) and (3).
（１）基本的にR,G,Bの読み取り画素密度を等しくした
ので、白黒画像を読み取る場合に比して３倍の回路規模
を必要とする。(1) Since the read pixel densities of R, G, and B are basically equal, a circuit size three times as large as that for reading a monochrome image is required.
（２）解像度を向上させるには、R,G,B全ての画素密度
を上げる必要があるので、特に、第６図に示すカラー画
像読み取り装置では、CCDの製作プロセス上限界があっ
た。(2) In order to improve the resolution, it is necessary to increase the pixel density of all the R, G, and B pixels. In particular, the color image reading apparatus shown in FIG. 6 has a limit in the CCD manufacturing process.
（３）画素面積が画素密度の２乗に比例して小さくなる
ので、照明光源の必要光量が莫大になる。(3) Since the pixel area decreases in proportion to the square of the pixel density, the required light amount of the illumination light source becomes enormous.
このような問題点を解決する方法としては、例えば、
特開昭58−22802号公報や特開昭62−217763号公報に示
されたものがある。これはR,G,BのうちＲとＢの画素密
度を低減させ、Ｇの視覚上のMTFを重視してはいるが、
原色信号の高域成分がカットされるため、不自然な色ず
れ、色ボケ、色にじみが生じるという問題点があった。As a method of solving such a problem, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-22802 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-217763 are known. This reduces the pixel density of R and B among R, G and B, and emphasizes the visual MTF of G,
Since the high-frequency component of the primary color signal is cut, there is a problem that unnatural color shift, color blur, and color blur occur.
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、読み
取り解像度を向上させるとともに、装置規模を縮小した
カラー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 reading apparatus which solves the above-mentioned problems, improves the reading resolution, and reduces the size of the apparatus.
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するため、本発明は、所定の波
長領域に感度を有する第１光電変換手段と、該第１光電
変換手段よりも画素サイズが小さく、かつ該第１光電変
換手段よりも広い波長領域に感度を有する第２光電変換
手段と、前記第１光電変換手段の出力と前記第２光電変
換手段の出力とを合成して高解像の色画像信号を生成す
る合成手段とを有することを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to achieve such an object, the present invention provides a first photoelectric conversion unit having sensitivity in a predetermined wavelength region, a pixel size smaller than the first photoelectric conversion unit, And a second photoelectric conversion unit having sensitivity in a wavelength region wider than the first photoelectric conversion unit, and combining an output of the first photoelectric conversion unit and an output of the second photoelectric conversion unit to obtain a high-resolution color. Combining means for generating an image signal.
［作用］ 本発明では、所定の波長領域に感度を有する第１光電
変換手段の出力と、第１光電変換手段よりも画素サイズ
が小さく、かつ第１光電変換手段よりも広い波長領域に
感度を有する第２光電変換手段の出力とを、合成手段に
より合成して高解像の色画像信号を生成する。[Operation] According to the present invention, the output of the first photoelectric conversion unit having sensitivity in a predetermined wavelength region and the sensitivity in the wavelength region having a smaller pixel size than the first photoelectric conversion unit and wider than the first photoelectric conversion unit are determined. The output of the second photoelectric conversion unit is combined by the combining unit to generate a high-resolution color image signal.
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の第１の実施例を示す。これは３本の
CCDにより色分解する例で、光学系は第８図に示す装置
と同一である。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This is three
In the example of color separation by CCD, the optical system is the same as the device shown in FIG.
図において、101は第２光電変換手段としてのCCDで、
人間の標準比視感度特性を有するフィルタで覆ってあ
り、輝度信号（以下、Ｙ信号という）を出力するもので
ある。102は第１光電変換手段としてのCCDで、赤フィル
タで覆ってあり、赤信号（以下、Ｒ信号という）を出力
するものである。103は第１光電変換手段としてのCCD
で、青フィルタで覆ってあり、青信号（以下、Ｂ信号と
いう）を出力するものである。CCD 101,102,103は図に
示す１つの正方形が１画素であり、CCD 102,103はCCD 1
01に比して、主走査、副走査方向を２倍（面積で４倍）
の大きさにしてあり、図示しない周知のCCD駆動回路に
より駆動されている。In the figure, 101 is a CCD as a second photoelectric conversion means,
It is covered with a filter having standard human luminosity characteristics and outputs a luminance signal (hereinafter, referred to as a Y signal). Reference numeral 102 denotes a CCD serving as first photoelectric conversion means, which is covered with a red filter and outputs a red signal (hereinafter, referred to as an R signal). 103 is a CCD as the first photoelectric conversion means
And is covered with a blue filter and outputs a blue signal (hereinafter, referred to as a B signal). In the CCD 101, 102, 103, one square shown in the figure is one pixel, and the CCD 102, 103 is CCD 1
Twice the main scanning and sub-scanning directions (four times the area) compared to 01
And driven by a well-known CCD drive circuit (not shown).
各フィルタの分光透過特性を第２図に示す。第２図に
おいて、401は人間の標準比視感度特性を有するフィル
タの分光透過特性、402は赤フィルタの分光透過特性、4
03は青フィルタの分光透過特性である。FIG. 2 shows the spectral transmission characteristics of each filter. In FIG. 2, reference numeral 401 denotes a spectral transmission characteristic of a filter having a human standard relative luminous efficiency characteristic, 402 denotes a spectral transmission characteristic of a red filter,
03 is the spectral transmission characteristic of the blue filter.
104Yはサンプルホールド回路（以下、S/Hという）
で、CCD 101からのシリアルデータをサンプルホールド
するものである。104RはS/Hで、CCD 102からのシリアル
データをサンプルホールドするものである。104BはS/H
で、CCD 103からのシリアルデータをサンプルホールド
するものである。105YはA/D変換器（以下、A/Dという）
で、S/H 104YからのデータをA/D変換するものである。1
05RはA/Dで、S/H 104RからのデータをA/D変換するもの
である。105BはA/Dで、S/H 104BからのデータをA/D変換
するものである。106はラインバッファで、A/D 105Yか
らのディジタルデータを一旦格納するものである。107
は平滑化手段としての平滑化回路で、ラインバッファ10
6からのデータを、Ｙの２×２画素がＲ、Ｂの１画素に
対応するように、２×２の平滑化を行なうものである。
108は色差信号生成手段としてのIQ変換回路で、平滑化
回路107からのＹの平均値Ｙと、A/D 105R,105BからのR,
Bとにより、I,Q信号に変換するものである。109,110I,1
10Qはラインバッファで、信号を適正に遅延させてタイ
ミングを合わせるものである。ラインバッファ109にはA
/D 105Yからのディジタルデータが一旦格納され、ライ
ンバッファ110I,110Qには、それぞれ、IQ変換回路108か
らのＩ信号およびＱ信号が一旦格納されるようになって
いる。111はRGB変換回路で、ラインバッファ109,110I,1
10QからのＹ信号、Ｉ信号、Ｑ信号によりR,G,B信号に変
換するものである。104Y is a sample and hold circuit (hereinafter referred to as S / H)
This is to sample and hold the serial data from the CCD 101. 104R is an S / H for sampling and holding the serial data from the CCD 102. 104B is S / H
This is to sample and hold the serial data from the CCD 103. 105Y is an A / D converter (hereinafter referred to as A / D)
A / D conversion of data from the S / H 104Y. 1
05R is an A / D, which performs A / D conversion of data from the S / H 104R. 105B is an A / D, which performs A / D conversion of data from the S / H 104B. A line buffer 106 temporarily stores digital data from the A / D 105Y. 107
Is a smoothing circuit as a smoothing means, and a line buffer 10
The data from 6 is subjected to 2 × 2 smoothing so that 2 × 2 pixels of Y correspond to one pixel of R and B.
Reference numeral 108 denotes an IQ conversion circuit serving as a color difference signal generation unit, and an average value Y of Y from the smoothing circuit 107 and R and R from A / D 105R and 105B.
With B, it is converted into I and Q signals. 109,110I, 1
10Q is a line buffer for appropriately delaying a signal and adjusting the timing. A for line buffer 109
The digital data from / D 105Y is temporarily stored, and the I and Q signals from the IQ conversion circuit 108 are temporarily stored in the line buffers 110I and 110Q, respectively. 111 is an RGB conversion circuit, and the line buffers 109, 110I, 1
The Y, I, and Q signals from 10Q are converted into R, G, and B signals.
NTSCでは標準テレビジョン信号の伝送３原色として
Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を規定している。Ｙは輝度信号で、前述
したＹ信号と同一である。Ｉ、Ｑ信号は色差信号と呼ば
れ、人間の視覚特性から周波数帯域を制限させる。NTSC defines Y, I, and Q signals as three primary colors for transmitting a standard television signal. Y is a luminance signal, which is the same as the Y signal described above. The I and Q signals are called color difference signals and limit the frequency band based on human visual characteristics.
本実施例のカラー画像読み取り装置は、平滑化回路10
7により平滑化するとともに、IQ変換回路によりＹ、
Ｒ、Ｂ信号をＩ、Ｑ信号に変換するようにしたので、RG
B変換回路111によりＹ、Ｉ、Ｑ信号がＲ、Ｇ、Ｂ信号に
変換される。The color image reading apparatus of the present embodiment has a smoothing circuit 10
7 and smoothed by the IQ conversion circuit.
Since R and B signals are converted to I and Q signals, RG
The Y, I, and Q signals are converted into R, G, and B signals by the B conversion circuit 111.
すなわち、Ｉ、Ｑ信号は、通常、次の式（１），
（２）により求められ、Ｙ信号はＲ、Ｇ、Ｂを用いて次
の式（３）から求められるので、 Ｉ＝0.60R−0.28G−0.32B …（１） Ｑ＝0.21R−0.52G＋0.31B …（２） Ｙ＝0.30R＋0.59G＋0.11B …（３） 式（３）を式（１），（２）に代入し、Ｇを消去する
と、Ｉ、Ｑ信号は式（４），（５）のように、Ｙ、Ｒ、
Ｂ信号により表わされる。That is, the I and Q signals are usually expressed by the following equations (1),
(2), and the Y signal is obtained from the following equation (3) using R, G, and B, so that I = 0.60R−0.28G−0.32B (1) Q = 0.21R−0.52G + 0 .31B (2) Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B (3) By substituting equation (3) into equations (1) and (2) and eliminating G, the I and Q signals are expressed by equations (4), As in (5), Y, R,
It is represented by the B signal.
Ｉ＝−0.47Y＋0.74R−0.27B …（４） Ｑ＝−0.88Y＋0.47R＋0.41B …（５） このＩ、Ｑ信号は、本来のＹ信号に比して、主走査方
向および副走査方向に、1/2の画素密度しか持たないこ
とになるが、これを高解像度のＹ信号と合成してRGB変
換回路111により変換すると、Ｒ、Ｇ、Ｂは３色とも
に、同じ解像度で読み取った場合とほとんど遜色のない
出力信号が得られる。従って、RGB変換回路111から得ら
れるＲ、Ｇ、Ｂ信号は次の式（６）のように表わすこと
ができる。I = −0.47Y + 0.74R−0.27B (4) Q = −0.88Y + 0.47R + 0.41B (5) Compared to the original Y signal, the I and Q signals are in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Has a pixel density of only 1/2, but when this is combined with a high-resolution Y signal and converted by the RGB conversion circuit 111, all three colors of R, G, and B are read at the same resolution. An output signal almost inferior to the case can be obtained. Therefore, the R, G, and B signals obtained from the RGB conversion circuit 111 can be expressed as in the following equation (6).
なお、本実施例ではCCD 102,103からそれぞれＲ信
号、Ｂ信号を出力する例を説明したが、Ｒ信号、Ｂ信号
に替えてＲ信号およびＧ信号、または、Ｇ信号およびＢ
信号を出力するようにしても良いし、これらの線形結合
で表わせるものであっても良い。このようにした場合、
効果は本質的に相違するものではない。ただ、式
（４），（５）において、変換係数が大きくなりすぎた
場合、量子化誤差が増大する。 In this embodiment, an example is described in which the CCD 102 and 103 output an R signal and a B signal, respectively. However, the R signal and the B signal are replaced with the R signal and the G signal, or the G signal and the B signal.
A signal may be output, or a signal that can be represented by a linear combination of these may be used. If you do this,
The effects are not essentially different. However, in equations (4) and (5), if the transform coefficient becomes too large, the quantization error increases.
また、本実施例では、Ｙ信号を得るのに標準比視感度
のフィルタを用いた例を説明したが、可視光波長域を広
範囲に読み取るようにしても良い。これは例えばフィル
タを用いない場合に可能である。Further, in the present embodiment, an example is described in which a filter having a standard relative luminosity factor is used to obtain the Y signal. However, the visible light wavelength range may be read over a wide range. This is possible, for example, when no filter is used.
さらに、本実施例では、輝度信号Ｙ、色差信号Ｉ、Ｑ
を用いる例を説明したが、これに替えて、他の色座標
系、例えばCIEのＬ＊、ａ＊、ｂ＊や、Ｌ＊、ｕ＊、ｖ
＊を用いても良い。Further, in the present embodiment, the luminance signal Y, the color difference signals I, Q
Has been described, but instead of this, other color coordinate systems such as L * , a * , b * of CIE, L * , u * , v
* May be used.
また、画素サイズを最小にすべき光電変換素子の色特
性が白色に近い（本実施例では視感度）ため、画素サイ
ズを小さくしても、光量の損失を最小にすることができ
る。Further, since the color characteristics of the photoelectric conversion element for which the pixel size is to be minimized are close to white (visibility in this embodiment), even if the pixel size is reduced, the loss of light amount can be minimized.
また、輝度信号と色差信号を直接得ることができるた
め、画像データの蓄積や伝達に際し、データ圧縮を効率
よく行なうことができる。Further, since the luminance signal and the color difference signal can be directly obtained, the data compression can be efficiently performed when storing and transmitting the image data.
（第２の実施例） 本実施例は第１の実施例との比較で言えば、CCDの構
成が相違する。すなわち、第１の実施例では、３本のCC
D 101,102,103を用い、CCD 101を人間の標準比視感度特
性を有するフィルタで覆い、CCD 102を赤フィルタで、C
CD 103を青フィルタで覆ったが、本実施例では、第３図
に示すように、２本のCCD 502,503を用い、CCD 502を人
間の標準比視感度特性を有するフィルタで覆い、CCD 50
3を赤フィルタ504と青フィルタ505で交互に覆った。CCD
503の主走査方向のサンプリングピッチがCCD 502のそ
れの半分になっているが、本実施例の作用効果は第１の
実施例のそれと本質的に相違しない。Second Embodiment The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the CCD. That is, in the first embodiment, three CCs
Using D 101, 102, and 103, the CCD 101 is covered with a filter having a standard relative luminous efficiency characteristic of a human, and the CCD 102 is covered with a red filter.
Although the CD 103 is covered with a blue filter, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, two CCDs 502 and 503 are used, and the CCD 502 is covered with a filter having a standard relative luminous efficiency characteristic of a human, and the CCD 50 is used.
3 was alternately covered with a red filter 504 and a blue filter 505. CCD
Although the sampling pitch of the 503 in the main scanning direction is half that of the CCD 502, the operation and effect of this embodiment are not essentially different from those of the first embodiment.
（第３の実施例） 本実施例は第２の実施例との比較で言えば、CCDの構
成が相違する。すなわち、第２の実施例では、CCD 502,
503を基板501上に設け、CCD 502を人間の標準比視感度
特性を有するフィルタで覆い、CCD 503を赤フィルタ504
と青フィルタ505で交互に覆ったが、本実施例では、CCD
602,603を第４図に示すように分離して設け、CCD 602
には人間の標準比視感度特性を有するフィルタを設け、
CCD 603には半分が赤、半分が青のフィルタ604を対向さ
せるとともに、赤、青フィルタを１ライン読み取りごと
に交互に透過位置に移動させるようにした。CCD 602,60
3にはハーフミラー601により分割された光がそれぞれ入
射されている。CCD 602の画素配列を第５図（ａ）に示
し、CCD 603の画素配列を第５図（ｂ）に示す。このよ
うにしたので、本実施例の作用効果は、第２の実施例の
それと本質的に相違しない。Third Embodiment This embodiment is different from the second embodiment in the configuration of the CCD. That is, in the second embodiment, the CCD 502,
503 is provided on a substrate 501, and the CCD 502 is covered with a filter having a standard relative luminous efficiency characteristic of a human, and the CCD 503 is replaced with a red filter 504.
And the blue filter 505 alternately, but in this embodiment, the CCD
602 and 603 are provided separately as shown in FIG.
Is equipped with a filter having the standard human luminosity characteristics,
The CCD 603 has a half red and half blue filter 604 opposed thereto, and the red and blue filters are alternately moved to the transmission position every line reading. CCD 602,60
The light split by the half mirror 601 is incident on 3. The pixel arrangement of the CCD 602 is shown in FIG. 5 (a), and the pixel arrangement of the CCD 603 is shown in FIG. 5 (b). Thus, the operation and effect of this embodiment are not essentially different from those of the second embodiment.
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、上記のように
構成したので、装置規模の大きくすることなく、高解像
の色画像信号を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the configuration is as described above, a high-resolution color image signal can be obtained without increasing the device scale.
第１図は本発明第１の実施例のカラー画像読み取り装置
を示すブロック図、 第２図はフィルタの分光透過特性の一例を示す図、 第３図は本発明第２の実施例のCCDを示す図、 第４図は本発明第３の実施例の光学系を示す図、 第５図は本発明第３の実施例のCCDを示す図、 第６図は従来のカラー画像読み取り装置の光学系を示す
図、 第７図は第６図に示すCCDを示す図、 第８図は従来のカラー画像読み取り装置の光学系を示す
図、 第９図は第８図に示すCCDを示す図である。 101,102,103……CCD、 107……平滑化回路、 108……IQ変換回路、 111……RGB変換回路。FIG. 1 is a block diagram showing a color image reading device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of spectral transmission characteristics of a filter, and FIG. 3 is a CCD showing a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an optical system of a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a CCD of a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is an optical diagram of a conventional color image reading apparatus. FIG. 7 is a view showing a CCD shown in FIG. 6, FIG. 8 is a view showing an optical system of a conventional color image reading apparatus, and FIG. 9 is a view showing a CCD shown in FIG. is there. 101, 102, 103 ... CCD, 107 ... smoothing circuit, 108 ... IQ conversion circuit, 111 ... RGB conversion circuit.
Claims (3)
換手段と、 該第１光電変換手段よりも画素サイズが小さく、かつ該
第１光電変換手段よりも広い波長領域に感度を有する第
２光電変換手段と、 前記第１光電変換手段の出力と前記第２光電変換手段の
出力とを合成して高解像の色画像信号を生成する合成手
段と を有することを特徴とするカラー画像読み取り装置。A first photoelectric conversion unit having a sensitivity in a predetermined wavelength region; and a first photoelectric conversion unit having a smaller pixel size than the first photoelectric conversion unit and having a sensitivity in a wavelength region wider than the first photoelectric conversion unit. 2. A color image, comprising: two photoelectric conversion units; and a synthesizing unit that synthesizes an output of the first photoelectric conversion unit and an output of the second photoelectric conversion unit to generate a high-resolution color image signal. Reader.
の出力と前記第２光電変換手段の出力から色差信号を生
成する色差信号生成手段を有し、 前記合成手段は、色差信号生成手段により生成された前
記色差信号と前記第２光電変換手段の出力とを合成して
前記色画像信号を生成する ことを特徴とするカラー画像読み取り装置。2. A color difference signal generation means according to claim 1, further comprising a color difference signal generation means for generating a color difference signal from an output of said first photoelectric conversion means and an output of said second photoelectric conversion means. A color image reading device, wherein the color image signal is generated by combining the color difference signal generated by the above and the output of the second photoelectric conversion unit.
の出力を平滑化する平滑化手段を有し、 前記色差信号生成手段は、前記第１光電変換手段の出力
と前記平滑化手段の出力とから前記色差信号を生成する ことを特徴とするカラー画像読み取り装置。3. The apparatus according to claim 2, further comprising a smoothing means for smoothing an output of said second photoelectric conversion means, wherein said color difference signal generating means includes an output of said first photoelectric conversion means and an output of said smoothing means. A color image reading device, wherein the color difference signal is generated from the output.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1033757A JP2849107B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Color image reader |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH02214265A JPH02214265A (en) | 1990-08-27 |
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Cited By (1)
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