JPH03104476A - カラー画像読取装置の光学系の倍率差判定、及び調整方法 - Google Patents

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、カラー画像読取装置の光学系の倍率差判定（
検査，確認）、及び調整方法に関する。

より詳しくは、画像情報を充電読取りする固体撮像素子
アレイとして、固体撮像素子の一次元ラインセンサを画
像副走査方向にモノリジックに複数ライン並設したモノ
リジック複数ラインセンサを用い、該複数ラインセンサ
の撮像面に被読取り原稿の画像を結像光学系で結像させ
て複数ラインセンサの画像主走査機能と、該複数ライン
センサと該複数ラインセンサの撮像而に対する結像画像
面の相対移動による画像副走査とによりカラー画像情報
の読取りを実行するカラー画像読取装置において、上記
の結像光学系の主・副両走査方向の倍率差の判定、及び
調整方法に関する。

（従来の技術） 第８図に固体撮像素子アレイを用いた画像読取装置の一
例の概略構成を示した。本例の装置は原稿台固定一光学
系移動型のものである。

６は固定の原稿台ガラスであり、その上而に原稿８を画
像読取りすべき面を下向きにして所定の載置基準に従っ
てａ置し、その上から原稿押え板９を被せてセットする
。

７・５（ａ−ｂ−ｃ）は原稿台ガラス６の下面ｆｌ’！
＋に妃設した、原稿照明光源ランプ・移動第１〜第３ミ
ラーである。これ等は常時は原稿台ガラス６の図面１二
左辺側の２点鎖線示の位置をホームポジションとして待
機している。

読取りスタート信号によりランプ７か点灯し、このラン
ブ７と移動第１ミラー５（ａ）とが一体に原稿台ガラス
６の下面に沿って原稿台ガラス６の左辺側から右辺側へ
所定の速度Ｖをもって往移動駆動され、原稿台ガラス６
上の載置セット原稿８の下向き画像面が左辺側から右辺
側に順次に照明走査（副走査）される。

また移動第２ミラー５（ｂ）と移動第３ミラー５（ｃ）
は一体にランプ７・移動第１ミラー５（ａ）の往移動速
度Ｖの１／２の速度Ｖ／２をもってランブ７・移動第１
ミラー５（ａ）と同じ方向へ同期して往移動駆動され、
ランプ７の照明光の原稿面反射光が移動第１ミラー５（
ａ）・移動第２ミラー５（ｂ）・移動第３ミラー５（ｃ
）を経由して定置の結像レンズ１へ入射し、定置の固体
撮像素子アレイＩＯＡの撮像而に結像投影される。

これにより原稿８の画像情報が原稿の左辺側から右辺側
にかけて順次に、固体撮像素子アレイ１０Ａの画像主走
査機能と、固体撮像素子アレイ１０Ａの撮像面に対する
結像画像面の、光学系移動による副走査移動とにより時
系列電気デジタル画素信号として充電読取り処理される
。その読取り信号はレーザビームプリンタ等の画像再生
装置、表示装置、収録装置等へ送信される。

上記のように往動した光学系の移動部材７・５（ａ−ｂ
−ｃ）は所定の往動終点に到達すると副動に転じられ（
ランブ７は消灯）、はじめのホームポジションへ戻り、
次の画像読取りスタート信号が人力するまで待機する。

通常の白黒画像等の単色画像（モノカラー画像）の読取
専用装置の場合、画像情報を主走査充電読取りする固体
撮像素子アレイＩＯＡは固体撮像素子の一次元配列体を
一列だけ具備させた構成のもの（以下一ラインＣＣＤと
記す）が用いられる。

このような−ラインＣＣＤ　１　０Ａを用いた装置にお
いては被読取り原稿８を密着させてセットする原稿台ガ
ラス６の上面（結像光学系において物体面にあたる、以
下原稿面６ａと称す）と−ラインＣＣＤ　１　０Ａとの
間の倍率の較正は、結像レンズ１および−ラインＣＣＤ
　１　０Ａの位置を調整して行なわれていた。

実際の調整要領としては、例えば、原稿而６ａ相当位置
に第９図（Ａ）例のように倍率判定用パターンとして主
走査方向においてライン間隔Ｙが既知の線状マークＭ−
Ｍを描いて具備させた基準チャート１００を配置し、そ
のチャート面を照明して線状マークＭ−ＭをーラインＣ
ＣＤ　１　０Ａの撮像而に結像して充電読取りさせる。

そして線状マークＭ−Ｍに対応した第９図（Ｂ）例のよ
うな一ラインＣＣＤ　１　０Ａの主走査光電読取り出力
のビットＭ′　・Ｍ′の間隔Ｙ゜を測定する。例えばチ
ャート１００のライン間隔Ｙを２５４ｍｍ、結像光学系
の倍率を１／６．３５倍、一・ラインＣＣＤ　１　０Ａ
の画素間隔を１０μｍとして場合、正規の出力ビット間
隔は４０００ビットになる。

そこで出力ビット間隔Ｙ゜が４０００±４ビット以内に
なるように結像レンズ１および−ラインＣＣＤ　１　０
Ａの位置を調整操作することで例えば±０，１％の倍率
精度を得るようにするのである。

（発明が解決しようとする問題点） この倍率差の判定・調整は主走査方向でのみ倍率の較正
を行なうもので、一ラインＣＣＤ　１　０Ａを用いた画
像形成装置についての倍率差判定・？ａ手段として問題
はない。

しかしカラー画像情報の充電読取りも可能とするために
画像情報を充電読取りする固体撮像素子アレイとして、
固体撮像素子の一次元ラインセンサを画像副走査方向に
モノリジックに複数ライン並設したモノリジック複数ラ
インセンサを用いた画像形成装置についての倍率差の判
定・調整手段としては問題がある。

即ち第７図にモノリジック複数ラインセンサの代表例と
してカラー用の三ラインモノリジツクＣＯＤ　１　０の
途中省略正面図（撮像面側）を示す。同一基板１５Ｅに
三ライン１０，・１０２１０３のＣＣＤ　（固体撮像素
子）アレイをモノリジックに作製し、それらのＣＣＤラ
イン１０１１０■　・１０３上にレッド（Ｒ）・グリー
ン（Ｇ）・ブルー（Ｂ）の色分解フィルタを設けてなる
ものである。

このような三ラインモノリシックＣＣＤ　１　０を前述
第８図例の画像読取装置において−ラインＣＣＤ　１　
０Ａと置換することで同様の光学系７・？（ａ−ｂ−ｃ
）　・１にてカラー原稿即ちカラー画像情報の読取り処
理が可能となる。

三ラインＣＣＤ　１　０を用いた読取り光学系において
も主走査方向の倍率差の判定・調整に関しては前述の一
ラインＣＣＤ　１　０Ａを用いた系と同じ方法にて行な
うことができる。しかし、三ラインＣＣＤ　１　０の場
合は、副走査方向にＲ−Ｇ−８のフィルタがかかった−
ラインＣＣＤ　１　０，１０２　・ｉｏ３が決まった間
隔α，・α２で配置されており、各ラインのＮ稿面上の
読取り位置が異なる。そしてその異なる位置α１　・α
２の分をメモリを使って補正し、各ライン１０．１０■
　・１０３のＣＣＤが副走査方向の同じ位置を読取る様
になっている。

そのため三ラインＣＣＤ　１　０を用いた読取光学系で
はもし副走査方向の倍率にズレがあると各色で異なった
原稿面上の副走査位置を読取ることになり、再生カラー
画像に色ズレが生じてしまう。

以上のように三ラインＣＣＤ　１　０を用いた読取り光
学系では、主走査方向ばかりでなく副走査方向の倍率の
確認・調整手段が必要になるか、前述の従来の方法（第
９図（Ａ）　　　（Ｂ））では、副走査方向にＣＣＤ画
素の並びがないため、判定調整を行なうことができなか
った。

以上述べてきた、主走査・副走査方向の倍率差という問
題について考えてみると、その原因としては原稿而６ａ
からＣＣＤ　１　０上までの光路上での反射ミラー５（
ａ−ｂ−Ｃ）の単品、およびミラー台にする固定時にお
ける而精度の悪さ、主にアスによるものであるが、従来
その積極的な補正はなされていなかった。

本発明は、上記に鑑みてモノリジック複数ライン充電読
取りセンサを用いた画像読取装置について読取り光学系
の主走査・副走査両方向の倍率差の判定・調整を容易に
行なう手法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、固体撮像素子の一次元ラインセンサを画像副
走査方向にモノリシックに複数ライン並設した複数ライ
ンセンサの撮像面に被読取り原稿の画像を結像光学系を
介して結像させて該複数ラインセンサの画像主走査機能
と、該複数ラインセンサと該複数ラインセンサの撮像面
に対する結像画像面の相対移動による画像副走査とによ
りカラー画像情報の読取りを実行する画像読取装置にお
いて、複数ラインセンサの撮像面相当位置に結像光学系
の主・副両走査方向に関する倍率差判定用パターンを具
備させた基準チャートを配置し、あるいは複数ラインセ
ンサの撮像而側の面に結像光学系の主・副両走査方向に
関する倍率差判定用パターンを具備させ、その倍率差判
定用パターンを装置の結像光学系を介して被読取り原稿
面相当位置に逆投影結像させ、その逆投影結像パターン
像の主・副両走査方向の倍率差を計測すること、更には
その判定した倍率差が所定の許容範囲内になるように結
像光学系の構成要素の調整操作を行なうこと、を特徴と
するカラー画像読取装置の光学系の倍率差の判定、及び
調整方法である。

（作　用） 即ち、結像光学系の主・副両走査方向の倍率差を、装置
の結像光学系の物体側である被読取り原稿面相当位置上
においてそこに逆投影結像させた倍率差判定用パターン
像の具合により容易に判定・確認することが可能になる
。

そしてその倍率差を判定・確認しながら、倍率差が所定
の許容範囲外にある場合における結像光学系の構成要素
の調整操作を行なって倍率差を所定の許容範囲内におさ
める作業を能率的に実行することが可能になる。

また主走査・副走査方向に関する倍率差判定用パターン
を複数ラインセンサの撮像面側の面にｔめ』１備させ、
それを装置の結像光学系を介して被読取り原稿而相当位
置に逆投影結像させて倍率差を判定する方式とした場合
は、装置に取付けた実際に使用するｌｉ数ラインセンサ
をその取付け状態のまま利用して倍率差の判定、並びに
光学系調整作業ができ、操作工程の短縮が更に可能とな
る。

（実施例） 実施例１（第１〜３図） 木例は三ラインＣＣＤＩＯを用いたカラー画像読取装置
（前述第８図例装置と共通の構成部材・部分には同一の
符号を付して再度の説明を省略する）について装置の三
ラインＣＣＤ　１　０の配設位置に、結像光学系の主走
査方向および副走査方向に関する倍率差判定用の基準チ
ャートとして第２図例のように主走査方向用の間隔基準
マークＭ（ａ）・Ｍ（ａ）と副走査方向用の間隔基準マ
ークＭ（ｂ）・Ｍ（ｂ）を描いた基準チャート２を三ラ
インＣＣＤ　１　０の撮像面相当位置に一致させて配置
し、その基準チャート２を結像レンズ１側とは反対側の
裏面側から、光′ｆＩＡ４からの光を拡散板３で拡散さ
せた光で透過照明することで、基準チャート２の逆投影
像を被読取り原稿相当位置である原稿面６ａ上（原稿台
ガラス６の上面）に結像させる。この場合、原稿台ガラ
ス６の上面に薄い拡散板やフレネルレンズ板などを載置
することで基準チャート２の逆投影像を容易に視認する
ことができる。第１図（Ｂ）は結像レンズ１・基準チャ
ート２・拡散板３・光源４の部分の斜視図である。

而して、原稿面６ａ上の逆投影基準チャートの像の主走
査方向に関する基準間隔Ｙ　（ａ）と副走査方向に関す
る基準間隔Ｙ　（ｂ）を測定し、主走査および副走査方
向の倍率差を求め、その差がある規格内、例えば０，１
％以内なら、この画像読取装置の結像光学系の主・副両
走査方向の倍率は良好とし、基準チャート２を装置内か
ら除去し、その代わりに三ラインＣＣＤ　１　０を取り
つけ、光学調整を行なう。

即ち、前述第８図・第９図の一ラインＣＣＤ１０Ａの場
合と同様な方法で主走査方向の倍率の調整を行なうこと
により、主走査および副走査方向とも倍率が保証された
ことになる。

つまり反射ミラー５（ａ−ｂ−ｃ）がそれぞれ単品のア
スおよびミラー台に固定された時発生する歪み等のミラ
ーの面精度の悪さで発生する結像光学系の主・副両走査
方向の倍率のズレ具合を装置本体の原稿面６ａ上で判定
・確認することが可能である。

また上記の測定倍率差が許容規格から外れている場合は
、例えば反射ミラー５（ａ−ｂ−ｃ）について位置調整
操作をして上記の方法で倍率差を確認しながら倍率の調
整を行なうことにより、主走査・副走査両方向の倍率差
をある許容規格、例えば０．１％以内になるようにする
。

第３図（Ａ）　　　（Ｂ）は反射ミラー５（ａ・ｂ−ｃ
）の位＠調整機構例を示しており、ミラー５の長手方向
の略中央部をグリッパ３１で保持させ、そのグリッパの
背面の略中央部にねじ杆３２を設け、そのねじ杆３２を
保持部材３３側に螺合させ、ねじ杆３２の保持部材３３
に対するねじ込み量の調節によりミラー５をその中央部
の面の垂直方向に動かしてミラー面に多少の圧力を主に
主走査方向にかけることにより、上記の倍率差補正調整
を行なうものである。

実施例２（第４図） 前述実施例ｌにおける基準チャート２と同じ役割を三ラ
インＣＣＤｊＯ自体にその面に第４図例のように主走査
方向用の間隔基準マークＭ（ａ）・Ｍ（ａ）と、副走査
方向用の間隔基準マークＭ（ｂ）・Ｍ（ｂ）を描いて具
備させておくことで行なわせることもできる。

即ちこの三ラインＣＣＤ　１　０を画像読取り装置の所
定の配設位置に取付けた状態においてその三ラインＣＣ
Ｄ　１　０面を照明手段で照明することで上記基準マー
クＭ　（ａ）　−Ｍ　（ａ）　−Ｍ　（ｂ）Ｍ　（ｂ）
を含む三ラインＣＣＤ　１　０の面を光学系１・５（ａ
−ｂ−ｃ）を介して原稿面６ａに逆投影結像する。

あとは前記実施例１の場合と同様にその逆＃２影像の主
走査方向に関する基準マーク間隔Ｙ　（ａ）と、副走査
方向に関する基準マーク間隔Ｙ（ｂ）を測定し、両方向
の倍率差を求めて倍率の判定・確認、更には必要な光学
系調整を行なう。

本実施例の場合は前記実施例１のような基準チャート２
を用いる必要がなく、またその基準チャート２の取付け
・取外し作業、三ラインＣＣＤ　１　０の再取付け作業
を行なう必要がなく、装置に取付けた実際に使用する三
ラインＣＣＤ１０をそのまま利用して倍率差判定・調整
作業ができ、操作工程のさらなる短縮が可能となる。

基準マークＭ（ａ−ｂ）を三ラインＣＣＤ　１　０の製
作時に三ラインＣＣＤ　１　０の基板１５面に同一のパ
ターンで作成すれば基準マーク位置精度も十分に上がる
。もし三ラインＣＣＤ　１　０の撮像面と、上記のマー
クを付与した面との深さが異なると（同一面レベルにな
いと）その差量にもよるが、逆投影像に若干のボケが生
じその読取り精度か悪くなるが、その場合は基準マーク
Ｍ（ａ・ｂ）はピントの合う位置で前記実施例１と同じ
く反射ミラー系の主走査・副走査両方向の倍率の確認に
使用し、最終的なＣＣＤ　１　０の倍率調整は一ライン
ＣＣＤ　１　０Ａと同じく主走査方向の基準チャートの
ビット数をカウントして行なうことも可能である。

実施例３（第５図） 前述の実施例１及び実施例２は主として第１図例のよう
な縮小結像光学系の装置に本発明を適用したものである
が、例えば第５図例のようなカラーフィルムの画像情報
を読取る拡大結像光学系の装置にも本発明を適用するこ
とができる。

第５図例の読取り装置はカラーフィルム２１のコマ画像
を照明光源２２とコンデンサレンズ２３で透過照明し、
固定第１ミラー２５・結像レンズ２６・固定第２ミラー
２７・固定第３ミラー２８の光学系で三ラインＣＣＤ　
１　０の撮像面に拡大投影する。三ラインＣＣＤ　１　
０はこの拡大投影像面に対して副走査方向に移動駆動さ
れる。これによりカラー画像情報の充電読取りを実行す
るものである。

この様な拡大結像光学系においても前記実施例１・２と
同じ（　ＣＣＤ　１　０相当位置に基準チャート２を配
置するか、ＣＣＤ　１　０の面に第４図例のように基準
マークを入れておくかして、その逆投影像でフイルム面
上で倍率を測定することにょり主走査・副走査両方向の
倍率差の判定、及び調整をすることができる。

また第５図の様な系では、ＣＣＤ　１　０の撮像面相当
位置に基準チャートを配置するのではなく、逆にフイル
ム面相当位置に基準チャートを配置し、その正投影像を
ＣＣＤＩＯの撮像面相当位置に結像させ、主・副両走査
方向の倍率差の判定、及び調整をすることも可能である
。

実施例４（第６図〉 前記実施例１ではライン間隔（マーク間隔）の決まった
基準チャート２（第２図）を用いたが、基準チャートと
して第６図（Ａ）例のような同心円パターンのもの２Ａ
を用い、そのパターン像を原８Ｉ而６ａ上に逆投影し、
その原稿面６ａ上に該基準チャートと同様の同心円パタ
ーンの基準チャート２Ｂ（第６図（Ｂ））を設けること
で結像光学系の主走査・副走査両方向の倍率差を測定す
ることもできる。

即ち、原稿面６ａ上に設けた同心円パターンの基準チャ
ート２Ｂの同心円パターン間隔を、ＣＣＤ　１　０の撮
像而相当位置においた同心円パターンの基準チャート２
Ａの同心円パターン間隔に倍率をかけた間隔にしておく
ことにより、もし、光学系に倍率誤差が生じると原稿而
６ａ上に設けた同心円の基準チャート２Ｂ面にモアレ縞
２Ｃか表われる。またこのモアレ絹２Ｃは主・副の両走
査方向に倍率差があると第６図（Ｂ）の様に楕円のモア
レ縞が発生することになり、ある半径内でこの楕円のモ
アレ縞の主走査、副走査方向の本数の差を数えることに
より主走査、副走査方向の倍率差を判定することができ
る。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、モノリジック複数ライン
センサを用いた画像読取装置の結像光学系について主走
査・副走査の両方向の倍率差の判定、及び調整を容易に
行なうことができ、所期の目的がよく達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は複数ラインセンサの撮像面相当位置に配
置した基準チャートを画像読取装置の結像光学系を介し
て被読取り原稿面相当位置に逆投影結像している状態図
。 第１図（Ｂ）はその配設基準チャート部分についての部
分的な拡大斜視図。 第２図は基準チャートの正面図。 第３図（Ａ）は結像光学系の構成要素としての光路折曲
げ反射ミラーの位置調整機構の一例の側面図。 第３図（Ｂ）はその反射ミラーの背面図。 第４図は撮像面側の面に倍率判定用パターンを具備させ
た三ラインＣＣＤの正面図。 第５図は拡大結像光学系を用いた画像読取り装置の概略
構成図。 第６図（Ａ）は他の基準チャート例の正面図。 第６図（Ｂ）はモアレ縞の発生説明図。 第７図は三ラインＣＯＤの一例の途中省略正面図。 第８図は読取装置の一例（光学系移動一原稿台固定型）
の概略構成図。 第９図（Ａ）は主走査方向のみについての倍率確認用チ
ャート例の正面図。 第９図（Ｂ）はーラインＣＣＤの該チャート読取り出力
ビット図。 ｌは結像レンズ、２・２Ａは基準チャート、３は光拡散
板、４は透過照明用先源、５（ａ−ｂ・Ｃ）は移動ミラ
ー、７は原稿照明光源、６は原稿台ガラス、１０は三ラ
インＣＣＤ、ＩＯＡは〜，ラインＣＣＤ０ 第 ２ 図 第 ４ 図 第 ５ 図 第 ３ 図 第 ６ 図 主ｆＥ＊６励 （Ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体撮像素子の一次元ラインセンサを画像副走査
   方向にモノリシックに複数ライン並設した複数ラインセ
   ンサの撮像面に被読取り原稿の画像を結像光学系を介し
   て結像させて該複数ラインセンサの画像主走査機能と、
   該複数ラインセンサと該複数ラインセンサの撮像面に対
   する結像画像面の相対移動による画像副走査とによりカ
   ラー画像情報の読取りを実行する画像読取装置において
   、複数ラインセンサの撮像面相当位置に結像光学系の主
   ・副両走査方向に関する倍率差判定用パターンを具備さ
   せた基準チャートを配置し、その基準チャートのパター
   ンを装置の結像光学系を介して被読取り原稿面相当位置
   に逆投影結像させ、その逆投影結像パターン像の主・副
   両走査方向の倍率差を計測すること、を特徴とするカラ
   ー画像読取装置の光学系の倍率差判定方法。
2. （２）請求項１の倍率差判定方法において、判定した倍
   率差が所定の許容範囲内になるように結像光学系の構成
   要素の調整操作を行なうこと、を特徴とするカラー画像
   読取装置の光学系の倍率差調整方法。
3. （３）固体撮像素子の一次元ラインセンサを画像副走査
   方向にモノリシックに複数ライン並設した複数ラインセ
   ンサの撮像面に被読取り原稿の画像を結像光学系を介し
   て結像させて該複数ラインセンサの画像主走査機能と、
   該複数ラインセンサと該複数ラインセンサの撮像面に対
   する結像画像面の相対移動による画像副走査とによりカ
   ラー画像情報の読取りを実行する画像読取装置において
   、複数ラインセンサの撮像面側の面に結像光学系の主・
   副両走査方向に関する倍率差判定用パターンを具備させ
   、そのパターンを装置の結像光学系を介して被読取り原
   稿面相当位置に逆投影結像させ、その逆投影結像パター
   ン像の主・副両走査方向の倍率差を計測すること、を特
   徴とするカラー画像読取装置の光学系の倍率差判定方法
   。
4. （４）請求項３の倍率差判定方法において、判定した倍
   率差が所定の許容範囲内になるように結像光学系の構成
   要素の調整操作を行なうこと、を特徴とするカラー画像
   読取装置の光学系の倍率差調整方法。