JPH01147955A - Color picture reader - Google Patents

Color picture reader

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JPH01147955A
JPH01147955A JP62306497A JP30649787A JPH01147955A JP H01147955 A JPH01147955 A JP H01147955A JP 62306497 A JP62306497 A JP 62306497A JP 30649787 A JP30649787 A JP 30649787A JP H01147955 A JPH01147955 A JP H01147955A
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JP
Japan
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color
image
lens
light
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP62306497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Matsunawa
松縄 正彦
Yoshiyuki Ichihara
美幸 市原
Kiyoshi Harada
清 原田
Noriyuki Yamazaki
敬之 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP62306497A priority Critical patent/JPH01147955A/en
Publication of JPH01147955A publication Critical patent/JPH01147955A/en
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  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Color Image Communication Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the generation of a color ghost by employing an achromatic lens for a lens forming the image of a reflected light from an original face so as to reduce the deviation of picture elements between solid-state image pickup elements. CONSTITUTION:The optical information obtained by radiating an original through a fluorescent light source is led to an optical information replacement unit 10 via a 1st mirror, a 2nd mirror and a 3rd mirror. An optical signal led to the unit 10 is collected by a lens 11. The achromatic lens is used for the lens 11. The collected light signal is separated into red optical information and cyan optical information by a dichroic mirror 13 provided on a prism 12. Each color separation image is formed on the light receiving face of each solid- state image pickup element and the picture signal converted into an electric signal is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原稿面を照射しながら走査する露光光学系に
よって得られた原稿光像を撮像ユニット内で結像させる
ようにした多色画像形成装置、例えば、電子写真式カラ
ー複写機などに適用して好適なカラー画像読取装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a multicolor image in which a document light image obtained by an exposure optical system that scans the document surface while illuminating the document surface is formed in an imaging unit. The present invention relates to a color image reading device suitable for application to a forming apparatus, such as an electrophotographic color copying machine.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

一般に、画像読取装置においては、露光走査によって得
られた原稿面の光像を撮像レンズ系を介して光軸を中心
として設置したイメージセンサ等の固体撮像素子上に結
像させるようになっている。
Generally, in an image reading device, an optical image of the document surface obtained by exposure scanning is formed on a solid-state imaging device such as an image sensor installed around the optical axis via an imaging lens system. .

また例えば多色画像形成装置のカラー画像読取装置にお
いては、露光走査によって得られた原稿面のカラー画像
情報の光像を結像レンズ系を通した上で、該原稿光像の
光軸上に設けたプリズム等の光分割手段によって分光し
たのち、それぞれのチャンネルで受光するイメージセン
サ上に結像させるようになっている。
Furthermore, for example, in a color image reading device of a multicolor image forming apparatus, a light image of color image information on a document surface obtained by exposure scanning is passed through an imaging lens system, and is then placed on the optical axis of the document light image. After the light is separated by a light splitting means such as a prism, an image is formed on an image sensor that receives the light in each channel.

上記各イメージセンサ上に結像された各光学像は、光電
変換およびA/D変換されたのち、レーザプリンタ等の
カラー画像形成装置によって、赤青熱の3色や、イエロ
ー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の
4色またはこれらの合成色によってカラー画像が形成さ
れる。
The optical images formed on each of the image sensors are photoelectrically converted and A/D converted, and then processed into three colors of red, blue, yellow (Y), and magenta by a color image forming device such as a laser printer. A color image is formed using four colors: (M), cyan (C), and black (K), or a composite color thereof.

従来技術によるカラー画像読取装置の例を第20図及び
第23図に示す。
Examples of conventional color image reading devices are shown in FIGS. 20 and 23.

第20図はカラー画像読取装置の構成図を示す。FIG. 20 shows a configuration diagram of a color image reading device.

図において、lは透明ガラスの原稿台で、その上に原稿
りを載置する。2は光源、3は第1ミラーでこれらはキ
ャリッジ4上に一体となって図示の矢印Aの方向を移動
する。5A、5Bは第2ミラーおよび第3ミラーでこれ
らは可動ミラーユニット6を構成し一体となってキャリ
ッジ4の1/2の速度で第1ミラー3と同方向に移動す
る。
In the figure, reference numeral 1 denotes a transparent glass original platen, on which the original plate is placed. 2 is a light source, 3 is a first mirror, and these move together on a carriage 4 in the direction of arrow A shown in the figure. Reference numerals 5A and 5B denote a second mirror and a third mirror, which constitute a movable mirror unit 6 and move together in the same direction as the first mirror 3 at 1/2 the speed of the carriage 4.

上記第1.第2.第3ミラーの作用により原稿上の等速
に移動する照射部分の反射光が等距離光路長で光学情報
変換ユニッ)10のレンズ11に送られる。レンズ11
を通過する光束は3色分解プリズム12によりR(赤)
、G(緑)、B(青)の3色に色分解され、更に3個の
イメージセンサ即ちライン状固体撮像素子例えば電荷結
合素子(以後CCDという)15B 、15G 、15
R上に各色の像となって撮像される。
Above 1st. Second. By the action of the third mirror, the reflected light from the irradiated portion moving at a constant speed on the document is sent to the lens 11 of the optical information conversion unit 10 with an equal distance optical path length. Lens 11
The light beam passing through is divided into R (red) by the three-color separation prism 12.
, G (green), and B (blue), and further three image sensors, i.e., linear solid-state imaging devices such as charge-coupled devices (hereinafter referred to as CCDs) 15B, 15G, 15
Images of each color are captured on R.

図のプリズム12において原稿りよりの反射光が結像用
レンズ11によりCCD 15B 、15G 、15R
上に結像される結像光路中にダイクロイックミラー13
A、13Bが配置されている。ダイクロイックミラーは
ガラス等の透明基板上に低屈折率誘電体膜と高屈折率誘
電体膜を交互に多層真空蒸着して得られる干渉フィルタ
ーである。
In the prism 12 shown in the figure, the reflected light from the original is sent to the CCDs 15B, 15G, 15R by the imaging lens 11.
A dichroic mirror 13 is placed in the imaging optical path to form an image on the
A and 13B are arranged. A dichroic mirror is an interference filter obtained by alternately vacuum-depositing low refractive index dielectric films and high refractive index dielectric films on a transparent substrate such as glass.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような従来のカラー画像読取装置は高速に撮像が可
能である反面、 ■各CCDの位置合わせの精度が出しにくい。
Although such conventional color image reading devices are capable of capturing images at high speed, (1) It is difficult to achieve accurate positioning of each CCD.

■45°の透過/反射面をもつプリズム12では、ダイ
クロイック膜の透過反射曲線の立ち上りが緩かすぎて色
再現上好ましくない。従ってトリミングフィルタ16等
と併用する必要がある。
(2) In the prism 12 having a 45° transmission/reflection surface, the rise of the transmission/reflection curve of the dichroic film is too gradual, which is not favorable for color reproduction. Therefore, it is necessary to use the trimming filter 16 or the like together.

以上の2点が大きな問題として存在する。従って非常に
トーンの滑かな中間調画像を撮像する場合には色再現を
除くと良好であるが、文字等の細線を撮像する場合には
、カラーゴーストが出現し実用には耐えない。
The above two points exist as major problems. Therefore, when capturing a halftone image with very smooth tones, it is good except for color reproduction, but when capturing images of thin lines such as characters, color ghosts appear and it is not suitable for practical use.

一方、前記固体撮像素子(COD)は画素幅が7μm程
度の微小な画素子をもって構成されているラインイメー
ジセンサである。従ってこれらの固体撮像素子は、前記
原稿光像を該固体撮像素子上に結像させるために、前記
撮像レンズ、光分割プリズムへの高精度の位置調整がな
されたのち一体のユニットに形成される。
On the other hand, the solid-state image sensor (COD) is a line image sensor configured with minute pixel elements with a pixel width of about 7 μm. Therefore, these solid-state imaging devices are formed into an integrated unit after highly accurate positional adjustment is made to the imaging lens and light splitting prism in order to form the optical image of the original onto the solid-state imaging device. .

前記撮像ユニットが前記原稿光像の光軸からずれると原
稿光像もずれて入力される。撮像ユニットの前部と後部
とが光軸水平面から上下にずれると、撮像素子への光像
の結像位置が上下にずれる。
When the image pickup unit is shifted from the optical axis of the original optical image, the original optical image is also input shifted. When the front and rear portions of the imaging unit are shifted vertically from the horizontal plane of the optical axis, the position where the light image is formed on the image sensor is shifted vertically.

その結果、前記原稿像の先端開始位置に対応して出力さ
れる出力画像の先端開始位置が画像形成方向の前後にず
れる。光軸を基準にした撮像ユニットの左側部と右側部
、とが光軸水平面から上下にずれると、原稿光像の光軸
水平面上の部分が、固体撮像素子上では左右に傾いて結
像し、原稿の走査方向への左辺と右辺とが前後へずれた
菱形状態に出力される。
As a result, the leading edge starting position of the output image corresponding to the leading edge starting position of the original image is shifted back and forth in the image forming direction. If the left side and right side of the imaging unit with respect to the optical axis are shifted vertically from the optical axis horizontal plane, the portion of the original optical image on the optical axis horizontal plane will be imaged tilted to the left or right on the solid-state image sensor. , the document is output in a diamond-shaped state in which the left side and right side in the scanning direction are shifted back and forth.

第21図は、従来例における各G/Rの撮像装置の画面
上下方向の位置ずれが、環境温度によって変化する状態
を、解析および実験によって得られた結果を示す線図で
ある。該線図によれば、温度範囲θ°〜40℃の間に約
40μmの光軸位置ずれを発生する。
FIG. 21 is a diagram showing the results obtained by analysis and experiment of how the screen vertical positional deviation of each G/R imaging device in the conventional example changes depending on the environmental temperature. According to the diagram, an optical axis position shift of about 40 μm occurs in the temperature range θ° to 40° C.

第22図は、同様に各G/Bの撮像装置の画面上下方向
の位置ずれが、環境温度によって変化する状態を同上の
解析および実験によって得られた結果を示す線図である
。この場 合にも上記と同様に0°〜40℃の温度変化により、約
40μmの光軸位置ずれを発生する。
Similarly, FIG. 22 is a diagram showing the results obtained by the above analysis and experiment of how the vertical positional shift of the screen of each G/B image pickup device changes depending on the environmental temperature. In this case as well, a temperature change from 0° to 40° C. causes an optical axis position shift of about 40 μm, as described above.

このように、環境条件変化に対応して位置精度を向上さ
せることは非常に困難であった。
In this way, it has been extremely difficult to improve positional accuracy in response to changes in environmental conditions.

第23図は従来のカラー画像読取装置の他の例を示す構
成図である。これは上述のような位置精度が温度変化に
対する変動要因を除去するために、発光色の異なる3個
の光源とフィルタを用いて、lライン毎にR(赤)、G
(緑)、B(青)の3色の色データを撮像する方式であ
る。この例では単一のラインイメージセンサ(CCD)
を用いるために複数のCCD間の位置合わせ精度ずれと
いう問題はないが、各光源の残光の影響等で、カラーl
ラインの撮像時間が短かくならず、かつ各色lライン毎
に露光走査するため露光回数が増し、高速撮像が不可能
であるという欠点を有している。
FIG. 23 is a configuration diagram showing another example of a conventional color image reading device. In order to eliminate the factors that cause the positional accuracy to fluctuate due to temperature changes, as mentioned above, three light sources and filters with different emission colors are used to provide R (red), G and
This method captures color data of three colors: (green) and B (blue). In this example a single line image sensor (CCD)
Although there is no problem of alignment accuracy deviation between multiple CCDs due to the use of
This method has the disadvantage that the line imaging time is not shortened, and the number of exposures increases because exposure scanning is performed for every l line of each color, making high-speed imaging impossible.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、高速撮像が可能で、良好な色再現と線画の良好
な撮像を可能としたカラー画像読取装置を提供すること
を目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a color image reading device that is capable of high-speed image pickup, good color reproduction, and good image pickup of line drawings. It is something to do.

上記目的を達成する本発明のカラー画像読取装置は、原
稿面に対し相対運動する光源により原稿面を照射し原稿
面よりの反射光をレンズにより結像する結像光路中に色
分解手段を設け複数の色画像を結像し、各色画像を個別
のライン状イメージセンサによって複数の色信号に光電
変換するカラー画像読取装置において、前記レンズがア
クロマティックレンズであることを特徴とするものであ
る。
A color image reading device of the present invention that achieves the above object includes color separation means in an imaging optical path that irradiates the document surface with a light source that moves relative to the document surface and forms an image of reflected light from the document surface with a lens. A color image reading device that forms a plurality of color images and photoelectrically converts each color image into a plurality of color signals using an individual line-shaped image sensor, characterized in that the lens is an achromatic lens.

更に、本発明による前記アクロマティックレンズは、そ
の基準光の一つを620〜700nmの範囲内に選んだ
ことを特徴とするものである。
Furthermore, the achromatic lens according to the present invention is characterized in that one of the reference lights is selected within the range of 620 to 700 nm.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明に係るカラー画像読取装置を含むカラー
画像処理装置の一例を、第1図以下を参照して詳細に説
明する。
Hereinafter, an example of a color image processing apparatus including a color image reading apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 and subsequent figures.

第1図はこの発明に係るカラー画像処理装置の概略構成
を示す。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a color image processing apparatus according to the present invention.

原稿りのカラー画像情報(光学像)はプリズム12のダ
イクロイックミラー13において2つの色分解像に分離
される。この例では、赤Rの色分解像とシアンcyの色
分解像とに分離される。そのため、ダイクロイックミラ
ー13のカットオフは540〜600nm程度のものが
使用される。これによって、赤成分が透過光となり、シ
アン成分が反射光となる。
The color image information (optical image) of the document is separated into two color separated images by the dichroic mirror 13 of the prism 12. In this example, the image is separated into a red R color separation image and a cyan cy color separation image. Therefore, the dichroic mirror 13 used has a cutoff of about 540 to 600 nm. As a result, the red component becomes transmitted light, and the cyan component becomes reflected light.

赤R及びシアンcyの各色分解像は画像読み取り手段例
えばCCD 14R,14Cに供給されて、夫々から赤
成分R及びシアン成分cyのみの画像信号が出力される
The color separated images of red R and cyan cy are supplied to image reading means, for example, CCDs 14R and 14C, and image signals of only the red component R and cyan component cy are output from each image reading means, for example.

画像信号R,CyはA/D変換器30.31に供給され
ることにより、所定ビット数、この例では6ビツトのデ
ジタル信号に変換される。A/D変換と同時にシェーデ
ング補正される。32.33はシェーデング補正用のR
AM/ D A等を示す。シェーデング補正の詳細は後
述する。
The image signals R and Cy are supplied to A/D converters 30 and 31, where they are converted into digital signals having a predetermined number of bits, 6 bits in this example. Shading correction is performed simultaneously with A/D conversion. 32.33 is R for shading correction
Indicates AM/DA etc. Details of the shading correction will be described later.

シェーデング補正されたデジタル画像信号はゲート回路
34.35において最大原稿サイズ幅の信号分のみ抽出
されて、次段の色分離回路36に供給される。取り扱う
最大原稿幅が84判であるときにはゲート信号としては
システムのタイミング信号形成手段(図示せず)で生成
されたサイズ信号B4が利用される。
The shading-corrected digital image signal is extracted by gate circuits 34 and 35 for a signal corresponding to the maximum original size width, and is supplied to a color separation circuit 36 at the next stage. When the maximum document width to be handled is 84 size, a size signal B4 generated by a timing signal generating means (not shown) of the system is used as a gate signal.

ここで、シエーデング補正されたデジタル画像信号を夫
々VR,VCとすれば、これら画像信号VR。
Here, if the digital image signals subjected to shedding correction are VR and VC, respectively, these image signals VR.

VCが色分離回路36に供給されて複数の色信号に分離
される。
VC is supplied to a color separation circuit 36 and separated into a plurality of color signals.

この例では、赤、青及び黒の3つの色信号に分離するよ
うに構成された場合を例示する。
In this example, a case is illustrated in which the signal is configured to be separated into three color signals: red, blue, and black.

分離された各色信号は、夫々その色情報を示すカラーコ
ードデータ(2ビツトデータ)とその濃度データ(6ビ
ツトデータ)とで構成される。これらの各色信号のデー
タは、例えばROM構成の色分離マツプに格納されたも
のが使用される。
Each separated color signal is composed of color code data (2-bit data) indicating its color information and its density data (6-bit data). Data for each of these color signals is stored, for example, in a color separation map configured in a ROM.

色分離された画像データはカラー画像処理工程に移る。The color-separated image data is transferred to a color image processing step.

まず、次段のカラーゴースト補正手段40に供給されて
、主走査方向(水平走査方向)及び副走査方向(ドラム
回転方向)でのカラーゴーストが補正される。41が主
走査方向のカラーゴースト補正回路であり、42が副走
査方向のカラーゴースト補正回路である。
First, it is supplied to the next stage color ghost correction means 40, and color ghosts in the main scanning direction (horizontal scanning direction) and sub-scanning direction (drum rotation direction) are corrected. 41 is a color ghost correction circuit in the main scanning direction, and 42 is a color ghost correction circuit in the sub-scanning direction.

色分離時、特に黒゛の文字の周辺で不要な色ゴースト(
カラーゴースト)が発生するからである。色分離マツプ
の構成によっては、黒文字の周辺に赤または青の色がそ
のエツジ部で現れる・。カラーゴーストを除去すること
によって画質が改善される。
When separating colors, unnecessary color ghosts (especially around the black characters)
This is because color ghosts) occur. Depending on the configuration of the color separation map, red or blue color may appear around the edges of black characters. Image quality is improved by removing color ghosts.

カラーゴースト処理はカラーコードデータのみ対象とな
る。
Color ghost processing applies only to color code data.

画像処理としてはカラーゴースト補正の他に、解像度補
正、部分色変換処理、多値化のための閾値補正を例示す
る。
In addition to color ghost correction, image processing includes resolution correction, partial color conversion processing, and threshold correction for multi-value conversion.

画像処理としては、この他に拡大、縮小処理などがある
が、説明の都合上上述した3種類の画像処理についてそ
の具体例を示すことにする。
Other types of image processing include enlargement and reduction processing, but for convenience of explanation, specific examples of the three types of image processing described above will be shown.

45は解像度補正手段である。解像度補正は輪郭補正で
あるので、対象となる処理用の画像データは濃度データ
である。
45 is a resolution correction means. Since resolution correction is contour correction, the target image data for processing is density data.

部分色変換処理の一例を次に説明する。部分色変換手段
50は原稿などに色マーカによってマークされた原画領
域を検出する領域抽出回路51と、抽出された領域内を
指定した色で複写するためのカラーデータ選択回路(カ
ラーデータセレクタ)52とで構成される。指定した領
域外を指定した色で記録することも勿論可能である。
An example of partial color conversion processing will be described next. The partial color conversion means 50 includes an area extraction circuit 51 that detects an original area marked with a color marker on a document or the like, and a color data selection circuit (color data selector) 52 that copies the extracted area in a specified color. It consists of Of course, it is also possible to record outside the designated area in a designated color.

領域抽出回路51からは色マーカで囲まれた領域を示す
信号(領域信号)が出力され、これとカラーコードデー
タがカラーデータ選択回路52に供給される。
The area extraction circuit 51 outputs a signal (area signal) indicating the area surrounded by color markers, and this and color code data are supplied to the color data selection circuit 52.

カラーデータ選択回路52には、表示・操作部からどの
ような画像処理を行なうかを指示する処理指定信号と、
現在撮像し、出力しなければならない色を示すBBR信
号とが入力され、これらと上述の入力信号とから解像度
補正された濃度データを次段の多値化手段60に送出す
るか否かの選択がなされる。
The color data selection circuit 52 receives a processing designation signal that instructs what kind of image processing is to be performed from the display/operation section;
A BBR signal indicating the color that must be currently captured and output is input, and selection is made as to whether or not to send density data whose resolution has been corrected from these and the above-mentioned input signals to the multi-value conversion means 60 at the next stage. will be done.

例えば、単に複写するときには、BBR信号と同一の色
をもつ画像データのみが出力され、原稿全体に対して色
変換を行なう場合、つまり例えば、赤を青に、青を赤に
夫々色変換しようとする場合には、まず青の記録を行な
うときに赤の画像データを出力し、赤の記録を行なうと
きに青の画像データを出力するように制御されるもので
ある。
For example, when simply copying, only image data with the same color as the BBR signal is output, and when performing color conversion on the entire document, for example, when converting red to blue and blue to red, respectively. In this case, control is performed so that first, when recording blue, red image data is output, and when recording red, blue image data is output.

部分的に色変換を実行する場合、色マーカで囲まれた領
域内の黒情報は、そのマーカの色で記録される。例えば
、赤マーカで囲まれた領域の黒情報を、赤色を記録する
フェーズのとき出力するように制御すれば、その領域内
を部分色変換して記録することができる。
When partially performing color conversion, black information within an area surrounded by a color marker is recorded in the color of that marker. For example, if the black information of the area surrounded by the red marker is controlled to be output during the red recording phase, the area can be partially color-converted and recorded.

このような部分色変換や色指定処理は、カラーを現像す
る場合、色ごとにドラムを回転させて現像し、最終の色
の現像終了によって始めて、定着剋理を行なうような現
像システムを採用することによって、始めて可能になる
For such partial color conversion and color specification processing, when developing colors, a development system is used in which a drum is rotated to develop each color, and fixing is performed only after the development of the final color is completed. By doing so, it becomes possible.

この場合、撮像動作も複数回実行される。このように、
撮像動作と現像動作とを各々複数回行なうことによって
、画像記録処理をリアルタイムで行なうことができる。
In this case, the imaging operation is also performed multiple times. in this way,
By performing each of the imaging operation and the developing operation multiple times, image recording processing can be performed in real time.

リアルタイム処理によって画像記憶用のメモリを削減で
きる。
Real-time processing can reduce memory for image storage.

カラーデータ選択回路52から出力された画像データ(
濃度データ)は多値化手段60によって多値化される。
The image data output from the color data selection circuit 52 (
(density data) is multi-valued by the multi-value coding means 60.

この例では、6ビツトの濃度データが、1.0の1ビツ
トデータ(2値データ)に変換される。2値化のための
基準となる閾値データ(6ビツト)は手動若しくは自動
設定される。
In this example, 6-bit density data is converted to 1-bit data (binary data) of 1.0. Threshold data (6 bits) serving as a reference for binarization is set manually or automatically.

そのため、閾値選択手段61は、手動設定(手動モード
)のための閾値決定手段62と、自動設定(EEモード
)のための閾値決定手段63とで構成される。手動閾値
決定手段62には、色ごとに独立して閾値を決定できる
ようになされており、外部で指定された閾値が出力され
、この閾値をもって2値化される。
Therefore, the threshold value selection means 61 includes a threshold value determination means 62 for manual setting (manual mode) and a threshold value determination means 63 for automatic setting (EE mode). The manual threshold value determining means 62 is configured to be able to independently determine a threshold value for each color, outputs an externally specified threshold value, and performs binarization using this threshold value.

自動閾値決定手段63は、所定の閾値が格納されたRO
Mで構成される。手動、自動の切り換えはEE解除信号
によって行なわれる。通常は自動設定モード(EEモー
ド)である。また、今どのシーケンスで現像器が現像処
理中であるかを示すBBR信号が供給される。
The automatic threshold value determining means 63 is configured to use an RO in which a predetermined threshold value is stored.
Consists of M. Switching between manual and automatic is performed by an EE release signal. Normally, it is automatic setting mode (EE mode). Further, a BBR signal is supplied which indicates in which sequence the developing device is currently undergoing development processing.

2値化回路65によって2値化された画像データはイン
ターフェース回路66を介して出力装置70に供給され
る。インターフェース回路66は、第1及び第2のイン
ターフェースを有し、その一方はトナー濃度コントロー
ルを行なうために使用するバッチ画像データなどを受入
れるためのものである。
The image data binarized by the binarization circuit 65 is supplied to the output device 70 via the interface circuit 66. The interface circuit 66 has first and second interfaces, one of which is for receiving batch image data and the like used for toner density control.

出力装置70としては、レーザ記録装置などを使用する
ことができ、レーザ記録装置を使用する場合には、2値
化された画像が所定の光信号に変換されると共に、これ
が2値データに基づいて変調される。
As the output device 70, a laser recording device or the like can be used. When a laser recording device is used, a binarized image is converted into a predetermined optical signal, and this is converted into a predetermined optical signal based on the binary data. It is modulated by

現像器は、電子写真式カラー複写機が使用される。この
例では、2成分非接触現像で、かつ反転現像が採用され
る。つまり、従来のカラー画像形成で使用される転写ド
ラムは使用されない。実施例では、装置の小型化を図る
ため、画像形成用の0PC(有機光導電性)感光体ドラ
ム上に、青、赤及び黒の3色像をドラム3回転で現像し
、現像後転写を1回行なって、普通紙などの記録紙に転
写するようにしている。
As the developing device, an electrophotographic color copying machine is used. In this example, two-component non-contact development and reversal development are employed. That is, the transfer drum used in conventional color image formation is not used. In this example, in order to reduce the size of the device, a three-color image of blue, red, and black was developed on an 0PC (organic photoconductive) photoreceptor drum for image formation in three rotations of the drum, and the image was transferred after development. This is done once and then transferred to recording paper such as plain paper.

続いて、このように構成されたこの発明におけるカラー
画像処理装置の各部の構成を詳細に説明する。
Next, the configuration of each part of the color image processing apparatus according to the present invention configured as described above will be explained in detail.

まず、この発明に適用して好適な簡易形のカラー複写機
について第2図以下を参照して説明しよう。
First, a simplified color copying machine suitable for application to the present invention will be explained with reference to FIG. 2 and subsequent figures.

簡易形のカラー複写機は色情報を3種類程度の色情報に
分解してカラー画像を記録しようとするものである。分
離すべき3種類の色情報として、この例では、黒BK1
赤R及び青Bを例示する。
A simple color copying machine attempts to record a color image by separating color information into about three types of color information. In this example, black BK1 is used as the three types of color information to be separated.
Red R and blue B are illustrated.

装置のコピー釦をオンすることによって原稿読み取り部
Aが駆動される。
By turning on the copy button of the apparatus, the original reading section A is driven.

まず原稿台l上に載置された原稿りが光学系により光走
査される。
First, an original placed on an original table L is optically scanned by an optical system.

この光学系は、蛍光灯光源2A、2B及び第1ミラー3
が設けられたキャリッジ4、第2ミラー5Aと第3ミラ
ー5Bが設けられた可動ミラーユニット6で構成される
This optical system includes fluorescent lamp light sources 2A, 2B and a first mirror 3.
The movable mirror unit 6 includes a carriage 4 provided with a mirror and a movable mirror unit 6 provided with a second mirror 5A and a third mirror 5B.

キャリッジ4及び可動ユニット6はステッピングモータ
7により、スライドレール8上をそれぞれ所定の速度及
び方向に走行せしめられる。
The carriage 4 and the movable unit 6 are caused to travel on a slide rail 8 at predetermined speeds and directions, respectively, by a stepping motor 7.

蛍光灯光源2A、2Bにより原稿りを照射して得られた
光学情報(画像情報)が第1ミラー4.第2ミラー5A
、第3ミラー5Bを介して、光学情報変換ユニッ)10
に導かれる。
Optical information (image information) obtained by irradiating the original document with the fluorescent light sources 2A and 2B is transmitted to the first mirror 4. Second mirror 5A
, via the third mirror 5B, the optical information conversion unit) 10
guided by.

なお、カラー原稿の光走査に際しては、光学に基づく特
定の色の減衰を防ぐため、蛍光灯2A。
Note that when optically scanning a color document, the fluorescent lamp 2A is used to prevent optical attenuation of specific colors.

2Bとしては、市販の温白色系の蛍光灯が使用され、ま
た、ちらつき防止のためこれらの蛍光灯2A、2Bは約
40kHzの高周波電源で点灯、駆動される。また管壁
の定温保持あるいは、ウオームアツプ促進のため、ポジ
スタ使用のヒーターで保温されている。
As 2B, a commercially available warm white fluorescent lamp is used, and in order to prevent flickering, these fluorescent lamps 2A and 2B are turned on and driven by a high frequency power source of approximately 40 kHz. In addition, in order to maintain a constant temperature of the tube wall or to promote warm-up, the tube wall is kept warm by a heater using a POSISTOR.

原稿台(プラテンガラス)lの左端部の原稿ストッパ板
の裏面側には標準白色板9が設けられている。
A standard white plate 9 is provided on the back side of the document stopper plate at the left end of the document table (platen glass) l.

これは、標準白色板9を光走査することにより画像使用
を白色信号に正規化するためである。
This is to normalize the image usage to a white signal by optically scanning the standard white plate 9.

光学情報変換ユニットlOはレンズ11.プリズム12
、ダイクロイックミラー23及び赤の色分解像が投光さ
れるC CD 14Rと、シアン色の色分解像が投光さ
れるC CD 14Cとで構成される。
The optical information conversion unit IO includes a lens 11. prism 12
, a dichroic mirror 23, a C CD 14R from which a red color-separated image is projected, and a C CD 14C from which a cyan color-separated image is projected.

光学系より得られる光信号はレンズ11により集約され
、上述したプリズム12内に設けられたダイクロイック
ミラー13により赤色光学情報と、シアン色光学情報に
色分解される。
Optical signals obtained from the optical system are collected by a lens 11 and separated into red optical information and cyan optical information by a dichroic mirror 13 provided within the prism 12 described above.

それぞれの色分解像は各CCDの受光面で結像されるこ
とにより、電気信号に変換された画像信号が得られる。
Each color separation image is formed on the light receiving surface of each CCD, thereby obtaining an image signal converted into an electrical signal.

画像信号は信号処理系で信号処理された後、各色信号が
書き込み部Bへと出力される。
After the image signal is processed by the signal processing system, each color signal is output to the writing section B.

信号処理系は第1図に示したように、A/D変換手段の
他、色分離手段、2値化手段等の信号処理回路を含む。
As shown in FIG. 1, the signal processing system includes signal processing circuits such as A/D conversion means, color separation means, and binarization means.

書き込み部Bは偏向器71を有する。偏向器71として
は、カルバノミラーや回転多面鏡などの他、水晶等を使
用した光偏向子からなる偏向器を使用してもよい。色信
号により変調されたレーザビームはこの偏向器71によ
って偏向走査される。
The writing section B has a deflector 71. As the deflector 71, in addition to a carbano mirror or a rotating polygon mirror, a deflector made of an optical deflector using crystal or the like may be used. A laser beam modulated by a color signal is deflected and scanned by this deflector 71.

偏向走査が開始されると、レーザビームインデックス、
センサー(図示せず)によりビーム走査が検出されて、
第1の色信号(例えば青信号)によるビーム変調が開始
される。変調されたビームは帯電器72によって、−様
な帯電が付与された像形成体(感光体ドラム)73上を
走査するようになされる。
When the deflection scan starts, the laser beam index,
The beam scan is detected by a sensor (not shown);
Beam modulation using a first color signal (for example, a blue signal) is started. The modulated beam is scanned by a charger 72 over an image forming member (photosensitive drum) 73 to which a negative charge is applied.

ここで、レーザビームによる主走査と、像形成体73の
回転による副走査とにより、像形成体73上には第1の
色信号に対応する静電像が形成されることになる。
Here, an electrostatic image corresponding to the first color signal is formed on the image forming body 73 by the main scanning by the laser beam and the sub scanning by the rotation of the image forming body 73.

この静電像は、青トナーを収容する現像器74Bによっ
て現像される。現像器74Bには高電圧源からの所定の
バイアス電圧が印加されている。現像により青トナー像
が形成される。
This electrostatic image is developed by a developer 74B containing blue toner. A predetermined bias voltage from a high voltage source is applied to the developing device 74B. A blue toner image is formed by development.

青トナー像はクリーニング装置75のクリーニングブレ
ードの圧着が解除された状態で回転され、次いで第1の
色信号の場合と同様にして第2の色信号(例えば赤信号
)に基づき、静電像が形成され赤トナーを収容する現像
器74Rを使用することによって、これが現像されて赤
トナー像が形成される。
The blue toner image is rotated with the cleaning blade of the cleaning device 75 released, and then an electrostatic image is generated based on a second color signal (for example, a red signal) in the same manner as the first color signal. This is developed to form a red toner image by using developer 74R which is formed and contains red toner.

現像器74Rには高圧電源からの所定のバイアス電圧が
印加されるは言うまでもない。
Needless to say, a predetermined bias voltage from a high voltage power source is applied to the developing device 74R.

同様にして、第3の色信号(黒信号)に基づき静電像が
形成され、黒トナーを収容する現像器748Kにより、
前回と同様にして現像される。
Similarly, an electrostatic image is formed based on the third color signal (black signal), and a developing device 748K containing black toner forms an electrostatic image.
It is developed in the same way as before.

従って、像形成体73上には多色トナー像が書き込まれ
たことになる。
Therefore, a multicolor toner image is written on the image forming body 73.

なお、ここでは3色の多色トナー像の形成について説明
したが、2色又は単色トナー像を形成することができる
のは言うまでもない。
Note that although the formation of a three-color multicolor toner image has been described here, it goes without saying that a two-color or single-color toner image can be formed.

現像処理としては、上述したように、高圧電源からの交
流及び直流バイアス電圧が印加された状態において、像
形成体73に向けて各トナーを飛翔させて現像するよう
にした、いわゆる2成分非接触現像の例を示した。
As described above, the development process is a so-called two-component non-contact development process in which each toner is flown toward the image forming body 73 while AC and DC bias voltages from a high-voltage power source are applied. An example of development is shown.

一方、給紙装置のカセット76から送り出しベルト77
及びタイミングロール78を介して送給された記録紙P
は、像形成体73の回転とタイミングをあわせられた状
態で、像形成体73の表面上に搬送される。そして、高
圧電源から高圧電圧が印加された転写極79により、多
色トナー像が記録紙P上に転写され、かつ分離極80に
より分離される。
On the other hand, the feed belt 77 from the cassette 76 of the paper feeding device
and the recording paper P fed via the timing roll 78
is conveyed onto the surface of the image forming body 73 in a state in which the timing is synchronized with the rotation of the image forming body 73. Then, the multicolor toner image is transferred onto the recording paper P by the transfer pole 79 to which a high voltage is applied from the high voltage power supply, and separated by the separation pole 80 .

分離された記録紙Pは定着装置81へと搬送されること
により定着処理がなされてカラー画像が得られる。
The separated recording paper P is conveyed to the fixing device 81, where it undergoes a fixing process and a color image is obtained.

転写終了した像形成体73はクリーニング装置75によ
り清掃され、次の像形成プロセスに備えられる。
The image forming body 73 after the transfer is cleaned by a cleaning device 75 and is prepared for the next image forming process.

上述したグイクロイックミラー13の透過率特性を第3
図に、光源の発光スペクトルを第4図に、モしてCCD
の分光感度特性を第5図にそれぞれ示す。
The transmittance characteristic of the above-mentioned guichroic mirror 13 is
The emission spectrum of the light source is shown in Figure 4, and the CCD
The spectral sensitivity characteristics of each are shown in FIG.

光源としては、昼光色CD)や温白色(WW)系の蛍光
灯あるいはハロゲンランプ等を用いることができる。ハ
ロゲンランプを使用するときは、適当なフィルタを用い
て蛍光灯の発光スペクトルと同じになるように工夫され
る。
As the light source, a daylight color (CD) or warm white (WW) type fluorescent lamp, a halogen lamp, or the like can be used. When using a halogen lamp, an appropriate filter is used to make the emission spectrum the same as that of a fluorescent lamp.

第6図はカラーゴーストを生じた画像の一例を示すモザ
イク図である。カラーゴーストとしては、第7図A−C
の拡大図に示すように、黒の線のエツジ部では赤と青が
、青線のエツジ部では黒が、赤線のエツジ部では黒が出
現している。
FIG. 6 is a mosaic diagram showing an example of an image in which color ghosts occur. As a color ghost, Figure 7 A-C
As shown in the enlarged view, red and blue appear at the edge of the black line, black appears at the edge of the blue line, and black appears at the edge of the red line.

他の色の組合せではカラーゴーストの出現の仕方が異な
っているのは明らかである。
It is clear that color ghosts appear differently in other color combinations.

このような現象を発生する原因を上記の例をとって示す
The reason why such a phenomenon occurs will be explained using the above example.

第8図に示すように、2つのCODの画素の位置合わせ
が厳密に行なわれていないと、色分離時には第7図のよ
うに、黒のエツジでは赤と青、赤のエツジで黒、青のエ
ツジで黒のゴーストが出現することとなる。
As shown in Figure 8, if the alignment of the pixels of the two CODs is not performed strictly, during color separation, as shown in Figure 7, red and blue will appear at the black edge, black and blue at the red edge. A black ghost will appear at the edge.

従って、これを防ぐためには2つのCCDの位置合わせ
を厳密に行なう必要がある。通常は1画素以内、好まし
くは1/4画素以内で位置合わせを行なう必要がある。
Therefore, in order to prevent this, it is necessary to precisely align the two CCDs. Normally, it is necessary to perform alignment within one pixel, preferably within 1/4 pixel.

本例では、これを実現するために2つのCCDを治具上
で一致させ、次に接着剤で固定する方式を採用し実現し
ている。
In this example, this is achieved by aligning the two CCDs on a jig and then fixing them with adhesive.

第9図以下にその一例を示す。第9図は光学情報変換ユ
ニットの断面図である。レンズ11を保持するレンズ鏡
胴16は、図に示すように保持部材17の上方に向けて
直角に開いた7字状の受は部に収められて、締め金具1
8によって固定された上で装置基板19の所定位置に取
り付けられるようになっている。
An example is shown in FIG. 9 and below. FIG. 9 is a sectional view of the optical information conversion unit. As shown in the figure, the lens barrel 16 that holds the lens 11 is housed in a 7-shaped receiver that opens upward at a right angle to the holding member 17, and is attached to the fastener 1.
8 and then attached to a predetermined position on the device board 19.

保持部材17の後側面には、プリズム12の前面部を落
とし込める取付面17Aを設けていて、該取付面17A
に対し取付部材20によって抱持された前記プリズム1
2をネジ止めにより圧接して固定することが出来るよう
になっている。
A mounting surface 17A into which the front part of the prism 12 can be dropped is provided on the rear side of the holding member 17.
The prism 1 held by the mounting member 20 against
2 can be fixed by pressing them together with screws.

取付面17Aは単純な機械加工工程によって形成される
ものであるからレンズ鏡胴16との距離やその光軸に対
する垂直度の精度が極めて高く、それに取り付けられる
プリズム12を通じて前述したCCD14R,CCD1
4Cの受光面に所定の光像を正しく結像することが出来
るようになっている。
Since the mounting surface 17A is formed by a simple machining process, the distance from the lens barrel 16 and the perpendicularity to the optical axis are extremely accurate.
A predetermined light image can be correctly formed on the light receiving surface of 4C.

第1O図は光学変換ユニットの要部斜視図である。FIG. 1O is a perspective view of essential parts of the optical conversion unit.

第1O図に示すように、レンズ鏡胴16の光軸と直角を
なす取付面17Aと、プリズム12のレンズに相対する
面12Aとの平面の直角度R、、R、のずれ量(レンズ
光軸に対するダイクロイック面の直角度R、、R、の傾
き量)のきき方は、白地に対する白線部と黒線部の信号
出力より求められる解像度(変調伝達関数)MTF M T F = (y −x/ y+ x)X 100
%で与えられる。ここで、Xは照度の最低値、yは照度
の最高値を示す。上記MTFは通常で30%以上の値に
対して傾き量が角度に対して10分で3割前後(9%)
の低下となり、更に角度30分で5割(15%)以上の
低下をきたしてしまい、白黒判別信号取出に支障をきた
してしまうので、この間の面精度保持は重要である(こ
の場合レンズ鏡胴端にプリズム面を接する構造としても
良い)。
As shown in FIG. 1O, the amount of deviation (lens light The method of determining the perpendicularity of the dichroic surface to the axis (the amount of inclination R, , R,) is determined by the resolution (modulation transfer function) MTF MTF = (y − x / y+ x)X 100
It is given in %. Here, X indicates the minimum value of illuminance, and y indicates the maximum value of illuminance. The above MTF is normally a value of 30% or more, and the amount of inclination is around 30% (9%) in 10 minutes with respect to the angle.
It is important to maintain the surface accuracy during this period, as this will further reduce the angle by more than 50% (15%) in 30 minutes, which will hinder the extraction of black and white discrimination signals (in this case, the lens barrel (It is also possible to have a structure in which the prism surface is in contact with the end.)

プリズム12に対するC CD 14R,14Cは、取
付部材24及び25を介して接着剤によって固設される
The C CDs 14R and 14C to the prism 12 are fixed to the prism 12 with an adhesive via attachment members 24 and 25.

第11図はプリズム12とCCD 14R,14Cとの
接合状態の要部断面図を示す実施例で、光分割部材でプ
リズム12の両側部に対称的に接着剤で固設した取付部
材24a、24b(25a、25b)を介して結像部に
CCD 14R,14Cが接着剤で固設される。
FIG. 11 is an embodiment showing a cross-sectional view of the main part of the prism 12 and the CCDs 14R and 14C in a joined state, in which mounting members 24a and 24b are attached to both sides of the prism 12 symmetrically with adhesive as light splitting members. CCDs 14R and 14C are fixed to the imaging section via (25a, 25b) with adhesive.

取付部材24.25材質としては、2つの理由から線膨
張係数の小さい材質のものが望まれる。一つは温度変動
によって画素ズレが生じないようにするためと、他の一
つはプリズム12に接着した取付部材24.25が両者
の線膨張係数の相違によって内部歪が生じ、プリズム1
2にヒビ割れ等の発生するのを防止するためである。
As for the material of the mounting members 24 and 25, a material with a small coefficient of linear expansion is desired for two reasons. One is to prevent pixel misalignment due to temperature fluctuations, and the other is to prevent internal distortion of the mounting members 24 and 25 bonded to the prism 12 due to the difference in linear expansion coefficient between the two.
This is to prevent the occurrence of cracks, etc. in 2.

温度変動による画素ズレの問題は各CCD 14R。Each CCD 14R has the problem of pixel misalignment due to temperature fluctuations.

14Cの取付部材24.25との固設条件を全く同じに
することで、COD相互間の画素ズレは減じることがで
きるが、更に線膨張係数が小さい必要がある。
By making the fixing conditions of 14C and the mounting members 24 and 25 exactly the same, pixel misalignment between CODs can be reduced, but the linear expansion coefficient needs to be smaller.

通常、プリズムの線膨張係数は7.4X 10−’(光
学ガラスBK−7)程度小さいことから、取付部材とし
てはガラス、セラミック材(7,0〜8.4X 10−
・)や低熱膨張合金、例えばインバー合金(1〜3×l
ロー”)、ニジレスト鋳鉄(4〜IOX 10−’))
等が適当で、アルミニウム材(25X 10−’)はあ
まり適当ではない。
Normally, the linear expansion coefficient of a prism is as small as 7.4X 10-' (optical glass BK-7), so glass or ceramic materials (7.0 to 8.4X 10-') are used as mounting members.
) and low thermal expansion alloys, such as Invar alloy (1~3×l
Low"), Nijirest cast iron (4~IOX 10-'))
etc., and aluminum material (25 x 10-') is not so suitable.

上述の実施例ではプリズム12と取付部材24(25)
、取付部材24(25)とCCD 14R(14c ’
)との固設には接着剤を用い、分割された光像について
各CCD14R,14cの関係位置調整を行なったとこ
ろで第11図の例のように接着剤による密接固設を行な
うようにした。特に、第11図においては取付部材とし
て線膨張係数の大きい鉄(12X 10−’)を用いて
も実用上はC方向の寸法が短いため熱による延びはあま
り影響されず、又d方向はラインセンサの並びの方向で
あり、かつプリズム材質とラインセンサのパッケージ材
質がセラミック材であるため、その線膨張係数が同じと
なり、このような構成では、画素ズレは発生しなかった
In the above embodiment, the prism 12 and the mounting member 24 (25)
, mounting member 24 (25) and CCD 14R (14c'
), and after adjusting the relative positions of the CCDs 14R and 14c with respect to the divided optical images, the CCDs 14R and 14c are closely fixed with adhesive as in the example shown in FIG. In particular, in Fig. 11, even if iron (12 x 10-') with a large coefficient of linear expansion is used as the mounting member, the dimension in the C direction is short, so the elongation due to heat is not affected much, and the d direction is a line. This is the direction in which the sensors are arranged, and since the prism material and the line sensor package material are ceramic materials, their linear expansion coefficients are the same, and with this configuration, no pixel misalignment occurred.

接着剤は、2液性タイプ接着剤及び光硬化型接着剤で特
に紫外線硬化型接着剤が最も好ましい。
The adhesive is a two-component type adhesive or a photocurable adhesive, and an ultraviolet curable adhesive is particularly preferred.

特に、光硬化型接着剤は単に光の強度により接着剤の硬
化時間を速めることができ、作業性の向上とコスト低減
、製品の安定化を図ることができる。光硬化型接着剤の
中でも特に紫外線硬化型のものは紫外線照射によっても
熱変化が殆どなく、安定した硬化が得られる。
In particular, photo-curable adhesives can speed up the curing time of the adhesive simply by changing the intensity of light, improving workability, reducing costs, and stabilizing the product. Among photo-curable adhesives, ultraviolet-curable adhesives in particular exhibit almost no thermal change even when exposed to ultraviolet rays, and can be stably cured.

光硬化型接着剤としてスリーポンドT B 3060B
(商品名)、電化1045K (商品名)、ノーランド
65(商品名)等を用い、高圧水銀灯による紫外線照射
を行なったところ、後に述べる環境テスト等に対しても
良好な結果を得ることができた。
Three Pond T B 3060B as a light curing adhesive
(Product name), Denka 1045K (Product name), Norland 65 (Product name), etc., were used to irradiate ultraviolet light with a high-pressure mercury lamp, and good results were obtained in the environmental tests described later. .

同じく紫外線硬化をのウレタン系スリーポンド3062
B (商品名)、L T 350(商品名)等を用いた
ところ耐湿性にも一段と効果があり、且つ強度補償を有
する接着を得ることができた。
Urethane-based Threepond 3062, which also has UV curing.
When B (trade name), L T 350 (trade name), etc. were used, it was possible to obtain an adhesive that was even more effective in moisture resistance and had strength compensation.

以上の方法でCCD 14R,14cの全体としての位
置ずれは、1画素を7μmとした場合774μm= 1
.75μm以内に抑えることが可能になった。
With the above method, the overall positional deviation of CCDs 14R and 14c is 774 μm = 1, assuming that one pixel is 7 μm.
.. It became possible to suppress the thickness to within 75 μm.

第13図は、波長の異なる単色光がレンズ11を透過し
て光軸上に結像する各位置を示す細土色収差の説明図で
ある。
FIG. 13 is an explanatory diagram of Hosochromatic aberration showing each position where monochromatic light having different wavelengths passes through the lens 11 and forms an image on the optical axis.

各単色光の波長を次に示す。The wavelengths of each monochromatic light are shown below.

g線:  435.84nm F線:  486.13nm d線:  587.56nm C線:  656.28nm 上記各波長の単色光に対して、軸上の色収差は第13図
のようになり、d線の結像位置(d)に対してg線の結
像位置(g)は、軸上で前方にΔXgdの位置に在り、
またこのg線光はd線のピント面上で下方にΔYgdの
位置に達する。
G-line: 435.84nm F-line: 486.13nm D-line: 587.56nm C-line: 656.28nm For monochromatic light of each wavelength above, the axial chromatic aberration is as shown in Figure 13, and the chromatic aberration of the d-line is as follows. With respect to the imaging position (d), the imaging position (g) of the g-line is located at a position ΔXgd forward on the axis,
Further, this g-line light reaches a position ΔYgd downward on the d-line focus plane.

第14図はアクロマティックレンズおよびアポクロマテ
ィックレンズによる色収差特性図である。
FIG. 14 is a chromatic aberration characteristic diagram of an achromatic lens and an apochromatic lens.

図において横軸は波長を、・縦軸は色収差(ΔY)とす
る。曲線ACはアクロマティックレンズ(f=300m
m、F :4.0)による色収差特性ヲ示シ、曲線AP
は蛍石を用いたアポクロマティックレンズ(f= 30
0mm、 F :5.6)による色収差特性を示す。
In the figure, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents chromatic aberration (ΔY). Curve AC is an achromatic lens (f=300m
m, F: 4.0), curve AP
is an apochromatic lens using fluorite (f = 30
0mm, F: 5.6).

図示のように、アポクロマティックレンズにょる色収差
は極めて少なく理想的であるが、レンズ硝材が蛍石等の
特殊なものを使用する必要があり、かつレンズ研摩加工
も難しいために、実際には天体望遠鏡等の特殊用途で少
数の機器に使用されるにすぎない。このため、一般のオ
フィスユースの事務機器としては、製造原価が低廉で量
産性のよいレンズが求められ、この面から上記アポクロ
マティックレンズを採用することは困難である。
As shown in the figure, the chromatic aberration of an apochromatic lens is extremely small, which is ideal, but it requires the use of a special lens material such as fluorite, and lens polishing is difficult, so in reality it is difficult to use for astronomical objects. It is only used in a small number of special purpose devices such as telescopes. Therefore, for office equipment for general office use, there is a need for lenses that are inexpensive to manufacture and can be mass-produced, and from this point of view it is difficult to employ the above apochromatic lenses.

これに対して製造原価・量産性に優れている一般のアク
ロマティックレンズを使用するのが望ましい。しかし、
一般のアクロマティックレンズは第13図に示すように
極めて大きな色収差を有している。図において、曲線A
Cは2波長、即ちd線付近のb点と短波長側のa点の2
点で色収差が最も少なく、かつ曲線APともほぼ一致し
ている。
In contrast, it is desirable to use a general achromatic lens, which is superior in manufacturing cost and mass production. but,
A general achromatic lens has extremely large chromatic aberration as shown in FIG. In the figure, curve A
C has two wavelengths, namely point b near the d line and point a on the short wavelength side.
The point has the least chromatic aberration, and also almost coincides with the curve AP.

本発明者等は、上記のような観点により、アクロマティ
ックレンズの設計において、細土色収差の一致する2波
長の最適選択と、光源との最適組合わせを種々検討の結
果見出した。
From the above viewpoint, the inventors of the present invention have found, as a result of various studies, the optimal selection of two wavelengths with matching Hosochi chromatic aberrations and the optimal combination with a light source in the design of an achromatic lens.

第15図は倍率収差と波長の関係を説明する図であり、
倍率の各色(g * d + 0 )による枠の色滲み
(色収差)を拡大図示したものである。なお、図は後方
絞りを有する凸レンズの倍率の色収差を示す。
FIG. 15 is a diagram explaining the relationship between magnification aberration and wavelength,
This is an enlarged view of the color blur (chromatic aberration) of the frame due to each color (g*d+0) of magnification. Note that the figure shows the lateral chromatic aberration of a convex lens having a rear aperture.

図示のように、波長の短い青い光はど倍率が大きくなっ
てしまう。第9図、第10図に示す2色分解光学ユニッ
トIOにおけるラインイメージセンサ14R,14Cの
位置合わせを行なう場合、および第12図に示す三色分
解光学ユニットにおける三色分解プリズム120を経て
複数のラインイメージセンサ(CCD等)15R,15
B 、15Gの画素上の各位置合わせを行なう場合には
、各結像の倍率を一致させることが最大のポイントとな
る。即ち、このようなカラー画像読取装置においては、
倍率を一致させたのちの画像ボケ(MTF劣化)に対し
て、どのように処理す、るかが、重大な問題となる。
As shown in the figure, blue light with a short wavelength has a large magnification. When aligning the line image sensors 14R and 14C in the two-color separation optical unit IO shown in FIGS. Line image sensor (CCD etc.) 15R, 15
When aligning the B and 15G pixels, the most important point is to match the magnification of each image. That is, in such a color image reading device,
A serious issue is how to deal with image blurring (MTF deterioration) after matching the magnifications.

第13図に示すように、この例ではグリーン光の最良ピ
ント位置gにCCD(青)14B 、CCD (赤)1
4Rを合わせると、グリーン光のMTFは良好であるが
、ブルー光やにラド光に対するCOD出力のMTFは著
しく劣ってしまい、実用に耐えなくなってしまう。通常
MTFがベストピント位置での値の80%程度まで低下
する点までをCCDの位置合わせの余裕幅とすると、お
よそ20〜60μ。程度の幅がある。従ってこの幅内に
入るようにレンズの設計を行なう必要がある。
As shown in FIG. 13, in this example, CCD (blue) 14B and CCD (red) 1 are located at the best focus position g of the green light.
When 4R is combined, the MTF of green light is good, but the MTF of COD output with respect to blue light, rad light, and so on is significantly inferior, making it unsuitable for practical use. Normally, the margin for CCD alignment is approximately 20 to 60μ until the MTF drops to about 80% of the value at the best focus position. There is a range of degrees. Therefore, it is necessary to design the lens so that it falls within this width.

上記レッド、グリーン、ブルーの三色分解でなく、シア
ンとレッドの二色光に分解する場合には、第14図のよ
うに結像位置が波長により急激に変わってしまい、光源
によってはMTFが著しく悪くなってしまう。
When separating into two colors of cyan and red instead of the three-color separation of red, green, and blue mentioned above, the imaging position changes rapidly depending on the wavelength as shown in Figure 14, and depending on the light source, the MTF may be significantly It gets worse.

以上のように、一般にはレンズ設計上の工夫と光源の選
択を行なう必要がでてくる。
As described above, it is generally necessary to take measures in lens design and to select a light source.

(実施例1) シアン/レッドに2色分解する場合 光源としては、WW(温白色)、DL(昼光色)。(Example 1) When separating two colors into cyan/red The light source is WW (warm white) and DL (daylight).

BF等の蛍光灯と、IR(赤外線)カットフィルタ付の
ハロゲンランプとの2種類について実施する。
The test will be conducted using two types of lamps: fluorescent lamps such as BF, and halogen lamps with IR (infrared rays) cut filters.

第16図は上記光源の波長と相対輝度を示すもので、実
線で示す曲線はWW蛍光灯の特性、破線で示す複数の曲
線は!Rカットフィルタ付のハロゲンランプの特性をそ
れぞれ示す。蛍光灯の場合には、Hgの輝線スペクトル
があり、特に400〜450nmにある輝線スペクトル
の影響によりシアン側MTF値が低下してしまう。従っ
て第14図の■、■2点をどう選定するかが大きな問題
である。
FIG. 16 shows the wavelength and relative brightness of the light source, where the curve shown by the solid line is the characteristic of the WW fluorescent lamp, and the curves shown by the broken line are the characteristics of the WW fluorescent lamp. The characteristics of a halogen lamp with an R-cut filter are shown below. In the case of a fluorescent lamp, there is an Hg bright line spectrum, and the cyan side MTF value decreases due to the influence of the bright line spectrum particularly in the range of 400 to 450 nm. Therefore, the big problem is how to select the two points ◯ and ◯ in Fig. 14.

第17図はダイクロイック波長(カットオフ)を変化さ
せたときのCCD出力より求めたMTF値の変化を示す
図である。図示のように、前記輝線スペクトルの影響が
著しく表われる。
FIG. 17 is a diagram showing changes in the MTF value obtained from the CCD output when the dichroic wavelength (cutoff) is changed. As shown in the figure, the influence of the bright line spectrum is noticeable.

第1表はダイクロイック波長(カットオフ)を560n
mに設定したときの光源とアクロマティックレンズの組
合せによる色収差とMTF値を出力し画素ずれを判定し
た表である。
Table 1 shows the dichroic wavelength (cutoff) of 560n.
This is a table that outputs the chromatic aberration and MTF value due to the combination of the light source and the achromatic lens when set to m, and determines the pixel shift.

第1表 第1表によれば、◎印が画素ずれがMax、 1画像前
後と少なく、良好な結果が得られた。即ち、蛍光灯光源
の場合、ダイクロイック、カットオフ波長を560nm
に設定してHgの輝線スペクトルの影響を除去し、更に
前記第14図の0点としてg線(436nm)付近を、
0点としてC線(656nm)付近を選定したとき、M
TF値はシアン32%、レッド33%の良好な結果とな
った。
Table 1 According to Table 1, the pixel shift indicated by ◎ was at the maximum, which was as small as around one image, and good results were obtained. That is, in the case of a fluorescent light source, the dichroic light source has a cutoff wavelength of 560 nm.
, to remove the influence of the Hg bright line spectrum, and further set the vicinity of the g-line (436 nm) as the 0 point in FIG.
When selecting the vicinity of the C line (656 nm) as the 0 point, M
Good results were obtained with TF values of 32% for cyan and 33% for red.

同様に、赤外線カットフィルタ付ハロゲンランプを使用
した場合、0点をg線付近に、0点をC線付近に選定し
たとき、MTF値はシアン32%、レッド33%と良好
な結果となった。
Similarly, when using a halogen lamp with an infrared cut filter, when the 0 point was selected near the G-line and the 0 point was selected near the C-line, the MTF values were 32% for cyan and 33% for red, giving good results. .

(実施例2) レッド/グリーン/ブルーに3色分解する場合光源は前
記と同様の2種類として実施する。第18図はアクロマ
ティックレンズによる三色分解時の色収差特性図および
光源光の相対輝度特性図である。
(Example 2) When performing three-color separation into red/green/blue, two types of light sources are used as described above. FIG. 18 is a chromatic aberration characteristic diagram and a relative luminance characteristic diagram of light source light during three-color separation by an achromatic lens.

第2表は、前述の第1表と同様にして光源とアクロマテ
ィックレンズの組合わせによる色収差を設定しMTFを
測定し、画素ずれを判定したものである。
Table 2 shows the results obtained by setting the chromatic aberration due to the combination of the light source and the achromatic lens, measuring the MTF, and determining the pixel shift in the same manner as in the above-mentioned Table 1.

第2表 以上、実施例1および2に示すように、本実施例では、
0点としてC線に固定したが、色分解時にシアン(また
はブルー)をその一つとしたときは、(1)  蛍光灯
使用時には、0点を400〜480nm、■点を620
〜700nmとし、0点の設定波長以下に輝線スペクト
ルのピークがくるようにすることが良好な結果を得るこ
とになる。
As shown in Table 2 and above and Examples 1 and 2, in this example,
The 0 point was fixed at the C line, but when cyan (or blue) is used as one of the colors during color separation, (1) When using a fluorescent lamp, the 0 point is set to 400 to 480 nm, and the ■ point is set to 620 nm.
~700 nm and the peak of the bright line spectrum is below the set wavelength of the 0 point to obtain good results.

(I[)  ハロゲンランプ使用時には、0点を400
〜540nm、■点を620〜700nmとなるものを
使用することが可能である。
(I[) When using a halogen lamp, set 0 to 400.
It is possible to use a material with a wavelength of 620 to 700 nm and a point ① of 620 to 700 nm.

以上(I)、(n)をまとめると、第19図のようにな
る。このようにして光源設定に伴ない、第19図の■点
■点設定領域内でかつ輝線スペクトルのピークのない箇
所に0点と0点を定めることにより、色収差が少なく解
像力の優れた画像を得ることがで、きる。
The above (I) and (n) can be summarized as shown in FIG. 19. In this way, along with the light source settings, by setting the 0 points and 0 points within the ■ point ■ point setting area in Figure 19 and at locations where there is no peak in the bright line spectrum, images with less chromatic aberration and excellent resolution can be obtained. Obtainable.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明して来たように、本発明は複数の一次元イメー
ジセンサを用い、Cyan又はB lue光を含む色分
解光を光電変換する撮像系をもつ画像処理装置に関し、
カラーゴーストの発生を押え、高いMTF値を与える撮
像系のためのレンズ/光源についての最適な設定を明ら
かにしたものである。
As explained above, the present invention relates to an image processing device that uses a plurality of one-dimensional image sensors and has an imaging system that photoelectrically converts color-separated light including cyan or blue light.
This study clarified the optimal settings for the lens/light source for an imaging system that suppresses the occurrence of color ghosts and provides a high MTF value.

本発明を用いた結果、高速撮像(l ms/ 1ine
以下)、各CCD間の画素ズレ量低減(1/4pel)
、高いMTF(各30%程度)を実現する系を作り上げ
る事が可能となった。
As a result of using the present invention, high-speed imaging (l ms/1ine
(below), pixel shift amount reduction between each CCD (1/4 pel)
, it has become possible to create a system that achieves high MTF (about 30% each).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るカラー画像読取装置を含むカラー
画像処理装置のブロック図、第2図は本発明を適用した
カラー複写機の構成図、第3図はダイクロイックミラー
の透過率特性図、第4図は光源の発光スペクトル特性図
、第5図はCCDの分光特性図、 第6図はカラーゴーストを生じた画像の一例を示すモザ
イク図、 第7図はカラーゴーストの拡大説明図、第8図はCOD
の画素の位置ずれを示す説明図、第9図は光学情報変換
ユニットの断面図、第1O図は光学情報変換ユニットの
要部斜視図、第11図はプリズムとCCDの接合状態を
示す要部断面図、 第12図は3色分解読取装置の光学情報変換ユニットの
光路図、 第13図は色収差を説明する光路図、 第14図はアクロマティックレンズおよびアポクロマテ
ィックレンズの色収差図、 第15図は倍率収差を説明する光路図、第16図は光源
の輝度特性図、 第17図はCCD出力のMTF特性図、第18図はアク
ロマティックレンズによる三色分解の色収差特性図、 第19図は光源の波長設定を説明する図、第20図は従
来のカラー画像読取装置の構成図、第21図および第2
2図は温度変化によるCCD取付位置ずれを示す線図、 第23図は従来のカラー画像読取装置の他の例を示す構
成図である。 lO・・・光学情報変換ユニット 11・・・レンズ 12.120・・・色分解プリズム 13・・・ダイクロイックミラー 14R,14C,15R,15B 、15G・・・CC
D(ラインイメージセンサ)
FIG. 1 is a block diagram of a color image processing device including a color image reading device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a color copying machine to which the present invention is applied, and FIG. 3 is a transmittance characteristic diagram of a dichroic mirror. Figure 4 is an emission spectrum characteristic diagram of the light source, Figure 5 is a spectral characteristic diagram of CCD, Figure 6 is a mosaic diagram showing an example of an image with color ghosts, Figure 7 is an enlarged explanatory diagram of color ghosts, Figure 8 is COD
FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical information conversion unit, FIG. 12 is an optical path diagram of the optical information conversion unit of the three-color decoding device. FIG. 13 is an optical path diagram explaining chromatic aberration. FIG. 14 is a chromatic aberration diagram of an achromatic lens and an apochromatic lens. is an optical path diagram explaining magnification aberration, Fig. 16 is a luminance characteristic diagram of the light source, Fig. 17 is an MTF characteristic diagram of CCD output, Fig. 18 is a chromatic aberration characteristic diagram of three-color separation by an achromatic lens, and Fig. 19 is a diagram A diagram explaining the wavelength setting of a light source, FIG. 20 is a configuration diagram of a conventional color image reading device, FIG. 21, and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing displacement of the CCD mounting position due to temperature change, and FIG. 23 is a configuration diagram showing another example of a conventional color image reading device. lO... Optical information conversion unit 11... Lens 12, 120... Color separation prism 13... Dichroic mirror 14R, 14C, 15R, 15B, 15G... CC
D (line image sensor)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)原稿面に対し相対運動する光源により原稿面を照
射し原稿面よりの反射光をレンズにより結像する結像光
路中に色分解手段を設け複数の色画像を結像し、各色画
像を個別のライン状イメージセンサによって複数の色信
号に光電変換するカラー画像読取装置において、前記レ
ンズがアクロマティックレンズであることを特徴とする
カラー画像読取装置。(2)前記アクロマティックレン
ズは、その基準光の一つを620〜700nmの範囲内
に選んだことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
カラー画像読取装置。 (3)前記色分解手段を用い、前記複数のイメージセン
サの各取付位置合わせ精度を1画素以内としたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載のカラ
ー画像読取装置。 (4)前記色分解手段による色分解光の一つとしてシア
ン光を用いて撮像する場合、前記アクロマティックレン
ズの他の基準光を440〜540nmの範囲内に設け、
かつ光源として500nm以下にスペクトルピークが存
在しないものを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項ないし第3項の何れか1項に記載のカラー画像読
取装置。 (5)前記色分解手段による色分解光の一つとしてシア
ン光を用いて撮像する場合、前記アクロマティックレン
ズの他の基準光を440〜480nmの範囲内に設け、
かつ光源として500nm以下の鋭いスペクトルピーク
を該基準波長以下となるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第4項記載のカラー画像読取装置。 (6)前記色分解手段による色分解光の一つとしてシア
ン光を用いて撮像する場合、前記アクロマティックレン
ズの他の基準波長を400〜480nmの範囲内に設け
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項
の何れか1項に記載のカラー画像読取装置。
[Scope of Claims] (1) A color separation means is provided in the imaging optical path in which the document surface is irradiated with a light source that moves relative to the document surface and the light reflected from the document surface is imaged by a lens, and a plurality of color images are formed. 1. A color image reading device that forms an image and photoelectrically converts each color image into a plurality of color signals using an individual line-shaped image sensor, wherein the lens is an achromatic lens. (2) The color image reading device according to claim 1, wherein the achromatic lens has one of its reference lights selected within a range of 620 to 700 nm. (3) The color image reading device according to claim 1 or 2, characterized in that the color separation means is used so that the mounting positioning accuracy of each of the plurality of image sensors is within one pixel. (4) When imaging using cyan light as one of the color separation lights by the color separation means, providing another reference light of the achromatic lens within the range of 440 to 540 nm;
The color image reading device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a light source having no spectral peak at a wavelength of 500 nm or less is used. (5) When imaging using cyan light as one of the color separation lights by the color separation means, providing another reference light of the achromatic lens within the range of 440 to 480 nm;
5. The color image reading device according to claim 4, wherein the light source has a sharp spectral peak of 500 nm or less that is below the reference wavelength. (6) In the case of imaging using cyan light as one of the color-separated lights by the color separation means, the other reference wavelength of the achromatic lens is set within the range of 400 to 480 nm. The color image reading device according to any one of the ranges 1 to 3.
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