JP3036762B2

JP3036762B2 - カラー検出／識別装置

Info

Publication number: JP3036762B2
Application number: JP1268873A
Authority: JP
Inventors: ジェイムズクロンショーアンソニー; アーサークーリーローデリック
Original assignee: ゼロックスコーポレーション
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 2000-04-24
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: DE68921691T2; JPH02164182A; DE68921691D1; EP0365310A3; US5027195A; GB8824340D0; EP0365310B1; EP0365310A2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、専用ではないが、特に表面の色を測定する
ために使用できるカラー検出識別装置に関するものであ
る。本装置は、例えば、対応する領域を色刷りにしたコ
ピーを作成するため、複写する原稿書類の領域内に含ま
れる一種または数種の色を測定する必要のあるゼログラ
フィック複写機に使用することができる。

従来の技術現在、オペレータが異なる色のトナーを選択して静電
潜像を現像することができる方式のゼログラフィック複
写機を購入することができる。あるゼログラフィック複
写機においては、一度に一色のみを複写することがで
き、コピーの色は、現像装置内のトナーの色によって決
まる。別のゼログラフィック複写機においては、オペレ
ータが２種以上のカラートナーを選択して使用すること
ができる。また、３種以上の独立した像を異なるカラー
トナーで自動的に連続現像し、フルカラーコピーを作成
することができるXerox 1005などのフルカラー複写機も
知られている。しかし、このようなフルカラー複写機
は、複雑かつ高価であり、通常のオフィス環境では、用
途が限られている。しかしながら、コピーの選択した部
分のみを、それ以外の部分とは異なる色で現像するよう
に適応させることは、比較的簡単である。例えば、黒色
の本文と、青色または赤色の見出し又はロゴタイプを有
する書簡を複写したいことがあるかも知れない。簡単な
ゼログラフィック複写機ならば、各コピーを２回複写サ
イクルに通すことにより、すなち１回目はカラー領域を
除くすべての領域を黒色トナーで現像し、２回目はカラ
ートナーでカラー領域を現像することにより、比較的容
易にこれに対処することができる。また、オペレータが
カラー複写する像部分を手動で選定して、各サイクルの
とき現像しない像部分を選択的に消去するように複写機
を調整することもできる。この「カラーハイライト」法
を使用する複写機の１つがキャノンNP−3525である。

上に述べた「ハイライトカラー」コピーの作成を自動
的に実行することを可能にするには、自動的に色を検出
する、又は識別する方法を得る必要がある。

これまで、カラーイメージ読取り装置は知られてい
る。例えば、米国特許第4,558,357号は、それぞれが異
なる色に感応する３列のCCDアレーを備えた読取り装置
を開示している。イメージがCCDアレーによって走査さ
れるとき、３列のCCDアレーからカラー情報を同期して
出力できるように、CCDアレーの出力はラインメモリに
蓄積される。

米国特許第4,663,656号は、４列のCCDアレーを使用し
たカメラ用CCD撮像装置と、１っの目的線の複数の線像
をCCDアレーに当てるビームスプリッタを開示してい
る。各CCDアレーは、フィルタストライプによって異な
る色に感応するよう構成されている。

米国特許第4,675,727号は、CCDアレーなどのセンサア
レーを使用したカラー原稿読取り装置を開示している、
CCDアレーに沿って連続して配置された３個の検出要素
から成るグループが３っの異なる色を検出する。代わり
に、それぞれのCCDアレーが異なる色を検出する３列のC
CDアレーを使用することもできる。

DE−A1−3,039,451は。テレビジョン受像機に再生す
るためピクチャーを電子的に走査する装置を開示してい
る。この装置は、二重列カラーフィルタ付きCCDアレー
と、２行間の走査時間に等しい持続時間を持つ外部遅延
ラインを使用している。しかし、異なる色に対する感光
素子は長さが異なるので、二重列CCDアレーはイメージ
の対応する領域を見ていない。もし、このような装置を
カラー検出又はカラー識別に使用すれば（そのような使
用は、引用した文献に記載されていない）、二重列CCD
アレーは異なる領域を見るので、偽りのカラー検出が行
われるであろう。

色刷りテキストの検出においては、テキストの文字を
構成する線の実際の寸法が細いので、問題が生じる。従
来のカラー検出装置においては、上に簡単に述べたよう
に、カラー内容の比較は、３列以上の物理的に独立した
フィルタ付きセンサ、又は交互に１列に配置した赤色、
緑色及び青色フィルタ付きセンサを使用して行われてき
た。後者の交互配置形センサにおいては、偽りのカラー
情報を防止するため、線像の中に、赤色、緑色、青色か
ら成るグループが幾つか存在していなければならない。
各センサが原稿書類の同一領域を正確に見ていないと、
偽りのカラー情報が生じる。赤色センサに当たった黒い
線は緑色センサや青色センサに当たらないかも知れな
い。この場合は、センサの出力を比較すると、不均衡な
カラー情報、すなわち偽りのカラー情報が生じる。

この偽りのカラー情報の問題のため、従来の装置で
は、非常に解像度の高いセンサアレーか、又は正確に整
列した複数のセンサアレー装置を使用する必要があっ
た。

発明が解決しようとする課題本発明は、この問題を解決し、かつ比較的簡単で、安
価であるが、良好な解像度が得られ、偽りのカラー検出
から実質上免れることができるカラー検出／識別装置を
提供するものである。

課題を解決するための手段本発明は、第１の態様として、それぞれが決められた
色を検出して電気信号を発生する検出器要素の二重列ア
レーと、前記電気信号を処理して、カラー検出又はカラ
ー識別の判断を行う信号処理手段を備え、アレーの各列
は複数の検出器要素グループから成り、少なくとも一方
の列の各グループ内の検出器要素はそれぞれ異なる色に
感応し、２列アレーの対応する一対の検出器要素は異な
る色に感応し、二重列の隣接する二対の４個の検出器要
素は少なくとも３っの異なる色に感応することを特徴と
するカラー検出／識別装置を提供する。

本発明は、第２の態様として、前記第１の態様の装
置、表面の像を前記二重列アレーの上に生成する手段、
及び前記表面の像と前記アレーとの間で、前記二重列ア
レーの長手方向に垂直な方向に相対的な運動を生じさせ
る手段を備え、前記信号処理手段が二重列アレーの対応
する検出器要素グループから得た電気信号を比較して、
前記検出器要素グループに対応する前記表面の領域の色
を検出又は識別できるように構成した表面検出／識別装
置を提供する。

本発明は、第３の態様として、検出器要素の二重列か
ら成り、各個別検出器要素はカラーを検出する際特定の
色の光に感応して電気信号を発生することができ、検出
器要素はさまざまなカラー感度を有し、所定のパターン
で配列され、二重列の検出器要素の感光部分は１個の半
導体基板の上に作られていることを特徴とするカラー検
出装置を提供する。

本発明の装置は、カラー検出モードで、黒色、白色又
は灰色以外の色を検出するため使用することができる。
また、本発明の装置は、カラー認識モードで、カラーを
認識する、すなち識別するのに使用することができる。
用語「カラー又は色」は、人間の目で区別される色ばか
りでなく、赤外線や紫外線など、可視スペクトルより外
側の波長の色を含むものと理解されたい。

次に、添付図面を参照して、本発明の装置の実施例に
ついて詳細に説明する。

実例第１図を参照すると、原稿書類10は、透明プラテン11
の上に下向きに置かれている。原稿書類10は破線で示し
た走査装置12によって走査される。走査装置12は、例え
ば、ゼログラフィー法で周知の形式の全速／半速走査ミ
ラー方式のものでもよいし、さらに照明装置（図示せ
ず）を含めてもよい。代わりに、これも周知であるが、
可動プラテンと、固定光学装置を使用する方式でもよ
い。いずれの場合も、レンズ13の助けをかりて、目的原
稿書類の画素行の帯状の光像が像形成面14に形成され
る。この結果、原稿書類の走査に同期して、像形成面内
で移動する帯電した感光体（図示せず）の上に原稿書類
の静電潜像が形成される。この静電潜像は、ゼログラフ
ィー法で周知のやり方で、現像され、コピー用紙へ転写
され、永久的に定着される。

レンズ13と同様に同一走査線から光線を受け取るよう
にレンズ13の横に配置されている第２のレンズ15は、本
発明のカラー検出／識別装置の感光検出器要素アレー16
上に走査線の像を結像させる。アレー16の電気出力信号
は、後で説明する回路網17で処理されて、カラーの検出
又は識別の判断が行われる。

カラー領域が検出されたときは、それらの座標が記憶
される。記憶された座標は、最初のサイクルで白黒領域
のみが現像され、第２のサイクルでカラー領域のみが現
像されるように、感光体の対応する領域を異なる電位に
放電させるため使用される。

第２図は、検出器要素アレー16の考えられる１っの配
列を示す。アレー16は、感光素子の二重列21,22から成
り、各列は実質上従来型のCCD直線走査アレーの一部を
構成している。二重列は、少なくとも直接関係する回路
網と共に１個のシリコンチップの上に形成することが好
ましい。前記回路網は、各列21,22のそれぞれのCCDシフ
トレジスタ23,24と、第１列21に結合されたラインバッ
ファ25から成っている。

第２図に示すように、赤色フィルタ、緑色フィルタ及
び青色フィルタをそれぞれ表す記号R,G,Bで示したカラ
ーフィルタのモザイクが、検出器要素の上に置かれてい
る。図示した配列においては、第１列21に緑色フィルタ
と青色フィルタが交互に配置されているのに対し、第２
列22には対応する位置に赤色フィルタと緑色フィルタが
交互に配置されている。したがって、二重列の隣接する
二対の検出器要素（４個）から成るどのグループも、３
種類の異なる色のフィルタを有する。別の代替配列（図
示せず）においては、一方の列のすべての検出器要素に
第３の色のフィルタが配置され、他方の列の検出器要素
には第１及び第２の色のフィルタが交互に配置されてい
るので、４個の検出器要素から成るブロックは３種類の
異なる色のフィルタを持つことができる。さらに別の代
替配列においては、各列に赤色フィルタ、緑色フィルタ
及び青色フィルタが交互に配置され、二重列のフィルタ
順序は同じであるが、二重列内の対応する検出器要素の
色は互いにずらして配置されている。この配列も、同様
に、二重列の対応する二対の検出器要素（４個）から成
るブロック内に、３種類の異なる色が確実に存在する。
フィルタの代わりに、異なる色に固有に感応する個別検
出器要素を使用することもできる。

第１列21からの情報信号を、走査装置が第１列21から
第２列22まで走査するに要する時間間隔だけ情報信号を
正確に遅延させるため、ラインバッファ25を使用してい
る。このように、二重列の出力が同期化されるので、第
１列21の決められた検出器要素の出力信号は、第２列22
の対応する検出器要素の出力信号が出力ライン27に現れ
る同じ時間に出力ライン26に現れる。これは、２っのア
レーを光学的に重ね合わせたと同じ効果、すなわち２っ
のアレーが、原稿書類10上の同じ走査線の像を見てい
る、すなち前記同じ走査線の像をそれらに投影したのと
同じ効果を有する。ラインバッファ25で生じた電子的時
間遅延を使用する方法の代替案として、ビームスプレッ
タ、非点収差レンズ、または回析格子（例えば、ゼロ次
及び一次回析を使用する）などの光学的方法を使用し
て、原稿書類の同じ線を見るやり方も考えられる。

同じシリコンチップの上に二重列を形成することによ
り、二重列の感光検出器要素を互いに突き合わせる、又
は実質上互いに突き合わせることが可能であるので、光
学的走査方式における走査の不完全さを無視することが
できる。単一チップに二重列を形成するとき、二重列に
直接関係する回路網を二重列の外側の縁に沿って配置す
ることができる。例えば、ラインバッファ25は、第１列
の検出器要素の横にパラレルイン・パラレルアウトレジ
スタの形でチップ上に設けることができる。このライン
バッファ25は、第１列の要素からの信号出力を蓄積し
て、ラインバッファ25の横の（及び外側の縁の）対応す
るCCDシフトレジスタへ転送されるまで遅延させる。第
２列の要素からの信号出力は、CCDシフトレジスタへ直
接転送される。ラインバッファ25は、シフトレジスタ内
のCCD素子と同じCCD素子を使用することができる。

第２図の配列において、二重列の検出器要素は、赤色
センサ／緑色センサ対と、緑色センサ／青色センサ対が
交互に配置されていると考えることもできる。もし白色
光を見たとき赤色センサ、緑色センサ、および青色セン
サについて同じ信号が得られるように適当な回路網を使
用すれば、どれかの赤色センサ／緑色センサ対の間に不
均衡が生じたとき、赤色又は緑色を検出することができ
る。黒色、白色又は灰色は、赤色センサ／緑色センサ対
の間に不均衡を示さないであろう。また、青色は、灰色
又は黒色と同様に、赤色センサ／緑色センサ対は青色に
見えるので、不均衡を示さないであろう。同様に、緑色
センサ／青色センサ対の間で色の不均衡を見つけること
によって、緑色又は青色を検出することができる。緑色
センサ／青色センサ対の場合、赤色は、灰色又は黒色に
見えるであろう。しかし、隣接する赤色センサ／緑色セ
ンサ対で赤色を検出することができる。このように、二
重列の隣接するセンサ対の４個の要素のどのブロック
も、色を識別することができる。

表１は、第２図に示した配列を使用して、異なる色を
識別する方法を示す。表１において、“1"は信号を表
し、“0"は信号なしを表す。

また、外部メモリと画素修正チップを使用して、各セ
ンサが白色基準面を見たとき、同じ信号を出すことを確
認することができる。実際には、画素間の色の不均衡を
見つけるときノイズを除去するために、しきい値が必要
である。

次に、第３図について説明する。図示したカラー検出
回路は以下のように動作する。信号“ビデオ１−D"と
“ビデオ2"は、アレーが白色光にさらされたとき一定電
圧に等しい信号ＸとＹが得られるように、修正回路31,3
2によって正規化される。次に、信号ＸとＹが差動増幅
器33へ送られる。差動増幅器33の出力（Ｘ−Ｙ）は、比
較器34,35によって上しきい値Ｈと下しきい値Ｌと比較
される。もし差信号（Ｘ−Ｙ）が上しきい値Ｈより大き
ければ、または下しきい値Ｌより小さければ、ORゲート
36によって、出力“colour found"が真にセットされ
る。さもなければ、出力は偽である。

白色、黒色又は灰色の中間の微妙な濃淡領域は、すべ
て偽りの出力を生じさせることに留意されたい。この理
由は、信号ＸとＹが同じように減衰され、ＸとＹの均衡
が維持されるからである。逆に、カラー像（赤色、緑
色、青色、等）が信号ＸとＹに不均衡を生じさせたとき
は、出力“colour found"は真である。

第３図に示した回路は、第４図で説明するように、カ
ラー認識すなわち識別を実行できるように拡張すること
ができる。第４図の回路は、第３図の回路と同様に、修
正回路31,32と差動増幅器33を有するが、差動増幅器の
出力は、“事象検出”論理回路37へ接続されている。こ
の事象検出論理回路は、カラー検出について既に述べた
事象の類別された変形を作り出す。事象の一例は、（Ｒ
−Ｇ）差（（Ｘ−Ｙ）信号で表される）が正電圧を発生
することである。事象の別の例は、（Ｇ−Ｂ）差が平衡
電圧（すなわち、0V）を発生することである。事象の第
３の例は、前記２っの差の一方が負電圧を発生する場合
である。

以下の表２は、三原色システムにおいて生じる可能性
のあるさまざまな事象と、その事象で表現される色の種
類を示す。事象は、表２では、上に述べた諸例に対応さ
せて、“⁺"、“0"、“^-"で符号化してある。事象信号
は、マイクロプロセッサ38へ送られ、そこで色の種類が
判断される。第２図の二重列方式の場合は、表２に示し
た３っの縦行のうち２行のみを利用できるであろう。し
かし、理解されるように、記載してあるどれかの色を識
別するには、２行のみで十分である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ゼログラフィック複写機に使用した本発明の
装置の動作を説明するための略図、第２図は、本発明の装置の検出器要素と直接関係する回
路網の略図、第３図は、カラー検出のための簡単な回路図、及び第４図は、カラー識別のための簡単な回路図である。符号の説明 10……原稿書類、11……透明プラテン、12……走査装
置、13……レンズ、14……像形成面、15……第２のレン
ズ、16……感光性検出器要素アレー、17……回路網、2
1,22……感光素子の二重列、23,24……CCDシフトレジス
タ、25……ラインバッファ、26,27……出力ライン、31,
32……修正回路、33……差動増幅器、34,35……比較
器、36……ORゲート、37……事象検出回路、38……マイ
クロプロセッサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/46 - 1/62 G06T 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿書類の表面の色を検出し／識別するカ
ラー検出／識別装置において、２列のアレーとして配列
された検出器要素を有し、各列の各検出器要素は、所与
の色の電気信号を発生するように構成されており、各列
は、検出器要素の複数のグループで構成され、少なくと
も１つの列の各グループの検出器要素が、それぞれ、異
なる色に感応するように構成され、前記２列の隣接する
対で成る４つの隣接する検出器要素は、少なくとも３つ
の異なる色に感応するものであり、更に、前記電気信号
を処理してカラー検出の判断またはカラー識別の判断を
行う処理手段を有し、前記２列の検出器要素アレーは、
前記電気信号を前記処理手段に入力するように該処理手
段に接続されていることを特徴とするカラー検出／識別
装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記アレ
ーに前記原稿書類表面の像を形成する手段と、前記像と
前記アレーとを該アレーの長手方向に直交する方向に相
対的に移動させる手段とを更に有し、前記処理手段は、
前記２列の検出器要素アレーから得られた信号を比較し
て、前記隣接する４つの検出器要素に対応する前記原稿
書類表面の１領域について色を検出または識別するよう
に構成されていることを特徴とする装置。
【請求項３】カラー検出／識別装置において、２列の検
出器要素を有し、各個々の検出器要素は、特定の色の光
に感応してその色を検出すると電気信号を発生するよう
になっており、前記検出器要素は、複数の異なる色に感
応するものであって且つ所定のパターンに配列されてお
り、前記２列の検出器要素の光感応性の部分が、単一の
半導体基体上に形成されていることを特徴とするカラー
検出／識別装置。