JP3131538B2 - 原稿読取装置 - Google Patents

原稿読取装置

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JP3131538B2
JP3131538B2 JP06129970A JP12997094A JP3131538B2 JP 3131538 B2 JP3131538 B2 JP 3131538B2 JP 06129970 A JP06129970 A JP 06129970A JP 12997094 A JP12997094 A JP 12997094A JP 3131538 B2 JP3131538 B2 JP 3131538B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子を使って
原稿の色画像情報を読み取る原稿読取装置に関し、特
に、簡略な構成を実現する原稿読取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ラインイメージセンサ等の光電変換素子
を使って原稿の画像情報を読み取る原稿読取装置では、
従来、図12に示すように、レンズとミラーで構成され
る光学系を使って、原稿の画像情報をラインイメージセ
ンサに結像していくという構成を採っていた。
【0003】そして、原稿サイズが変更されるような場
合には、図13に示すように、そのレンズをズームレン
ズで構成して、そのズームレンズを移動することで、原
稿の画像情報を原稿サイズに適合する形態でもってライ
ンイメージセンサに結像していくという構成を採ってい
た。
【0004】また、ラインイメージセンサ等の光電変換
素子を使って原稿の色画像情報を読み取る原稿読取装置
では、従来、図14に示すように、光源やラインイメー
ジセンサの前面にRGBの光学フィルタを配設すること
で、原稿の色画像情報をラインイメージセンサに照射す
るという構成を採ったり、図15に示すように、RGB
光学フィルタを直接マウントするラインイメージセンサ
を用いるという構成を採っていた。
【0005】また、検出物体の持つ色成分情報を検出す
る色情報検出装置では、従来、RGBの3つの光学フィ
ルタを使って、検出物体の持つRGB色成分を検出する
構成を採って、YMC色成分等の他の表色系の色成分に
ついては、その検出したRGB色成分から数値計算で求
めていくという構成を採っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レンズ
とミラーの光学系を使って画像情報の読み取りを行う従
来の原稿読取装置では、コストが高くなるとか、大きく
なるとか、部品点数が多くなるとか、調整が複雑になる
という問題点があった。すなわち、装置を小さくすべく
光路長の短い歪みのない高価なレンズを用いると装置の
コストが上がるし、光路長の長い廉価なレンズを用いる
とミラーの数を多くしなければ装置が大きくなるし、ミ
ラーの数を多くすると装置の調整が複雑になるという問
題点があった。
【0007】また、ズームレンズを使って原稿サイズに
適合する画像情報の読み取りを行う従来の原稿読取装置
では、高価になるとか、大きくなるという問題点があっ
た。すなわち、高価なズームレンズを用いなくてはなら
ないとともに、ズームレンズの移動機構が必要となるこ
とから装置のコストが上がるし、装置が大きくなるとい
う問題点があった。
【0008】また、光学フィルタを光源やラインイメー
ジセンサの前面に配設することで色画像情報の読み取り
を行う従来の原稿読取装置では、高価な光学フィルタを
用いなくてはならないし、レンズやミラーが不可欠とな
ることから、コストが高くなるとか、大きくなるとか、
部品点数が多くなるとか、調整が複雑になるという問題
点があった。
【0009】また、RGB光学フィルタを直接マウント
するラインイメージセンサを使って色画像情報の読み取
りを行う従来の原稿読取装置では、図15にも示すよう
に、光学系を構成するレンズやミラーの光波長特性によ
り、光軸ずれが生じて、異なる副走査方向位置の色画像
情報がラインイメージセンサに照射されるという問題点
があった。
【0010】また、従来の色情報検出装置では、検出物
体の持つRGB色成分以外の色成分については、計算処
理で求めるという構成を採っていることから、検出物体
の持つYMC色成分等を直接検出できないという問題点
があった。
【0011】これらの問題点の内で、光学フィルタを光
源やラインイメージセンサの前面に配設することで色画
像情報の読み取りを行う従来の原稿読取装置の問題点
は、特に大きな問題点の1つである。本発明はかかる事
情に鑑みてなされたものであって、簡略な構成でもっ
て、原稿の色画像情報を読み取れるようにする新たな原
稿読取装置の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本明では、光電変換素子を使って原稿の色画像情
報を読み取る原稿読取装置にあって、回折特性の異なる
複数のホログラム素子、あるいは、回折特性が異なると
ともに、レンズ特性を持つ複数のホログラム素子を用意
し、これらと光源との相対的な位置関係を動的に変更し
ていくことで、原稿の色画像情報を光電変換素子に照射
していくように構成する。
【0013】
【作用】明では、回折特性の異なる複数のホログラ
ム素子を用意したり、回折特性が異なるとともに、レン
ズ特性を持つ複数のホログラム素子を用意し、これらと
光源との相対的な位置関係を動的に変更していくこと
で、原稿の色画像情報を光電変換素子に照射する。
【0014】この構成により、光学フィルタを使わずに
原稿の色画像情報の読み取りが実現できるようになる。
しかも、使用するホログラム素子がレンズ特性を持つよ
うにすれば、レンズも省略できることになる。
【0015】
【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図1に、本発明に関連する第1の発明の構成を図示
する。
【0016】図中、1は原稿、2は光源、3はラインイ
メージセンサ、4はホログラム素子である。この構成
原稿読取装置は、レンズ特性及びミラー特性を有して、
光源2により照明される原稿1の画像情報を反射しつつ
ラインイメージセンサ3に結像するホログラム素子4を
備えることを特徴とする。
【0017】このホログラム素子4を備えることで、レ
ンズ及びミラーを用いず、かつ高倍率・短光路でもっ
て、原稿1の画像情報をラインイメージセンサ3に結像
できることになる。これから、原稿読取装置のローコス
ト化、小型化、部品点数の削減、調整の簡略化を実現で
きるようになる。
【0018】図2に、本発明に関連する第2の発明の
を図示する。図中、1は原稿、2は光源、3はライン
イメージセンサ、4aは第1のホログラム素子、4bは
第2のホログラム素子、4cは第3のホログラム素子、
5はミラーである。
【0019】図2(a)に示すように、第1のホログラ
ム素子4aは、B5サイズの原稿1の画像情報をライン
イメージセンサ3に結像させるレンズ特性を持ち、第2
のホログラム素子4bは、A4サイズの原稿1の画像情
報をラインイメージセンサ3に結像させるレンズ特性を
持ち、第3のホログラム素子4cは、A3サイズの原稿
1の画像情報をラインイメージセンサ3に結像させるレ
ンズ特性を持つように構成される。
【0020】そして、図2(b)に示すように、第1の
ホログラム素子4aか、第2のホログラム素子4bか、
第3のホログラム素子4cのいずれかが、ミラー5とラ
インイメージセンサ3との間の光路に挿入される構成を
採る。
【0021】このように構成される原稿読取装置では、
原稿1がB5サイズであるときには、第1のホログラム
素子4aが、ミラー5とラインイメージセンサ3との間
の光路に挿入され、原稿1がA4サイズであるときに
は、第2のホログラム素子4bが、ミラー5とラインイ
メージセンサ3との間の光路に挿入され、原稿1がA3
サイズであるときには、第3のホログラム素子4cが、
ミラー5とラインイメージセンサ3との間の光路に挿入
され、これにより、ズームレンズを使わずに、原稿サイ
ズに適合した原稿1の読み取りが実現できるようにな
る。
【0022】図3に、本発明に関連する第2の発明の他
構成を図示する。この構成の原稿読取装置では、第1
のホログラム素子4a、第2のホログラム素子4b、第
3のホログラム素子4cが、上述のような異なるレンズ
特性を持つことに加えて、図3(a)に示すように、各
々異なる回折角度を持ち、更に、これらが一体化される
ように構成される。
【0023】そして、図3(b)に示すように、これら
の3つのホログラム素子4a,4b,4cがレンズ特性
に合わせて、ミラー5とラインイメージセンサ3との間
の光路で段階的に移動するように構成される。
【0024】この図3(b)のように構成される原稿読
取装置では、原稿1がB5サイズであるときには、第1
のホログラム素子4aが、その結像位置に移動されるこ
とで、ミラー5とラインイメージセンサ3との間の光路
で有効化され、原稿1がA4サイズであるときには、第
2のホログラム素子4bが、その結像位置に移動される
ことで、ミラー5とラインイメージセンサ3との間の光
路で有効化され、原稿1がA3サイズであるときには、
第3のホログラム素子4cが、その結像位置に移動され
ることで、ミラー5とラインイメージセンサ3との間の
光路で有効化され、これにより、ズームレンズを使わず
に、原稿サイズに適合した原稿1の読み取りが実現でき
るようになる。
【0025】この図3(b)では、ラインイメージセン
サ3を1つとする構成を示したが、図3(c)に示すよ
うに、3つのホログラム素子4a,4b,4cを一体化
せずに夫々の位置に配設するとともに、それに合わせて
3つのラインイメージセンサ3a,3b,3cを配設す
る構成を採ることも可能である。
【0026】図4(a)に、本発明に関連する第3の発
明の構成を図示する。図中、1は原稿、2aは第1の光
源、2bは第2の光源、2cは第3の光源、3はライン
イメージセンサ、4dは第1のホログラム素子、4eは
第2のホログラム素子、4fは第3のホログラム素子、
5はミラー、6はレンズである。
【0027】図4(b)に示すように、ホログラム素子
は、入射光の中に含まれる特定の波長成分の光を特定の
回折角度に回折する光学フィルタ特性を持つので、この
光学フィルタ特性を利用して、この第1のホログラム素
子4dは、R色成分の光を選択出力する光学フィルタ特
性を持って、第1の光源12aの前面に配設され、第2
のホログラム素子4eは、G色成分の光を選択出力する
光学フィルタ特性を持って、第2の光源12bの前面に
配設され、第3のホログラム素子4fは、B色成分の光
を選択出力する光学フィルタ特性を持って、第3の光源
12cの前面に配設されるように構成される。
【0028】このように構成される原稿読取装置では、
第1の光源2aが点灯するときには、第1のホログラム
素子4dが、R色成分の光を選択出力することで原稿1
にR色成分が照射され、第2の光源2bが点灯するとき
には、第2のホログラム素子4eが、G色成分の光を選
択出力することで原稿1にG色成分が照射され、第3の
光源2cが点灯するときには、第3のホログラム素子4
fが、B色成分の光を選択出力することで原稿1にB色
成分が照射され、これにより、原稿1の色画像情報の読
み取りが実現できるようになる。なお、光源2a,2
b,2cは、図示しないシャッタ等により選択されるこ
ともある。
【0029】図5(a)に、本発明に関連する第3の発
明の他の構成を図示する。図中、3aは第1のラインイ
メージセンサ、3bは第2のラインイメージセンサ、3
cは第3のラインイメージセンサ、6aはレンズ、6b
はレンズ、6cはレンズである。
【0030】この構成の原稿読取装置では、第1のホロ
グラム素子4d、第2のホログラム素子4eが、上述の
光学フィルタ特性を持つことに加えてハーフミラー特性
を持ち、第3のホログラム素子4fが、上述の光学フィ
ルタ特性を持つことに加えてミラー特性を持って、第1
のホログラム素子4dが、反射光を第1のラインイメー
ジセンサ3aに照射し、第2のホログラム素子4eが、
第1のホログラム素子4dの透過光を受け取って、反射
光を第2のラインイメージセンサ3bに照射し、第3の
ホログラム素子4fが、第2のホログラム素子4eの透
過光を受け取って、反射光を第3のラインイメージセン
サ3cに照射するように構成される。
【0031】このように構成される原稿読取装置では、
第1のホログラム素子4dが、原稿1の反射するR色成
分の光を選択出力することで、ラインイメージセンサ3
aに原稿1のR色成分が結像され、第2のホログラム素
子4eが、第1のホログラム素子4dを透過する原稿1
の反射するG色成分の光を選択出力することで、ライン
イメージセンサ3bに原稿1のG色成分が結像され、第
3のホログラム素子4fが、第1及び第2のホログラム
素子4d,4eを透過する原稿1の反射するB色成分の
光を選択出力することで、ラインイメージセンサ3に原
稿1のB色成分が結像され、これにより、原稿1の色画
像情報の読み取りが実現できるようになる。
【0032】この図5(a)では、レンズ6a,6b,
6cを備える構成を示したが、図5(b)に示すよう
に、ホログラム素子4d,4e,4fにレンズ特性を持
たせることで、これらを省略する構成を採ることも可能
である。
【0033】また、この図4及び図5の構成の原稿読取
装置では、ホログラム素子4d,4e,4fが、空間的
に光源やラインイメージセンサと対となるように配設さ
れる構成を示したが、時分割的に光源やラインイメージ
センサと対となるように配設される構成を採ることも可
能である。
【0034】図6(a)に、発明の一実施例を図示す
る。図中、1は原稿、2は光源、3は3つのラインを持
つラインイメージセンサ、4は3つのホログラム素子の
一体構造により構成されるホログラム素子、5はミラ
ー、6はレンズである。
【0035】図6(b)に示すように、ホログラム素子
は、回折光の色毎に入射角度の異なる回折特性を持つの
で、この実施例のホログラム素子4は、この回折特性に
従って、R色成分を選択出力するホログラム素子と、G
色成分を選択出力するホログラム素子と、B色成分を選
択出力するホログラム素子との一体構造により構成され
て、光源2の前面に配設されるよう構成される。そし
て、この実施例では、このホログラム素子4と光源2と
の相対的な位置関係が変更するようにと、例えば、光源
2が回転するように構成される。
【0036】このように構成される原稿読取装置では、
ホログラム素子4と光源2との相対的な位置関係が動的
に変更されることで、ホログラム素子4の選択出力する
光の色成分がR色成分/G色成分/B色成分と変わり、
この各々の色成分をラインイメージセンサ3の各ライン
部分が検出することで、原稿1の色画像情報の読み取り
が実現できるようになる。
【0037】この図6では、レンズ6を用いる構成を示
したが、ホログラム素子4にレンズ特性を持たすこと
で、これを省略する構成を採ることも可能である。
【0038】図7に、本発明に関連するの発明の
を図示する。図中、1は原稿、3はRGBの光学フィ
ルタをマウントする3つのラインを持つラインイメージ
センサ、4は3つのホログラム素子の一体構造により構
成されるホログラム素子、6はレンズである。
【0039】ホログラム素子は、凹面ミラー特性となる
回折特性(回折角度が異なるものとなる特性)を持つの
で、このホログラム素子4は、この回折特性(凹面ミラ
ー特性)に従って、原稿1の同一副走査ライン上の画像
情報をラインイメージセンサ3のR色成分用ラインに結
像するようにと回折するホログラム素子と、原稿1の同
一副走査ライン上の画像情報をラインイメージセンサ3
のG色成分用ラインに結像するようにと回折するホログ
ラム素子と、原稿1の同一副走査ライン上の画像情報を
ラインイメージセンサ3のB色成分用ラインに結像する
ようにと回折するホログラム素子との一体構造により構
成される。
【0040】このように構成される原稿読取装置では、
ホログラム素子4は、原稿1の同一副走査ライン上の画
像情報をラインイメージセンサ3のR色成分用ライン/
G色成分用ライン/B色成分用ラインの各々に結像する
ようにと回折することで、色ずれを起こすことなく、原
稿1の色画像情報の読み取りが実現できるようになる。
【0041】この図7では、レンズ6を備える構成を示
したが、ホログラム素子4にレンズ特性を持たせること
で、これを省略する構成を採ることも可能である。
【0042】また、ホログラム素子は、図8(a)(b)
(c)に示すように、光学フィルタ特性となる回折特性
(回折光の色毎に回折角度が異なるものとなる特性)を
持つので、このホログラム素子4を、この回折特性(光
学フィルタ特性)に従って、原稿1の同一副走査ライン
上のR色成分をラインイメージセンサ3の1ラインに結
像するようにと回折するホログラム素子と、原稿1の同
一副走査ライン上のG色成分をラインイメージセンサ3
の他の1ラインに結像するようにと回折するホログラム
素子と、原稿1の同一副走査ライン上のB色成分をライ
ンイメージセンサ3のもう1つのラインに結像するよう
にと回折するホログラム素子との一体構造で構成するこ
とで、ラインイメージセンサ3を3つのラインを持つモ
ノクロ用のものとすることが可能である。このときに
も、ホログラム素子4にレンズ特性を持たせることで、
これを省略する構成を採ることが可能である。
【0043】図9(a)(b)に、本発明に関連する
の発明の構成を図示する。図中、10は検出物体、2は
光源、4gは第1のホログラム素子、4hは第2のホロ
グラム素子、4iは第3のホログラム素子、5はミラ
ー、6はレンズ、7aは第1の光電センサ、7bは第2
の光電センサ、7cは共用光電センサ、8はハーフミラ
ー、9はシャッタである。
【0044】図4(b)に示すように、ホログラム素子
は、特定の波長成分の光を回折するとともに、補色関係
にある残りの光を透過するという性質を持つ。この性質
を利用して、この第1のホログラム素子4gは、図10
(a)に示すように、R色成分を反射するとともに、R
色成分と補色関係にあるM色成分を透過し、第2のホロ
グラム素子4hは、図10(b)に示すように、G色成
分を反射するとともに、G色成分と補色関係にあるC色
成分を透過し、第3のホログラム素子4iは、図10
(c)に示すように、B色成分を反射するとともに、B
色成分と補色関係にあるY色成分を透過するように構成
される。
【0045】そして、図9(a)に示す構成では、3つ
のホログラム素子4g,4h,4iと、4つのハーフミ
ラー8と、2つのミラー5とでマトリクス光路を構成し
て、このマトリクス光路を選択することで2つの光電セ
ンサ7a,7bに検出物体10の色情報を照射する3つ
のシャッタ9を備えるように構成され、一方、図9
(b)に示す構成では、2つの光電センサ7a,7bの
代わりに共用光電センサ7cを備える構成を採って、1
つのミラー5と1つのシャッタ9と1つのハーフミラー
8とで、光電センサ7aに照射される色情報を共用光電
センサ7cに照射する光路を形成するとともに、別の1
つのシャッタ9とそのハーフミラー8とで、光電センサ
7bに照射される色情報を共用光電センサ7cに照射す
る光路を形成するように構成される。
【0046】この図9(a)のように構成される色情報
検出装置では、シャッタ9が制御されることで、最初
に、第1のホログラム素子4gのみに検出物体の色情報
が入射されることで、第1の光電センサ7aに検出物体
のR色成分が照射されるとともに、第2の光電センサ7
bに検出物体のM色成分が照射され、続いて、第2のホ
ログラム素子4hのみに検出物体の色情報が入射される
ことで、第1の光電センサ7aに検出物体のG色成分が
照射されるとともに、第2の光電センサ7bに検出物体
のC色成分が照射され、続いて、第3のホログラム素子
4iのみに検出物体の色情報が入射されることで、第1
の光電センサ7aに検出物体のB色成分が照射されると
ともに、第2の光電センサ7bに検出物体のY色成分が
照射されて、検出物体のRGB色成分とYMC色成分と
の同時検出が実現できるようになる。
【0047】一方、この図9(b)のように構成される
色情報検出装置では、マトリクス光路内のシャッタ9が
制御されることで、最初に、第1のホログラム素子4g
のみに検出物体の色情報が入射され、このとき、マトリ
クス光路の外に設けられる2つのシャッタ9が順番に制
御されることで、共用光電センサ7cに順番に検出物体
のR色成分/M色成分が照射され、続いて、第2のホロ
グラム素子4hのみに検出物体の色情報が入射され、こ
のとき、マトリクス光路の外に設けられる2つのシャッ
タ9が順番に制御されることで、共用光電センサ7cに
順番に検出物体のG色成分/C色成分が照射され、続い
て、第3のホログラム素子4iのみに検出物体の色情報
が入射され、このとき、マトリクス光路の外に設けられ
る2つのシャッタ9が順番に制御されることで、共用光
電センサ7cに順番に検出物体のB色成分/Y色成分が
照射されて、検出物体のRGB色成分とYMC色成分と
の同時検出が実現できるようになる。
【0048】図11(a)(b)に、本発明に関連する
の発明の構成を図示する。図中、10は検出物体、2
は光源、4はホログラム素子、5はミラー、7aは第1
の光電センサ、7bは第2の光電センサである。
【0049】このホログラム素子4は、R色成分を反射
するとともに、R色成分と補色関係にあるM色成分を透
過する第1の部分と、G色成分を反射するとともに、G
色成分と補色関係にあるC色成分を透過する第2の部分
と、B色成分を反射するとともに、B色成分と補色関係
にあるY色成分を透過する第3の部分とを持って、反射
光を第1の光電センサ7aに照射するとともに、透過光
を第2の光電センサ7bに照射するよう構成される。そ
して、ホログラム素子4の持つ第1の部分、第2の部
分、第3の部分が順番に光路に挿入されるよう構成され
る。
【0050】このように構成される色情報検出装置で
は、ホログラム素子4の配設位置が制御されることで、
最初に、ホログラム素子4の第1の部分のみに検出物体
の色情報が入射されることで、第1の光電センサ7aに
検出物体のR色成分が照射されるとともに、第2の光電
センサ7bに検出物体のM色成分が照射され、続いて、
ホログラム素子4の第2の部分のみに検出物体の色情報
が入射されることで、第1の光電センサ7aに検出物体
のG色成分が照射されるとともに、第2の光電センサ7
bに検出物体のC色成分が照射され、続いて、ホログラ
ム素子4の第3の部分のみに検出物体の色情報が入射さ
れることで、第1の光電センサ7aに検出物体のB色成
分が照射されるとともに、第2の光電センサ7bに検出
物体のY色成分が照射されて、検出物体のRGB色成分
とYMC色成分との同時検出が実現できるようになる。
【0051】この図11(a)(b)では、第1及び第2
の光電センサ7a,7bを備える構成を示したが、図1
1(c)に示すように、ミラー5、ハーフミラー8及び
シャッタ9を使って、この2つの光電センサ7a,7b
に代えて、共用光電センサ7cを設ける構成を採ること
も可能である。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホログラム素子を使って原稿読取用の光学系を構築する
構成を採ることで、原稿読取装置のローコスト化、小型
化、部品点数の削減、調整の簡略化を実現できるように
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関連する第1の発明の構成である。
【図2】本発明に関連する第2の発明の構成である。
【図3】本発明に関連する第2の発明の他の構成であ
る。
【図4】本発明に関連する第3の発明の構成である。
【図5】本発明に関連する第3の発明の他の構成であ
る。
【図6】本発明の一実施例である。
【図7】本発明に関連する第4の発明の構成である。
【図8】第の発明で使うホログラム素子の説明図であ
る。
【図9】本発明に関連する第5の発明の構成である。
【図10】第の発明で使うホログラム素子の説明図で
ある。
【図11】本発明に関連する第6の発明の構成である。
【図12】従来技術の説明図である。
【図13】従来技術の説明図である。
【図14】従来技術の説明図である。
【図15】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 原稿 2 光源 3 ラインイメージセンサ 4 ホログラム素子 5 ミラー 6 レンズ 7 光電センサ 8 ハーフミラー 9 シャッタ 10 検出物体
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/04 - 1/207 G02B 27/00 H04N 1/46 H04N 1/028 - 1/031

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光電変換素子を使って原稿の色画像情報
    を読み取る原稿読取装置において、 回折特性の異なる複数のホログラム素子、あるいは、回
    折特性が異なるとともに、レンズ特性を持つ複数のホロ
    グラム素子を用意し、これらと光源との相対的な位置関
    係を動的に変更していくことで、原稿の色画像情報を光
    電変換素子に照射していくよう構成されることを、 特徴とする原稿読取装置。
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