JPH03125114A - カラー画像読取装置に於る色分解装置 - 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］ この発明は、原稿の持つカラー情報を色分解して読み取
るカラー画像読取装置等に用いられ、光の波長域を選択
的に反射する分光反射面を介して光を所定波長域別に色
分解するカラー画像読取装置に於る色分解装置に関する
。

Ｃ従来の技術］ 近時、光源により照らされた原稿からの反射光を所定波
長域（通常、レット：Ｒ，グリーン：Ｇ、ブルー：Ｂの
三色）に色分解し、この色分解された波長域別の光を受
光素子により光電変換して読み取るカラー画像読取装置
が開発され、実用化され始めている。

このようなカラー画像読取装置に於て所定波長域別に色
分解して読み取る方法としては、所望する波長域の光で
原稿を照光する複数の光源を備え、該複数の光源で順次
原稿を照明して読み取るもの、光源には所定波長域別て
を含む白色光を用い、原稿から受光素子に至る反射光光
路中に所望の波長域のみ透過するフィルタを介挿して読
み取るもの、［稿からの反射光を色分解プリズムにより
所定波長域別に色分解して読み取るもの１等種々方式が
考えられている。

ところが、前二者のものは受光素子は一列のラインセン
サで良いものの、最低所望する波長域の数（Ｒ，Ｇ、Ｈ
に分解する場合には三回）だけ読取り走査を行なわなけ
ればならないことから読み取りに時間がかかるという問
題があり、又、後者のものでは読み取り走査は一回で済
むものの所望する波長域の数の受光素子（ラインセンサ
）を夫々光学的に等価な位置に別々に配置しなければな
らず、その設置に極めて高い精度を要するという問題が
あった。

そこで、本出願人は先に、原稿から受光素子に至る光路
中に１反射波長域の異なる複数の分光反射面を所定間隔
で積層配置した第一分光反射面群と、該第一分光反射面
群と分光反射面の積層順序を逆とした第二反射面群の二
つの反射面群を介設し、分光波長域別の光路長を等しく
設定するものを提案した。つまり、例えば第５図に示す
如く。

一方の反射面群（＃一分光ミラー１０）を光束が入射す
る側から順番に、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の各波長域
を選択的に反射するダイクロイックｑラ−１ＯＲ，ｌＯ
０，１０Ｂを所定間隔で積層して構成すると共に、他方
の反射面群（第二分光ミラー２０）はこれと逆、の順番
（Ｂ成分。

Ｇ成分及びＲ成分の順）に夫々のダイクロイックミラー
２０Ｂ、２００．２ＯＲを所定間隔テ績暦して構成し、
結像レンズ４からの光束を第一分光ミラーｌＯ及び第二
分光ミラー２０の順で反射屈曲させることによりＲ，Ｇ
、Ｈの三色に色分解すると共に夫々の色成分を同一平面
上に結像させ。

この結像位置にＲ，Ｇ、Ｂ夫々を読み取る３列のライン
センサ５Ｒ，５Ｇ、５Ｂを１チツプ上に並列構成したセ
ンサ５を配置して構成するものである。ここで、第一分
光ミラーｌＯ及び第二分光ミラー２０の夫々のダイクロ
イックミラー間間隔は、各分光ミラー１０．２０による
光束の折曲角度と、各色成分のラインセンサ間隔との関
係に於て導出されるものである。尚１図中７はカバーガ
ラス２上に載置された原稿、３は光源であるハロゲンラ
ンプ、６はセンサ５の防塵ガラスである。

これによれば、読み取り走査は一回で済むと共に、Ｒ，
Ｇ、Ｂ夫々のラインセンサ５Ｒ，５Ｇ。

５Ｂを１チツプ上に並列構成することで相互の画素ピッ
チの誤差を少なくでき、又、センサ５自体は一つである
為にその設置も容易となるものである。

分光ミラー１０．２０は、−例として第６図に第一分光
ミラー１０の拡大図を示す如く、その表面にＢ成分を反
射するダイクロイックコート１０Ｂを施したベースガラ
ス１２上に、上下面にＲ成分とＧ成分を反射するダイク
ロイックコート１０Ｒ，ＩＯＧを施した所定厚さのトッ
プガラス１５を、所定厚さのスペーサガラス１３を介し
て光学接着剤１４．１４で接着して構成される。この構
成ては、トップガラス１５の厚さかダイクロイックコー
トＩＯＲとダイクロイックコート１０Ｇの間隔を形成し
、ダイクロイックコート１０Ｇとダイクロイックコート
ＩＯＢの間隔はスペーサガラス１３とその両面の接着剤
層１４゜１４を合算したものとなる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上記の如き分光ミラーの構成では、当該分
光ミラー及びセンサが設計値通りに構成され、然もそれ
らが正確に配置されなければならないものである。とこ
ろが、実際の製造に際して多少の誤差は必然的に生し、
こういった単品の誤差の集積によってＲ，Ｇ、Ｂ夫々の
ラインセンサの読み取る原稿位置にずれを生ずるが、こ
れを調整によって解消することはできず、その結果、分
光ミラーに極めて高い精度が要求されることから製造が
困難であるという問題かあった。つまり、実際にテスト
チャートを読取らせなからＲｌＧ、Ｂの波長域に於て原
稿の同一位置を読み増るよう調整することは不可能なも
のであり、これが実際に製品化する上での大きな障害と
なっていた。

［発明の目的］ 本発明は、上記のような背景に鑑みてなされたものてあ
り、色分解した波長域の光路を可変調整可能とするカラ
ー画像読取装置に於る色分解装置の提供、をその目的と
する。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明によるカラー画像読取装置に於る色分
解装置は、二組の分光反射面群の、一方の分光反射面群
の少なくとも一つの分光反射面を他の分光反射面に対し
て移動可能としてその間隔を調整可能とすると共に、他
方の分光反射面群の調整可能な波長域と異なる波長域の
分光反射面を他の分光反射面に対して移動可能としてそ
の間隔を調整可能に構成したものである。

又、光路中に、該光路な二面で反射折曲するプリズムを
介設すると共に、該プリズムの夫々の反射面に、特定波
長域を選択反射する分光反射面を形成して上記分光反射
面群を構成し、このプリズムの分光反射面と対向させて
これと異なる波長域を反射する分光反射面を有する分光
反射部材を移動調節可能に配置したり、更に、プリズム
の分光反射面にこれと異なる波長域を反射する分光反射
面を有する分光反射部材を積層配置し、該分光反射部材
と対向させてこれらと異なる波長域を反射する分光反射
面を有する分光反射部材を移動調節可能に配置して構成
したものである。

［発明の実施例〕 以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明によるカラー画像読取装置に於る色分
解装置の一実施例を適用した画像読取装置の概略構成図
である。

図示画像読取装置は、カバーガラス２上にその読取対象
面を下向きにして載置（図中左側か上側）した原稿７の
読取対象面を可視波長域を略全域に亙る発光特性を有す
る光源であるハロゲンランプ３で照明し、この原稿７の
読取対象面からの反射光を結像レンズ４によってセンサ
５の受光面に結像させ、該センサ５によって画像情報を
光電変換して読み取るものであり、結像レンズ４からセ
ンサ５に至る結像光路中に当該像光をレッド（Ｒ）、グ
リーン（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）の三色に色分解する色
分解装置ｌが介設されて構成されている。結像レンズ４
からの像光は、この色分解装置ｌによって光路を図中下
側に直角に折曲されて防塵ガラス６を介してセンサ５受
光面に結像し、従って、防塵ガラス６及びセンサ５は色
分解装置ｌの側方（図中下側）に配置されているもので
ある。

尚、ハロゲンランプ３．結像レンズ４．センサ５、防塵
ガラス６及び色分解装置ｌは一体に構成されると共に図
中紙面と直交する方向に原稿７の幅と対応して延設され
ており、図示しない駆動機構による図中上下方向の移動
駆動によって原稿７の読取対象面を長手方向に走査し、
ラインセンサである後述するセンサ５によって読取対象
面全域を隈なく読み取るようになっているものである。

　センサ５は、３列の一次元画素列（ラインセンサ５Ｒ
，５Ｇ、５Ｂ）を１チツプ上に所定間隔離として平行に
並設したものであり、夫々のラインセンサ５Ｒ，５Ｇ、
５Ｂに後述する色分解装２１ｔｌにより色分解されたレ
ッド（Ｒ）、クリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の光像か
結像し、夫々の波長域に於る画像情報を個別に読み取る
ようになっているものである。

色分解装置ｔは、ペンタプリズム３ｏと、第一分光反射
面群としての第一分光ミラー群ｌＯ１及び第二分光反射
面群としての第二分光ミラー群２０により構成されてい
る。

ペンタプリズム３０は、直交する二面の内の一面（入射
面３３）から当該入射面３３と直角に入射した光束か二
つの反射面（第一反射面３１及び第二反射面３２）で反
射され、直交する他の一面（出射面３４）から当該出射
面３４と直角に出射する形状として形成されているもの
であり、結像レンズ４からの像光が入射面３３から入射
し、出射面３４からセンサ５に向けて出射するように配
置されているものである。

ペンタプリズム３０の、第一反射面３１にはＲ成分を反
射するダイクロイックコートＩＯＲが施されると共に第
一分光ミラー１１が隣接配置されて第一分光ミラー群ｌ
Ｏが構成され、又、第二反射面３２にはＢ成分を反射す
るダイクロイックコート２０Ｂか施されると共に第二分
光ミラー２１がｖＩ接配置されて第二分光ミラー群２０
が構成されている。

第一分光ミラー１１は、ベースガラス１２の表面にＢ成
分を反射するダイクロイックコート１０Ｂを施し、更に
その上に、表面にＧ成分を反射するダイクロイックコー
トＩＯＧが施されたスペーサガラス１３を接着剤層１４
を介して接着固定して構成されている。ダイクロイック
コート１０ＢとダイクロイックコートＩＯＧは、所定の
間隔：Ｈで平行に設定されている。

又、第一分光ミラー１１は、そのダイクロイックコート
ＩＯＧがダイクロイックコート１０Ｒ（即ち第一反射面
３１）と平行に配置されると共に、図示しない調整機構
によって平行状態を維持した状態で図中矢印で示す方向
にｇｌｌ接動動可能なっており、その間隔：Ｄは可変調
整可能となっているものである。

第二分光ミラー２１は、ベースガラス２２の表面にＲ成
分を反射するダイクロイックコート２０Ｒが施され、更
にその上に１表面にＧ成分を反射するダイクロイックコ
ート２０Ｇが施されたスペーサガラス２３が接着剤層２
４を介して接着固定されて構成されている。このダイク
ロイックコート２０Ｒとダイクロイックコート２０Ｇは
、所定の間隔：ｈで平行に設定されている。

又、第二分光ミラー２１は、そのダイクロイックコート
２０Ｇかダイクロイックコート２０Ｂ（即ち第二反射面
３２）と平行に配置されると共に、図示しない調整機構
によって平行状態を維持した状態で図中矢印で示す方向
に離接移動可能となっており、その間隔：ｄは可変調整
可能となりているものである。

ここで１本実施例では１Ｍ５一分光ミラー群ｌＯ及び第
二分光ミラー群２０による光路屈曲角度は等しく設定さ
れており、又、各ダイクロイックコート間の間隔Ｈ，Ｄ
、ｈ、ｄも基本的には等シ〈設定されている。

而して、上記の如く構成された色分解装置ｌでは、結像
レンズ４を介して入射面３３からペンタプリズム３０内
へ入射する像光は、第一分光ミラー群ｌＯでＲＧＢの各
成分別に分光反射され、更に第二分光ミラー群２０でＲ
ＧＢの各成分別に反射されて出射面３４からセンサ５に
至る。

即ち、第一分光ミラー群１０では、第一反射面３１のダ
イクロイックコートＩＯＲ″ｔ’Ｒ成分のみ反射され、
次に１間隔：Ｄ離れた第一分光ミラー１１のダイクロイ
ックコートＩＯＧでＧ成分が反射され、更に、ダイクロ
イックコートＩＯＢで残りのＢ成分が反射されることと
なり、ＲＧＢの各成分別に色分解が為されるものである
。

第二分光ミラー群２０では、第一分光ミラー群ｌＯで色
分解されたＲＧＢの各成分を夫々成分別に反射するが、
各分光成分を選択的に反射するダイクロイックコート２
０Ｂ、２０Ｇ、２０Ｒはその配置が第一分光ミラー群ｌ
Ｏと逆であり１両分光ミラー群ｔｏ、２０への入射角と
各ダイクロイックコート間の間隔Ｈ，Ｄ、ｈ、ｄか等し
く設定されていることから、ＲＧＢの各成分別の光路長
は等しくなる。この時、ＲＧＢの各成分の相互の光路間
間隔は第二分光ミラー群２０による反射屈曲によって所
定の間隔となり、ＲＧＢの各成分の像光はこの間隔と一
致する間隔で１チツプ上に並設されたラインセンサ５Ｒ
，５Ｇ、５Ｂの受光面上に夫々結像されて読み取られる
ものである。

ここで、第一分光ミラー群１０のダイクロイックコート
ＩＯＢとダイクロイックコートＬＯＧの間隔：Ｈｌ及び
、第二分光ミラー群２０のタイクロイックコート２０Ｒ
とダイクロイックコート２０Ｇの間隔：ｈの誤差等によ
って、ＲＧＢの各成分のラインセンサ５Ｒ，５Ｇ、５Ｂ
の受光面上に結像する位置がずれた場合（原稿の同一位
置の像かＲＧＢの各成分のラインセンサ５Ｒ，５Ｇ。

５Ｂの受光面上に結像しない場合）には、第一分光ミラ
ー群１０の第一分光ミラー１１．又は、第二分光ミラー
群２０の第二分光ミラー２１を移動調節することにより
、原稿の同一位置の像がＲＧＢの各成分のラインセンサ
５Ｒ，５Ｇ。

５Ｂの受光面上に結像するよう調整できる。

尚、本構成では、高精度に形成可能なペンタプリズム３
０の第一反射面３１及び第二反射面３２にダイクロイッ
クコートＩＯＲ，２０Ｂを施すと共に第一分光ミラー１
１と第二分光ミラー群２０を構成したことにより、特に
タイクロイックコートＩＯＲ，２０Ｂの面精度を高い精
度とすることができ、又、各分光ミラー１１．２１のベ
ースガラス１２．２２表面へ接着するガラス層（スペー
サガラス１３．２３）は−層で良い為、分光ミラー１１
．２１の表面に形成されるダイクロイックコートＩＯＲ
，２０Ｇの精度保持も容易となるものである。つまり、
高精度の構成及びその精度維持が容易となるものである
。

第４図は、本発明の第二実施例であり、本実施例は、前
述の第一実施例では夫々第一分光ミラー１１及び第二分
光ミラー２１側に設けたＧ成分を反射するダイクロイッ
クコー）−１０Ｇ。

２０Ｇを、ペンタプリズム３０側に設けて構成したもの
である。

即ち、ペンタプリズム３０の、第一反射面３１のタイク
ロイックコート１０Ｒ上に１表面に（４分を反射するダ
イクロイックコートＩＯＣが施されたスペーサガラス１
３を接着剤層１４を介して接着固定すると共に、第二反
射面３２のタイクロイックコート２０Ｂ上に、表面にＧ
成分を反射するダイクロイックコート２０Ｇが施された
スペーサガラス２３を接着固定し、第一分光ミラー１１
及び第二分光ミラー２１は夫々ベースガラス１２．２２
の表面にＢ成分を反射するダイクロイックコートＩＯＢ
、Ｒ成分を反射するダイクロイックコート２０Ｒを施し
である。

第一分光ミラー１１及び第二分光ミラー２１はは、第一
実施例と同様に、そのダイクロイックコートＩＯＢ、ダ
イクロイックコート２０Ｒをペンタプリズム３０側のダ
イクロイックコート１０Ｇ、ダイクロイックコート２０
Ｇと平行とし２図示しない調整機構によって平行状態を
維持した状態て離接移動可能であってその間隔：Ｈ９ｈ
は可変調整可能となっているものである。

本構成によっても、第一分光ミラー１１及び第二分光ミ
ラー２１を移動調整することによって原稿の同一位置の
像がＲＧＢの各成分のラインセンサ５Ｒ，５Ｇ、５Ｂの
受光面上に結像するよう調整できる。又、本構成では、
ダイクロイックコー）−１０Ｇ及びダイクロイックコー
ト２０Ｇの位置は不変である為、Ｇ成分の読み取り位置
を基準として第一分光ミラー１１によりＢ成分の読み取
り位置を、又、Ｍ二分光ミラー２１によりＲ成分の読み
取り位置を夫々単独で調整することかでき、調整作業が
容易に行なえるものである。

尚、上記実施例に於るダイクロイックコートの配置順序
は一例であり、適宜変更可能であることは言う迄もない
、又、プリズムとしてペンタプリズムを用いたものであ
るか、例えば平行プリズム等二面の反射面を利用できる
ものであれば適用可能なものである。

［発明の効果］ 以上現用したように、本発明によるカラー画像読取装置
に於る色分解装置によれば、色分解した波長域の光路を
調整することかでき、従って、うインセンサ間及び分光
ミラーの精度を緩和でき。

製造が容易となると共に組立作業性も向上し、コストダ
ウンに寄与できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラー画像読取装置に於る色分解
装置の一実施例を適用した画像読取装置の概略構成図、
第２図はその第一分光反射面群の部分拡大図、第３図は
第二分光反射面群の部分拡大図、第４図は他の実施例の
概略構成図、第５図は従来例である色分解装置を用いた
カラー画像読取装置の概略構成図、第６図はその分光ミ
ラーの拡大図である。 ！・・・色分解装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光の波長域を選択的に反射する分光反射部材を介
   して光を所定波長域別に色分解する色分解装置であって
   、光路中に、反射波長域の異なる複数の分光反射面を所
   定間隔で積層配置した第一分光反射面群と、該第一分光
   反射面群と前記分光反射面の積層順序を逆とした第二分
   光反射面群の二つの反射面群を介設し、分光波長域別の
   光路長を等しく設定したものに於て、 前記二組の分光反射面群の、一方の分光反射面群の少な
   くとも一つの分光反射面を他の分光反射面に対して移動
   可能としてその間隔を調整可能とすると共に、他方の分
   光反射面群の前記調整可能な波長域と異なる波長域の分
   光反射面を他の分光反射面に対して移動可能としてその
   間隔を調整可能に構成したこと、を特徴とするカラー画
   像読取装置に於る色分解装置。
2. （２）光路中に、該光路を二面で反射折曲するプリズム
   を介設し、該プリズムの夫々の反射面に、特定波長域を
   選択反射する分光反射面を形成して上記分光反射面群を
   構成したこと、を特徴とする請求項（１）記載のカラー
   画像読取装置に於る色分解装置。
3. （３）上記プリズムの分光反射面と対向させてこれと異
   なる波長域を反射する分光反射面を有する分光反射部材
   を移動調節可能に配置して構成したこと、を特徴とする
   請求項（２）記載のカラー画像読取装置に於る色分解装
   置。
4. （４）上記プリズムの分光反射面に、これと異なる波長
   域を反射する分光反射面を有する分光反射部材を積層配
   置し、該分光反射部材と対向させてこれらと異なる波長
   域を反射する分光反射面を有する分光反射部材を移動調
   節可能に配置して構成したこと、を特徴とする請求項（
   ２）記載のカラー画像読取装置に於る色分解装置。