JPH02134088A - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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JPH02134088A
JPH02134088A JP63287212A JP28721288A JPH02134088A JP H02134088 A JPH02134088 A JP H02134088A JP 63287212 A JP63287212 A JP 63287212A JP 28721288 A JP28721288 A JP 28721288A JP H02134088 A JPH02134088 A JP H02134088A
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JP
Japan
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filter
ccd
light
image
optical path
Prior art date
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Pending
Application number
JP63287212A
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English (en)
Inventor
Yujiro Ishikawa
雄二郎 石川
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、画像入力装置に関するものである。
[従来技術] 従来、この種の画像人力装置は、第5図に示すすような
構造を取っている。同図において、装置50前面に取付
けられたレンズ51により被写体52からの光が結像す
る位置には、固体撮像素子(以下CCDと称す)53が
設けられ、そのCCD53に至る光路上には、フィルタ
ユニット54が取付けられている。このフィルタユニッ
ト54は第6図に示すように、レッド、グリーン、ブル
ーの色フィルタ55R,55G、55B及び透明フィル
タ56が配置されている。このフィルタユニット54は
、回転軸54Cを中心に回転することにより前記各フィ
ルタを択一的に前記光路上に置くことができる。この回
転軸54Cにはステップモータ57が取付けられている
。前記CCD53には、出力されるデータをアナログ−
デジタル変換するための変換器58を介してメモリ59
に接続されている。また各部材を統括的に制御するため
の制御装置60が取付けられている。
以上のように構成された装置において、まず透明フィル
タ56が光路上に配置された状態で、輝度調整、焦点距
11iI調整等が行なわれる。次にステップモータ57
が回転し、前記光路上にレッドのフィルタ55Rを置く
。するとCCD53は被写体像のレッド成分のみが結像
する。CCD53は制御装置60の制御に従い所定期間
だけ光を受光し、その間に受光した光の輝度の積分値の
データを出力する。このデータは変換器58によりデジ
タルのデータに変換され、メモリ59に貯えられる。
次にステップモータ57が90°毎に回転し、グリーン
及びブルーのフィルタ55G、55Bを順次光路上に配
置し、それぞれ同様にして被写体像のグリーン及びブル
ーの成分のデジタルのデータを、メモリ59に記憶させ
る。
また第7図に示すように、CCD61の各入力素子61
aをレッド、グリーン、ブルーの小フィルタ62R,6
2G、62Bで覆うことにより、−度にカラー画像を取
込むこともできる。
しかしながら前者の構成ではフィルタを間歇回転する必
要があり、振動等が多く、また−枚の画像の取込みに必
要な時間が長いといった問題点があった。また後者の構
成では解像度が3分の1程度となるといった問題点があ
った。
かかる問題を解決するために本出願人によって、フィル
タユニットを連続回転させながら画像を入力する装置が
、特願昭63−217490号の願書に添付された明細
書及び図面により紹介されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、この装置では、フィルタユニットが等速
回転するために積分時間を自由に設定することができな
い。そのため、入力光の波長等により感度が変化するよ
うなCCDを用いた場合、フィルタユニットの回転に同
期して制御される可変利得増幅器が不可欠である。しか
し、この可変利得増幅器は、信号の雑音成分も同一利得
で増幅する為、CCDに対し感度の低い光の信号に対し
てのみS/N値(信号−雑音比)が悪くなった。
そのため、実際に入力された画像は、青色成分に対して
雑音成分が目立つものとなった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その目的は、各色成分に対しS/N値を略一定にする
ことにより全体的にバランスのとれた画像を入力できる
画像入力装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を性成するために本発明は、複数の光入力素子
が縦及び横方向に配列されてなり、各入力素子の人力し
た光の輝度を時間積分した積分値を出力する撮像手段と
、回転軸を中心とする所定円周上に配置された少くとも
2個の色フィルタを前記回転軸を中心とした回転に伴な
い順次前記撮像手段に至る光路上に配置するフィルタユ
ニットと、該フィルタユニットを等速回転させるフィル
タ駆動手段とを有する画像入力装置において、少くとも
、前記撮像手段に対して最も感度の低い光を透過する色
フィルタの幅を他の色フィルタよりも長くしたことを要
旨とする。
[作用] 上記構成を有す本発明において、前記フィルタユニット
は等速回転する。この回転により色フィルタが光路を横
切ると、その色に対応する波長の光が透過し、撮像手段
に至る。撮像手段は光路上に色フィルタが入る時点より
抜けるまでの時間に関連してその光を入力し、その光の
輝度を積分する。つまり、積分時間は色フィルタの幅に
より制御される。
この色フィルタの幅は前述のように設定されており、感
度特製の悪い波長の先程積分時間が長くなる。そのため
、積分値は6光に対しバランスのとれたものとなる。
[実施例コ 以下に本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。
本実施例の画像入力装置の構成を示す第1図において、
本装置前面に取付けられたレンズ機構11の後方にはC
CD12が取付けられている。このレンズ機構11は複
数のレンズにより構成され、各レンズの位置を調整する
ことにより1.任意の距離を隔てた位置にある被写体1
3の実像を前記CCD12上に結像することが可能であ
る。このCCD12は、短波長域程感度が悪くなってお
り、本発明の手法により、補正されている。
このレンズ機構11とCCD12との間には、フィルタ
ユニット13が取付けられている。このフィルタユニッ
ト13は、第2図に示すように、円板形状で、円周上に
レッドフィルタ14R1グリーンフイルタ14G1ブル
ーフイルタ14Bが設けられている。このフィルタユニ
ット13は、中央部に設けられた回転軸13Cを中心に
回転可能に軸支され、その回転に応じて各色フィルタ1
4R,14G、14Bを前記光路中に挿入可能である。
この回転軸13Cはステップモータ16の出力軸に接続
されている。各色の分割角度の割合は以下の如く決定さ
れる。フィルタユニットを回転させないで、レッド、グ
リーン、ブルーの各色フィルタ14R,14G、14B
で完全にCCD12を覆った時のレッド、グリーン、ブ
ルー各色に対する光学系及びCCD系を総合した感度比
をηR1ηa、  ηB (ηR〉η0〉ηB)とする
Oこのとき各色の分割角度は (Rθ−Xθ) ηR” (Gθ−Xθ) n。
−(Bθ−Xθ)ηB となるように割り振る。
但し、Rθ、Gθ、Bθは第2図の如くレッド。
グリーン、ブルーの色フィルタ14R,14G。
14Bの分割角度であり、Xθは第3図の如く、CCD
13が面積を有するために生じるもので、各色フイルタ
境界が光路12a上を通過するため読取り不可となる角
度である。
前記光路は図示しない黒色の遮光壁で囲まれており、前
記各色フィルタ14R,14G、14Bは、その光路の
断面を隙間無く覆うことが可能である。また各フィルタ
の境界の位置には、回転角度検出用の3個の磁石17.
18が設けられている。この3個の爪の内、レッドフィ
ルタ14R及びブルーフィルタ14Bの間に設けられた
磁石18は、他の2個より強く、原点検出用を兼ねてい
る。前記回転軸13Cを中心としたフィルタユニット1
3の回転により、前記磁石17.18が横切る位置には
、ホール素子より構成されるホールIC(集積回路)1
9が取付けられている。このホールIC19は、前記磁
石17.18がホールICを横切る毎にパルスを発生す
る。このパルスの列を以下位置信号と称す。また前記原
点検出用の磁石18がホールIC横切る毎に別の端子よ
りパルスを発生する。このパルスの列を以下原点信号と
称す。
前記ステップモータ16にはモータ駆動回路20が取付
けられている。このモータ駆動回路20は前記ステップ
モータ16が等速度で回転するように制御を行なう。
前記CCD12には受像回路21及びCCD駆動回路2
2が取付けられている。このCCD12はこのCCD駆
動回路22の駆動に従って画像信号を受像回路21に出
力してゆく。この受像回路21はCCD12の出力する
画像信号の示すデータを所定フォーマットに変換して出
力する。前記CCD駆動回路22には、VCCD制御回
路23及びHCCD制御回路24が接続されている。こ
のVCCD制御回路23は、前記位置信号の発生時に蓄
積された電荷を垂直CCD (VCCD)に移動させる
ために必要な時間に対応する数だけVCCD駆動パルス
を発生する。但しこの時間は各色フィルタの境界が前記
光路を通過するのに要す時間よりも短い。またHCCD
駆動回路24は、前記VCCD駆動パルスの終了後、V
CCDに移動した電荷を順次CCD12外に画像信号と
して出力するために必要な時間に対応する数だけHCC
D駆動パルスを発生する。これらのVCCD駆動パルス
とHCCD駆動パルスは、前記CCD駆動回路22を介
して前記CCD12に入力されている。これらのVCC
D駆動パルス及びHCCD駆動パルスのパルス幅を加え
た時間、即ち1フイ一ルド分の画像の信号の出力に必要
な時間は、前記フィルタユニット13の色フィルタにお
ける最も分割角度の小さいフィルタつまりレッドフィル
タ14Rが前記光路中を通過するのに必要な時間よりも
短く設定されている。前記受像回路21にはアナログ−
デジタル変換器(A/D変換器)25に接続されている
。このA/D変換器25は受像回路21の出力する信号
を標本化定理に基づいて設定された所定の標本化周波数
により量子化して出力する。このA/D変換器25には
メモリ26が取付けられている。
また図示はしないが、これらの部材を統括的に制御する
コントローラが設けられている。
以上のように構成された装置の作用を以下に第4図を参
照して説明する。
ステップモータ16は前記モータ駆動回路20の駆動に
よりフィルタユニット13を等速回転させる。この回転
の速度をγ[rad/sec]とする。
フィルタユニット13の各フィルタの境界線が前記光路
12a内に侵入すると同時に位置信号が発生する。CC
D12は、原点信号31と同時に発生する位置信号(第
1位置信号)32が発生した後、前記CCD駆動回路2
2の作用により、ブルーフィルタ14B及びレッドフィ
ルタ14Rの間の境界線が前記光路12a内を通過する
までの時間(X077秒)待機し、その後画像の読取り
を開始する。このとき前記光路1.2 aはレッドフィ
ルタ14Rで覆われている。そして所定時間([Rθ−
X0177秒)経過して、次の位置信号(第2位置信号
)33が発生すると、その読取りを終了する。
この第2位置信号33が発生すると、VCCD制御回路
23はVCCD駆動パルス34を発生する。このVCC
D駆動パルス34がCCD駆動回路22に入力されると
、CCD駆動回路22はCCD12を制御してCCDI
2に蓄積された電荷をVCCDに移動させる。次にHC
CD制御回路24はHCCD駆動パルス35を発生する
。このHCCD駆動パルス35が発生すると、CCD駆
動回路22はCCD12を制御して、VCCDの電荷を
順次画像信号として受像回路21に出力していく。受像
回路21はこの画像信号の表すデータを所定のフォーマ
ットに変換して出力する。この出力される信号は、A/
D変換器25により量子化され、その量子化された信号
はメモリ26における画像のレッド成分を記憶する領域
に記憶される。
一方、前記CCD12の受光部は、前記第2位置信号3
3の発生の後 Xθ/γ秒間待機する。
この間にレッドフィルタ14R及びグリーンフィルタ1
4Gの間の境界線が前記光路12a上を通過する。また
この間に、前記VCCD駆動パルス34は終了している
。前記Xθ/γ秒間待機した後、CCD12は再び画像
の読取りを開始する。
このとき、前記光路12aはグリーンフィルタ14Gで
覆われている。そしてこの読取りは所定時間([Gθ−
X0177秒)経過して次の位置信号(第3位置信号)
36が発生するまで続けられる。この第3位置信号が発
生した時点で、前記HCCD駆動パルス35は終了して
いる。そしてこの第3位置信号36が発生すると、前記
VCCD制御回路24及びHCCD制御回路25が前回
と同様にVCCD駆動パルス37及びHCCD駆動パル
ス38を順に発生する。そしてこれらのパルスに同期し
てCCD12より出力される画像信号は、受像回路21
及びA/D変換器25により前回同様の加工を受けた後
、メモリ26における画像のグリーン成分を記憶する領
域に記憶される。
前記CCD12の受光部は、前記第3位置信号36の発
生の後、Xθ/γ秒間待機する。そしてその後画像の読
取りを開始する。このとき前記光路12aはブルーフィ
ルタ14Bにより覆われている。この読取りは所定時間
([Bθ−X0177秒)経過して次の位置信号(第4
位置信号)39が発生するまで続けられる。そして第4
位置信号39が発生すると、前述の如<VCCD信号4
0及びHCCD信号41が順に発生する。そして前述の
如くデータが読出され、加工された後メモリ26におけ
るブルーの画像を記憶する領域に記憶される。
以上詳述したように一画面のカラー画像が記憶される。
この第4位置信号を前記第1位置信号とみたて、処理を
繰り返して絶えずデータを更新していく。
このメモリ26に記憶されるレッド、グリーン。
ブルーの各画像のデータは、それぞれ(Rθ−Xθ)/
γ、  (Gθ−Xθ)/γ、  (Bθ−Xθ)77
秒間CCD12によって積分された電荷の量を量子化し
たものである。これらの積分時間の比は、前記光学系及
びCCD系を結合した感度比ηR2η0.ηBの逆数値
と等しい。そのため、完全な白色光、即ちレッド光、グ
リーン光、ブルー光の強度比が1:1:1のような光が
入射した場合にCCD12に単位時間当りに蓄積される
電荷量の比はηR9η0.ηBとなるが、その電荷量の
逆数に等しい積分時間比で積分されるため、メモリに記
憶されるデータの値の比は1:1:1となる。これは他
の色調についても正確に色再現できることを示している
。そのため従来の装置と異なり、可変利得増幅器等を用
いることなく画像入力装置を構成することができる。
本装置より画像のデータを出力する場合は、初回の信号
を除く任意の原点信号のパルスの発生の後の次の位置信
号のパルス発生時において、メモリ33に記憶されてい
るデータを保存し、そのデータを所定のフォーマットで
出力していく。
またモノクロ画像のデータが必要な場合は、各色のデー
タを加算することにより該データを得る。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明では、解像度を落すことなく
短時間に各色に対し、バランスのとれた画像を読取るこ
とができる。更にフィルタユニットを間歇回転させる必
要がないため、振動が少く、制御も簡単であるといった
優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例を説明するもので
、第1図は本実施例の装置の構成を示す図、第2図はフ
ィルタユニットを示す図、第3図は、フィルタユニット
と光路とを対比させた説明図、第4図は第1図のa乃至
dの信号のタイミングチャートを示す図である。また第
5図乃至第7図は従来技術を説明する図で、第5図はそ
の構成を示す図、第6図はフィルタユニットの図、第7
図は他の構成を示す図である。 図中、12は撮像手段に対応するCOD、13はフィル
タユニット、14R,14G、14Bは色フィルタ、1
6はフィルタ駆動手段に対応する直流モータである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の光入力素子が配列されてなり、各入力素子の
    入力した光の輝度を時間積分した積分値を出力する撮像
    手段と、 回転軸を中心とする所定円周状に配置された少なくとも
    2個の色フィルタを前記回転軸を中心とした回転に伴な
    い順次前記撮像手段に至る光路上に配置するフィルタユ
    ニットと、該フィルタユニットを等速回転させるフィル
    タ駆動手段とを有する画像入力装置において、少なくと
    も、前記撮像手段を含む光学系に対して最も感度の低い
    光を透過する色フィルタの幅を他の色フィルタよりも長
    くしたことを特徴とする画像入力装置。
JP63287212A 1988-08-31 1988-11-14 画像入力装置 Pending JPH02134088A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63287212A JPH02134088A (ja) 1988-11-14 1988-11-14 画像入力装置
US07/401,122 US5046162A (en) 1988-08-31 1989-08-31 Image input device having color filters and filter position detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63287212A JPH02134088A (ja) 1988-11-14 1988-11-14 画像入力装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02134088A true JPH02134088A (ja) 1990-05-23

Family

ID=17714503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63287212A Pending JPH02134088A (ja) 1988-08-31 1988-11-14 画像入力装置

Country Status (1)

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JP (1) JPH02134088A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5305476A (en) * 1990-04-13 1994-04-26 The Nisshin Oil Mills, Ltd. Shower bathing device
KR100367241B1 (ko) * 1993-03-03 2003-04-07 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 모놀리드식칼라휠

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5305476A (en) * 1990-04-13 1994-04-26 The Nisshin Oil Mills, Ltd. Shower bathing device
KR100367241B1 (ko) * 1993-03-03 2003-04-07 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 모놀리드식칼라휠

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