JPH0290870A - 画像読取装置 - Google Patents

画像読取装置

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JPH0290870A
JPH0290870A JP63240905A JP24090588A JPH0290870A JP H0290870 A JPH0290870 A JP H0290870A JP 63240905 A JP63240905 A JP 63240905A JP 24090588 A JP24090588 A JP 24090588A JP H0290870 A JPH0290870 A JP H0290870A
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JP
Japan
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color
signal
circuit
color separation
filters
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JP63240905A
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Hiroshi Itagaki
浩 板垣
Nobuo Matsuoka
松岡 伸夫
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Canon Inc
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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] 本発明は複数のイメージセンサ−を用いて画像の読み取
りを行なう画像読取装置に関するものである。
[従来の技術] 従来より、高速画像読み取りに使用されるイメージセン
サ−として、1ラインのイメージセンサにストライブタ
イプの色分解フ、イルタ(It、G、[1)を構成して
色分解信号を時分割に点順次で読み出す方式のものが有
る。
ここで、上記色分解信号を得るために使用される色分解
フィルタの分光感度特性および〜イメージセンサー自身
の分光感度特性により、低波長域(Bフィルタ)は高波
長域(Rフィルタ)と比較して分光感度特性が悪くなる
従って、標準白色板等の基準画像を読み取った時のイメ
ージセンサ−出力信号は点順次にカラバランスのとれた
アナログビデオ信号とはならない。そこで色分解信号の
ダイナミックレンジ(S/N被)を充分に確保するため
にはアナログビデオ信号処理回路において各色分解信号
のレベル合わせを行なわせる必要がある。そのために、
従来では回路構成のやり易さおよびA/D変換する際の
サンプリングポイントの安定化ということから、点順次
色信号をサンプルホールド(以下ではS/11とする。
)回路によりそれぞれ分離して同時色信号に直してやり
、それぞれ増幅等の信号処理を行ない、標準白色板を読
み取った時の各色分解信号のレベル合わせをして、カラ
ーバランス調整を行なっていた。
例えば、原稿を主走査方向に5分割して読み取って得ら
れたカラー画像信号は、第5図に示すようにサンプルボ
ールド回路S/11にてR(レッド)、G(グリーン)
、B(ブルー)の3色に分離される。従って、S/))
されたのちは3X5=15系統のアナログ信号処理系と
なってしまう。第5図に人力された1チャンネル分のカ
ラー画像信号かサンプルホールド処理され、増幅された
後A/D変換回路に入力されて、マルチプレクサされた
デジタルデータ0LATCHOUTの得られる処理ブロ
ック図を示す。第6図にタイミングチャートを示す。
[発明か解決しようとする課題] しかしながら、上記従来例では、S/11回路により点
順次色信号を同時色信号に分離するために、色分解信号
の数だけS/H回路以後の信号処理回路系が必要となる
。例えばA4長手幅の297mmを読み取る場合、シリ
コン結晶型のイメージセンサ−が高速読み取りに適して
いるが、シリコン結晶型の場合、製造上の制約から長い
タイプを1チツプで作ることは困難で、複数本を物理的
な配置の工夫で1ラインセンサーとして構成したものと
なる。
その場合色分解信号の数にイメージセンサ−を構成して
いるチップ構成本数を掛けた数だけ同形式なS/H回路
以後の信号処理回路系が必要となり非常に大型な回路構
成になるといった欠点があった。
本発明の目的は、このような従来の問題点に着目してな
されたものて、センサーにおし\てカラーバランスをと
ることにより、簡単な回路構成でもって高速なアナログ
カラービデオ信号処理を可能とする画像読取装晋を提供
することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は3種類の色分解フィルタを光電変換部上に有し
、かつ3種類の色分解フィルタのうちの2種類の色分解
フィルタに各々対応する補色フィルタを重ね合わせたカ
ラーラインセンサと、カラーラインセンサからの点順次
アナログビデオ信号を点順次信号のままアナログ信号処
理する手段とを具える。
[作 用] 本発明によれば、3種類の色分解フィルタCII、G、
B) に2種類の補色フィルタを重ね合わせたカラーラ
インセンサーを用い、各色分解信号のカラーバランスを
とることにより、点順次色信号のままで各色分解信号共
通に振幅を制御することが可能な振幅コントロール手段
を設けることにより、点順次色信号を同時色信号に分離
して各回路系により振幅調整を行なわなくても、イメー
ジセンサ−を構成している各チップあたり1系統のS/
H回路およびそれ以後の信号処理回路たけて、各色分解
信号の振幅調整を行なうことが可能となるので、回路構
成か簡単となり装置の小型化か可能となる。
[実施例コ 以下、図面を参照して本発明に係わるカラー画像読取装
置について詳細に説明する。
第1図にカラー画像読取装置の信号処理ブロックの一例
を示す。原稿は、まず露光ランプにより照射され、反射
光は原稿走査ユニット3内のカラー読み取りセンサー6
により画像ごとに色分解されて読み取られ、増幅回路(
プリアンプ)8て所定レベルに増幅される。7はカラー
読み取りセンサーを駆動するためのパルス信号を供給す
るCCD ドライバーであり、必要なパルス源はンステ
ムコントロールパルスジェネレータ16で生成される。
第2図にカラー読み取りセンサーおよび駆動パルスを示
す。第2図(a)は本例で使用されるカラー読み取りセ
ンサーであり、主走査方向を5分割して読み取るべく 
62.5 u m (1/16mm)を1画素として、
976画素、すなわち図のごとく1画素を主走査方向に
G、B、Rで3分割しているので、トータル1024x
 3 =3072の有効画素数を有する。一方、各チッ
プ18〜22は同一セラミック基板上に形成さ打、セン
サの1.3.5番目(1B、20.22)は同一ライン
しΔ上に、2,4番目(19,21)は冒とは4ライン
分(62,5μm x 4 =250 μm)だけ離れ
たラインLB上に配置され、原稿読み取り時は、矢印A
L力方向走査する。各5つのCCDは、また1、3.5
番目は駆動パノlz、l!T−ODRV501 km、
2.4番目はE[1RV502 ニより、それぞれ独立
にかつ同期して駆動される。
Ql)RV5Q11.:含まれルO,lA、0φ2A、
OR5とEDRV502に含まれる EφIA、Eφ2
A、ER5はそれぞれ各センサ内での電荷転送りロック
、電荷リセットパルスであり、1.3.5番目と2,4
番目との相互干渉やノイズ制限のため、お互いにジッタ
のないように全く同期して生成される。このためこれら
パルスは1つの基準発振源05C17(第1図)から生
成される。
第3図(a)は0DRV501.EDRV502を生成
する回路ブロック、第3図(b) はタイミングチャー
トであり、第1図システムコン]〜ロールパルスジェネ
レータ16に含まれる。単一の05C17より発生され
る原クロック CLにφを分周したクロック Kφ54
6は0DRVとEDRVの発生タイミングを決める基準
信号5YNC2、5YNC3を生成するクロックであり
、5YNC2。
5YNC3はCPUバスに接続された信号線550によ
り設定されるプリセッタブルカウンタ24.25の設定
値に応じて出力タイミングが決定され、5YNC2。
5YNC3は分周器26.27および駆動パルス生成部
28.29を初期化する。すなわち、木ブロックに人力
される115YNc544を基準とし、全て1つの発振
源O3Cより出力されるCLKφおよび全て同期して発
生している分周クロックにより生成されているので、0
f)RV501 とEHV502 (D−f:FLff
れノハルス群は全くジッタのない同期した信号として得
られ、センサ間の干渉による信号の乱れを防止できる。
ここでお互いに同期して得られたセンサ駆動パルス0D
RV501 は1,3.5番目のセンサに、EDItV
502は2.4番口のセンサに(Mlされ、各センサ1
8.I!]20.21.22からは駆動パルスに同期し
てビデオ信号V1〜v5か独立に出力され、第1図に示
される各ヂャン立ル毎に独立の増幅回路(プリアンプ)
8で所定の電圧値に増幅され、同軸ケーブル508〜5
12を通して第2図(b)の005538のタイミング
でVl、3.5の信号がEO5543のタイミングでV
2.V4の信号か送出されビデオ処理ユニット4に人力
される。
次に本発明である3種類の色分解フィルタ(R,G、B
)のうちR,Gフィルタにそれぞれの補色フィルタCy
、Maを重ね合わせたカラーラインセンサーのフィルタ
構成図を第7図に、R,G、Bフィルタのみの場合の分
光感度特性を第8図(a) に、Maフィルタの分光感
度特性を第8図(b) に、cyフィルタの分光感度特
性を第8図(c)に示し、本発明であるGフィルタにM
aフィルタを重ね合わせ、RフィルタにCyフィルタを
重ね合わせた時の全体の分光感度特性を示す。この図か
ら明らかなように色分解信号のカラーバランスかとれて
いることかわかる。これによりラインセンサー1ヂヤン
ネルあたりの信号処理回路系は1つで良くこのアナログ
信号処理回路9について次に説明する。
前述した5チツプの等倍型のカラーセンサより読み取ら
れたアナログカラー画像信号は各チャンネルごとに第1
図のビデオ処理ユニット4の一部を構成するアナログ信
号処理回路9にそれぞれ人力される。各チャンネルに対
応する信号幻理回路は同一回路であるのでチャンネルI
 (chi)の回路に関し、第9図の処理ブロック図に
従い、第10図のタイミングチャートとともに説明する
入力されるアナログカラー画像信号は、第9図SiGへ
(7)ごとくG−+B−+Rの順てあり、かつ、3o7
2画素の有効画素以外に有効画素前に12画素のカラー
センサーのホトダイオードと接続されていない空転送部
、次に24画素のホトダイオ−1〜上に八ρで遮蔽した
暗出力部(オプティカルブラック)、36画素のダミー
画素および有効画素後に24画素のダミー画素の合計3
156画素から構成されるコンポジット信号である(第
4図)。
アナログカラー画像信号5iGAはバッファ30に人力
されインピーダンス変換される。次に、バッファ30の
出力信号はS/1(回路31によりS/)1パルスに従
ってコンポジット信号のリセット部が除去され、高速駆
動した場合の波形歪みが取り除かれたS/H出カイカ4
3号る(第8図のS/II 0IIT)。S/Hされた
点順次カラー信号にはサンプリングパルスの周波数で不
要成分が含まれているので、これを除去するために、次
にローパスフィルタ(LPF)32に入る。不要サンプ
リング周波数成分が除去された点順次カラー信号は増幅
器33に人力され、規定の信号出力まで増幅されると同
時にAC的にDCレベルが変動するアナログカラー信号
のDCレベル変動を除去し、増幅器33の@適動作点に
画像信号のDCレベルを固定するためにフィードバック
クランプ回路34によってTレベルクランブされる。フ
ィードバッククランプ回路はS/1(回路34aと比較
増幅器34bより構成されており、増幅器33より出力
されるアナログカラー43号の暗出力部(オプティカル
・ブラック)の出力レベルをS/11回路34aによっ
て検出し、比較増幅器34bのマイナス人力に人力され
るGNDレベルと比較され、その差分が増幅器33にフ
ィードバックされ、増幅器33の出力の暗出力部は常に
GNDレヘレベ固定される。ここでDX信号はアナログ
カラー信号の暗出力部の区間を示す信号であり、S/!
(回路34aに供給することによりアナログカラー信号
の暗出力部のDCレベルを水平走査期間(IH)に1回
検出される。またこのTクランプ回路は次に入る振幅コ
ントロール回路でゲイン可変時の人力オフセットを除去
する目的をも有している。
アナログカラー信号の暗出力部がエクランブされた信号
は次に振幅コントロール回路(35,36,37)に人
力される。ここではCPU制御により各R,G、B共通
にゲイン調整が行なわれる。すなわち、37はD/A変
換器でCPUのデータバス533を介してデータかセッ
トされ、D/A出力V。utはVout”  Vrer
+/N   O<N<1となる。Nは人力ゲインタルコ
ートのバイナリ分数値である。
36は電圧制御抵抗器で、デュアルケートFET等で構
成されD/A出力電圧によりその抵抗値が変化する。
D / l’l変換器37には先んじて初期データかセ
ットされており、この時のD高出力により電圧制御抵抗
器36の抵抗値(RVCR)はある決まった値になって
いる。この時の増幅器35のゲインはAy= I + 
Rr/ RVCR となる。ここでRrは増幅器35の帰還抵抗値を示す。
D/Δ変)奏器セットデータとゲインとの関係を第11
図に示す。原稿走査ユニット3が均一白色板を読み取っ
た時のA/D変換出力データ(R,G、B)があらかし
め決められた値になるようにD/A変換器37のデータ
をCPUデータバス533より設定して、点順次カラー
信号レベルを増幅する。
レベル制御されたアナログカラー信号は、次に増幅器3
8に人力され、A/D変換器42の人力ダイナミックレ
ンジまで増幅されると同時にフィードバッククランプ回
路40と乗算器41によりDCCレベル制御される。
次に、乗算器41とフィードバッククランプ回路40よ
り構成されるフィードバッククランプ系について説明す
る。このフィードバッククランプ系は前段のフィードバ
ッククランプ回路34とほぼ同の構成をとっており、S
/)1回路40aと比較増幅器40bで構成されるフィ
ードバッククランプ回路の基準電圧として、CPU制御
の乗算器41か接続され、後述のチャンネルつなぎ補正
において、読み取った黒レベル画像信号のレベルをシフ
トするために、CPUのデータバス533を介して内部
ラッチにセットされたデジタルデータにより決定される
レベルで乗算器41によって基準電圧を可変し、増幅器
38.バッファ39によって増幅器されたアナログカラ
ー信号を基準電圧レベルにクランプする。
乗算器41は第13図(a)に示すようにマルチプライ
ングD/A変換器550とオペアンプ552,556お
よび抵抗値Rの抵抗553,554および抵抗値2Rの
抵抗555より構成された全4象限モートの乗算器であ
り、CPt1からセットされた8bitのディジタルデ
ータに従って、第13図(b)のように両極性の電圧を
出力する。
バッファ39はA/D変換器42の人力バッファでその
出力インピーダンスがA/Dの直線性精度を保障するへ
/D内部コンパレータの基準抵抗値以下になるように低
出力インピーダンスでかつ高速なバッファとして構成さ
れる。
さて、所定の白レベル、黒レベルに増幅およびDCクラ
ンプされた点順次カラー信号は、A/D変換器42に人
力され、デジタルデータ八/D 0IITとなり、次に
デジタル信号処理回路とのタイミング合わせと確実なデ
ジタルデータ送信のためにラッチ回路43に入る。
0LAI;11 CLKでラッチされたラッチ出力デー
タは、次のディジタル子処理処理回路で0LATCII
 (ILKと逆極性のラッチクロックによりラッチされ
ることにより確実なタイミングでディジタルデータの受
信をすることがてきる。チャンネル2〜5のアナログ信
号処理回路に関しても上と同様である。
次に第1図において、デジタル変換された各チャンネル
の点順次カラー信号513〜517はデジタル信号処理
回路lOに入り、FiFoメモリ11によりチャンネル
間の画像つなぎが行なわれ、各チャンネルの点順次カラ
ー信号は、R,G、[1=色のパラレル信号となる(5
18〜520)。
次にR2G、B各デジタルカラー信号は、男補正/白補
正回路13に入る。先ず黒補正回路について説明する。
チャンネル1〜5の黒レベル出力はセンサーに人力する
光量が微少の時、チップ間画素間のバラツキが大きい。
これをそのまま出力し画像を出力すると、画像のデータ
部にスジやムラか生じる。そこでこの黒部の出力バラツ
キを補正する必要が有る。コピー動作に先立ち、原稿走
査ユニット3を原稿台先端部の非画像領域に配置された
均一濃度を有する黒色板の位置へ移動し、ハロゲンを点
灯し、黒レベル画像信号を本回路に入力する。この画像
データの1ライン分が黒レベルメモリに格納され黒基準
値となる(以上黒基準値取込モート)。
男しベルデータDK (i)のデータ数iは、例えば主
走査方向Δ4長手方向の幅を有するとすれば、16pe
l/mmて16 x 297mm = 4752画素/
各色であるか、その長さをカバーするため、61mmの
CCDチップを5木並へて1ラインとすると、16X 
61n+mX 5= 4880画素/各色に対応するi
=1〜4880の値を取り得る。
画像読み込み時には果レベルデータDK(i) に対し
、例えばブルー信号の場合、Bi口(i) −Dに(i
)=Bout (i) として黒補正出力が得られる(
黒補正モート)。同様にグリーンGin 、  レット
Rinも同様の制御か行なわれ、黒補正出力Gout、
Routとなる。
次に白レベル補正(シェーディング補正)回路を説明す
る。白レベル補正は原稿走査ユニット3を均一な白色板
の位置に移動して照射した時の白色データに基づき、照
明系、光学系やセンサーの感度バラツキの補正を行なう
。基本的な回路構成は黒補正回路と同一であるが、黒補
正では減算器にて補正を行なっていたのに対し、内袖正
では乗算器を用いる点か異なる。内袖正時に、まず原稿
走査ユニット3が均一白色板の位置(ホームポジション
)にある時、すなわち複写動作または読み取り動作に先
立ち、露光ランプを点灯させ、均白しベルの画像データ
を1ライン分の白レベルメモリに格納する。
例えば主走査方向へ4長手方向の幅を有するとすれば、
16pel/mmで16x 297mm = 4752
画素であるが、CGDIチップの画像データを976画
素(16pel/mm x 61mm)ずつで構成する
と、976 x 5 =4880画素となり、すなわち
少なくとも白レベルメモリの容量は4880バイトあり
、1画素口の白色板ブタをW (i) とするとi=1
〜4880となる。一方W (i)に対し、1画素目の
画素の通常画像の読み取り値Din(i)に対し、補正
後の画像データはDou t(i)  = Din (
i) x FF11/W (i)となり、グリーン(G
)ブルー(B)、レッド(R)各色について内袖正が行
なわれる。
黒補正および内袖正が行なわれた3色の画像信号(52
1〜523)は次に画像処理回路14に入り、輝度デー
タを濃度データに変換する対数変換回路。
CCDセンサーの色分解フィルタの分光特性補正および
カラープリンタ2において転写紙に転写される色トナー
(Y、M、C)の不要吸収特性の補正を行なう色補正回
路(人力マスキング、出力マスキング)、また各色成分
画像データYi、Mi 、ciによりMin (Yi、
Mi 、Ci) (Yi、Mi 、ciのうちの最小値
)を算出し、これをスミ(黒)として後に男トナーを加
えるスミ入れ回路と加えた黒成分に応して各色材の加え
る量を減じる下色除去(IIcR)回路を通って画像処
理される(第1図524)。
次に3色の画像信号はプリンターインターフェース15
に入る。インターフェース信号はデジタルビデオ信号以
外に画像送り方向(副走査方向)の同期信号(ITOP
)、  1ラスタースキヤンに1回発生するラスタース
キャン方向(主走査方向)の同期信号(BD)、デジタ
ルビデオ信号をカラープリンタ部2に送出するための同
期クロック(VCLK)、 BD他信号もとにジッター
のなイVCLKと同期して生成される同期信号(H5Y
NC)および半二重の双方向シリアル通信のための信号
(SROOM)から成る。これら信号ラインを通してリ
ーダ部からプリンタ部へ画像情報と指示が送られ、プリ
ンタ部からはプリンタ部の状態情報例えばジャム、紙な
し、ウェイト等の情報の相互やりとりが行なわれる。
なお、前記実施例においては、3種類の色分解フィルタ
はR,G、11フイルタとして、また2種類の補色フィ
ルタはCy、Maフィルタとして説明したが、他の構成
でも良いことは勿論で、例えば3種類の色分解フィルタ
にCy、G、Yeフィルタを、2種類の補色フィルタを
R,Maとしても構成できる。また振幅コントロール回
路をゲイン可変増幅回路として構成したが、これをアッ
テネータ回路と後段に増幅回路を設けて構成したとして
も同様の結果が得られる。これを第12図に示す。また
本実施例の説明においては電子写真を用いたカラー画像
形成装置を例にしたが、電子写真に限らずインクジェッ
ト記録、サーマル転写記録等の種々の記録法を適用する
ことも可能である。また、複写装置として読取部と像形
成部が近接して配置された例を説明したが、勿論離隔さ
せて通信線路により画像情報を伝達する形式でも勿論本
発明を適用できる。
以上のように、B fm頚の色分解フィルタに2種類の
補色フィルタを重ね合わせたカラーラインセンサーを用
い、各色分解信号のカラーバランスをとることにより、
点順次色信号のままで各色分解信号共通に振幅を制御す
ることが可能な振幅コントロール手段を設けることによ
り、各色毎にS/1(回路を通して点順次色信号を同時
色信号に分離し、それぞれの色について同様な信号処理
回路を設けてやる必要がなくなり、イメージセンサチッ
プ1チヤンネルあたり1つの信号処理回路系で済む。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば信号処理系がN単に
なり、特に複数のイメージセンサ−チップから構成され
ているイメージセンサ−においては非常に回路規模を小
さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例のデジタルカラー複写機におけるリー
ダ部のビデオ信号処理ユニットのブロック図、 第2図(a)はカラーCCDセンサーの配置図、第2図
(b)は第2図(a)の各部の信号タイミング図、 第3図(a)はCCD駆動信号生成回路(システムコン
トロールパルスジエネレータ16内回路)を示す図、 第3図(b)は第3図(a)の各部の信号タイミング図
、 第4図はCCDの駆動タイミング図、 第5図はアナログ信号処理回路の1チヤンネルの従来例
を示すブロック図、 第6図は第5図の各部の信号タイミング図、第7図は本
発明の色分解フィルタ構成図、第8図(a)はR,G、
Bフィルタのみの場合の分光感度特性図、 第8図(b)はMaフィルタの分光感度特性図、第8図
(c)はcyフィルタの分光感度特性図、第8図(d)
は本発明の色分解フィルタの分光感度特性図、 第9図は第1図のアナログ信号処理回路9の1チヤンネ
ルの本実施例を示すブロック図、第10図は第9図の各
部の信号タイミング図、第11図は電圧制御型増幅回路
の特性図、第12図は本発明の他の実施例を示すアナロ
グ信号処理回路9の1チヤンネルのブロック図、第13
図(a)は第9図の乗算器41の回路図、第13図(b
)はそのコード表を示す図である。 第 図 成長(nm ) 第 図 (b) シA〔 天 (nm) 第 図 (C) 第 図 (d) φφ 8φ F 朋ムセ、−ト子−タ fHex) 第 図 り、\・ス533 第13 図 第13 図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)3種類の色分解フィルタを光電変換部上に有し、か
    つ当該3種類の色分解フィルタのうちの2種類の色分解
    フィルタに各々対応する補色フィルタを重ね合わせたカ
    ラーラインセンサと、該カラーラインセンサからの点順
    次アナログビデオ信号を点順次信号のままアナログ信号
    処理する手段とを具えたことを特徴とする画像読取装置
JP63240905A 1988-09-28 1988-09-28 画像読取装置 Pending JPH0290870A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0650199A1 (en) * 1993-10-22 1995-04-26 Canon Kabushiki Kaisha Filter for image sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0650199A1 (en) * 1993-10-22 1995-04-26 Canon Kabushiki Kaisha Filter for image sensor
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