JPH03268564A - カラー画像読取装置 - 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】 ［概　要］ カラー画像読取装置、特にフィルタや光源を切り換えて
時分割でカラー画像を読み取る方式の読取光学系に関し カラー画像読取装置における残像に基づ＜ａ質の低下を
改善することを目的とし イメージセンサと、異なる色の複数の光源または複数の
フィルタとをそなえ、前記光源またはフィルタを時分割
で切り換えて原稿の画像の色を分解し読み取りを行うカ
ラー画像読取装置においてイメージセンサを指定された
タイミングで遮光するマスク手段を設け、前記光源また
はフィルタを時分割で切り換える各々の切り換えの間で
前記マスク手段を一定期間動作させ、イメージセンサを
遮光するように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、カラー画像読取装置、特にフィルタや光源を
切り換えて時分割でカラー画像を読み取る方式の読取光
学系に関する。

画像読取装置は、ファクシミリやコンピュータへの画像
入力装置として用いられている。またカラー画像読取装
置としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）。

Ｂ（青）の３色をＣＣＤイメージセンサなどで読み取る
ものが知られている。これらあるいは白黒の読取装置に
は、より一層の小型化、低価格化。

また読み取りの高精度化などが望まれている。さらに、
カラー読取装置には、白黒読み取りとの互換性があるこ
と、白黒読み取りでは高解像度の読み取りなどが要求さ
れている。

〔従来の技術〕

本発明の対象となるカラー画像読取装置の１つとして、
従来のフィルタ切換型カラー画像読取装置構成について
、第５図ないし第８図を用いて説明する。

第５図は、従来のカラー画像読取装置の光学系を示し、
１は原稿、２は蛍光灯などの光源、４はレンズ　５はＣ
ＣＤラインイメージセンサ等のイメージセンサ、６は原
稿面を走査する読取ライン７は光路、９ａ、９ｂ、９ｃ
はそれぞれＲ，ＣＢのフィルタ、１．０ａ、１０ｂ、１
０ｃはそれぞれリニアモータである。

原稿１上の読取ライン６は、照明装置１例えば光源２な
どによって照明されており、このライン上の画像が読み
取られる。読取ライン６からの反射光はレンズ４により
イメージセンサ５の上に結像する５図のように縮小光学
系を用いて原稿を読み取る。これらは、一般の白黒読み
取りの光学系と同じである。

カラー読み取りを行うためには、レンズ４とイメージセ
ンサ５の間にＲ，Ｇ、８３枚のフィルタ９ａ、９ｂ、９
ｃを設ける。フィルタ９ａ、９ｂ。

９Ｃは、それぞれリニアモータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
で保持され、読取ライン６からイメージセンサ５への光
路７を遮るような位置へ移動できるようになっている。

カラー読み取りにおけるフィルタ切換動作を第６図（ａ
）〜（Ｃ）に示す。読取ライン上のカラー画像のＲ（赤
）の成分を読み取る時は、同図（ａ）のように３つのフ
ィルタのうちＲフィルタ９ａをリニアモータ１０ａで駆
動して光路７中に入れる。他の２つのフィルタ９ｂ、９
ｃは光路７を遮らない位置に保持する。

この結果、読取ライン６からの反射光のうち赤い光のみ
がイメージセンサ５に達することができ、！ｉ像のＲ成
分が読み取られる。

画像のＧ（緑）、Ｂ（青）成分を読み取る時は第６図［
有］）、　（Ｃ）のように、それぞれ光路中にＧフィル
タ９ｂ、Ｂフィルタ９ｃを挿入して読み取る。

１ラインのＲＧＢ読み取りが終了すると、原稿を第５図
の矢印の方向に所定の長さだけ送って次のラインの読み
取りを行う。

小型で軽量のフィルタと、高速のりニアモータを組み合
わせることで、センサ１ラインの読取時間（１〜１０１
１ｓ）とほぼ同程度の時間でフィルタの切り換えを行い
、高速のカラー読み取りを実現する。

尚１本説明ではフィルタ９ａ、９ｂ、９ｃ（’）挿入位
置をレンズ４とイメージセンサ５の間としたが、原稿１
とレンズ４の間としても同様な効果を得ることができる
。

また以上の説明では、フィルタ３つを別々の板としたが
、第７図のように、３色のフィルタ９ａ。

９ｂ、９ｃを１枚のフィルタ板８としたものを光路７中
で上下に往復運動するようにした場合も同様である。第
７図（ａ）は光路中のフィルタを横から見た図、第７図
［有］）はフィルタの斜視図である。

具体的な切り換えの機構を第８図に示す。フィルタ９ａ
、９ｂ、９ｃを含むフィルタ板８は、ベース板２１に固
定されている。このベース板２】の保持は、板バネ２２
により行われる。板バ名２２は、ベース板２１にネジ（
図示せず）により固定される。またフィルタ板８の両側
にはコイル２３が固定され、更にこの機構全体を支持台
２４に板バ２２２を固定することによって空間に保持さ
れている。

第７図および第８図の構成で原稿１ラインのＲｌＧ、Ｂ
の読み取りを行うためには、フィルタ９ａ９ｂ、９ｃを
光路７中で１往復させる必要がある。

まずＲフィルタ９ａが光路中に入るようにしてＲの読み
取りをして３次にＧフィルタ９ｂが光路中に入るように
ベース板２１を動かし、Ｇの読み取りを行う、更に同様
にＢフィルタ９Ｃを動かしＢの読み取りを行い、１ライ
ンの読み取りを完了する。この後再びＲのフィルタが光
路中に入るようにベース板２１を動かし、Ｒの読み取り
を行う。

以後これを繰り返して読み取りを行う。

また上述したフィルタ切換型のカラー画像読取装置のほ
かに光源の色を切り換える光源切換型のものがある。

光源切換型の場合は１例えばＲＧＢａ色の蛍光灯を備え
、これらを順次点灯して３色の読み取りを行う、蛍光灯
には、残像があるため、ある色の読み取りと次の色の読
み取りの間には、消灯する蛍光灯の残像が無くなり、ま
た１点灯する蛍光灯の光量が安定する時間が必要となる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のカラー画像読取装置では、−船釣にＣＯＤイメー
ジセンサが用いられる。これは９価格が比較的安いこと
、高速のライン読み取りが可能なことなどの理由による
。しかし、ＣＣＤセンサには残像が発生するという問題
点がある。残像とは。

ある走査期間に変換された信号電荷が、ＣＣＤシフトレ
ジスタに完全に移りきらず、取り残された信号電荷が次
の走査期間に出力される現象である。

この特性が悪いと、ある１ラインと次のラインの信号が
混ざりあってしまうため、副走査方向の解像度や階調性
に悪い影響を及ぼす、特にカラー読み取りでは１色の読
み取り性能が悪化してしまう。

従来、これらの問題は全く考慮されていなかった。残像
の量は、直前に読み取った画像の明るさや、センサの蓄
積時間に影響され、一定しない。

特に残像の影響は、低レベルの出力、すなわち反射率の
低い原稿の読み取りに対する出力に関して影響が大きく
なる。これは、高精度の読み取りの実現に対する障害と
なっていた。

本発明は、カラー画像読取装置における残像に基づく画
質の低下を改善することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、光源切換型あるいはフィルタ切換型のカラー
画像読取装置において、光源やフィルタの時分割切り換
えにおける各切換動作時間を利用してイメージセンサを
マスク手段で遮光し、イメージセンサに黒を読み取らせ
ることにより、前のフレームの読み取りによる残像の影
響をなくすようにするものである。

第１図は、フィルタ切換型カラー画像読取装置の場合に
ついて例示的方法で示した本発明の原理的構成図である
。

第１図において １は、カラー画像をもつ読取対象の原稿である。

２は、蛍光灯などの光源である。

４は、原稿１の画像を縮小投影するためのレンズである
。

５は、ライン（−次元）ＣＣＤなどのイメージセンサで
ある。

６は、原稿１をイメージセンサ５に投影する読取ライン
である。

７は、光路である。

８は１色分解を行うためのフィルタ板である。

９ａ、９ｂ、９ｃは、それぞれフィルタ板８を一体に構
成するストライブ状のＲ，ＣＢのフィルタである。

１１は、指示により光路７を遮るマスク手段である。

１２は、フィルタ板８およびマスク手段１１の動作タイ
ミングを制御する制御部であり、フィルタ板８の各フィ
ルタ９ａ、９ｂ、９ｃを逐次的に光路７中に切換挿入し
、かつその切換過程においてマスク手段１１を動作させ
、光路７を遮断してイメージセンサ５を一定期間遮光す
る機能をもつ。

［作　用〕 第２図に示す本発明の動作タイミングにより第１図の本
発明の構成に基づく作用を説明する。

第２図は、第１図のフィルタ板８の１往復動作における
フィルタ変位とマスク動作とを時間的に対応づけて示し
たものである。

図中のフィルタ変位は、＋Ｓ、Ｏ，−Ｓの３つの読取位
置をもち、十Ｓ位置ではＲフィルタ９ａが光路７中に挿
入され、０位置ではＧフィルタ９ｂが光路７中に挿入さ
れ、そして−Ｓ位置ではＢフィルタ９ｃが光路７中に挿
入される。

第２図の動作タイミングの例では、各ラインごとに＋Ｓ
から−３へ移動し１次に０へ移動して。

Ｒ，Ｇ、Ｂの３色の読み取りが行われる。これらを読取
の、■、■で表すと、それぞれの読み取りでは、Ｒ，Ｂ
、Ｇの順で読み取りが行われることになる。

時間ｔｏ−ｔ＋、ｔアーｔｓ、ｔａ　　ｔｓにおいて。

それぞれＯから＋Ｓへ、＋Ｓから−Ｓへ、−３からＯへ
のフィルタ板の変位が行われるが、この間にマスク手段
１１（第１図）を動作させ、イメージセンサ５（第１図
）を遮光して黒の読み取りを行わせる。

以上の動作は、原稿を走査する各ラインごとに繰り返さ
れる。

［実施例］ 第３図は１本発明の第１実施例の構成を示したもので、
フィルタ板８には、第７図［有］）に示されているもの
と同じものが用いられている。また第１図のマスク手段
１１に対応するものとして１機械式あるいは液晶式の電
磁シャッタ１３が用いられている。

フィルタ板８および電磁シャッタ１３は、それぞれドラ
イバ１４．１５により駆動される。ドライバ１４に対す
る駆動タイミングおよびドライバ１５に対するシャッタ
タイミングは、それぞれ制御部１２によって第２図に示
されている方法で制御される。

イメージセンサ５の出力信号は、読取回路１６を経てス
イッチ１７に送られる。スイッチ１７は制御部１２から
送られるシャッタタイミングと同期した信号によって０
Ｎ１０ＦＦされ、電磁シャッタ１３が閉じている期間の
イメージセンサ出力信号を捨てるようにする。スイッチ
１７を通った信号は、Ａ／Ｄ変換器１８でデジタル信号
に変換され出力される。

第４図は１本発明の第２実施例の構成を示す。

この実施例では、独立したマスク手段を用いず。

代わりにフィルタ板８内に一体化して構成する。

第４図（ｂ）に示すようにフィルタ板８を構成するスト
ライブ状のＲ，Ｇ、Ｂのフィルタ９ａ、９ｂ９Ｃの境界
に黒色のストライブ状のマスク部１９ａ１９ｂを設ける
。このようなフィルタ板８を第４図（ａ）に示すように
用いて、各フィルタ間の移動の際マスク部１９ａ、１９
ｂの一方でイメージセンサを遮光する。なお第２図の１
．−１．０切り換えでは。

２つのマスク部１９ａ、１９ｂが光路を通過するがいず
れか一方のマスク部で遮光した際にマスク部の黒色の読
み取りを行い、そのデータを捨てるようにする。

以上のように、いずれの場合もフィルタ切り換えの時間
を利用し、ＣＯＤイメージセンサ内の残像による電荷を
除去するため、これによる原稿読取時間の増加はない。

なお１本実施例ではフィルタ切換型のカラー読み取りへ
の適用例を示したが、光源を切り換えてカラー画像を読
み取る方式の、光源切換時間を利用しても、同様の効果
が得られる。さらに、読取時間は増加するが、密着セン
サによるカラー読み取りや、白黒読み取りの場合に適用
しても、高精度な画像読取信号を得ると言う目的に対し
ては２同様の効果がある。

（発明の効果〕 本発明によれば、カラー画像読取装置において各色、各
読取ラインごとに、センサの残像によるノイズ成分を除
去した。高精度な読取信号を得ることができ、高精度な
読み取りを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成図１第２図は本発明の動作
タイミング図、第３図は本発明の第１実施例の構成図、
第４図は本発明の第２実施例の構成図、第５図は従来の
カラー画像読取装置の光学系を示す説明図、第６図は第
５図の従来装置におけるフィルタ切換動作の説明図、第
７図は従来装置における他のカラーフィルタの構造説明
図、第８図は第７図に示すカラーフィルタのフィルタ切
換機構の一構造図である。 第１図中 １：原稿。 ２：光源。 ４：レンズ。 ５：イメージセンサ。 ６：読取ライン。 ７：光路 ８：フィルタ板。 ９ａ：Ｒフィルタ。 ９ｂ：Ｇフィルタ。 ９ｃ　：Ｂフィルタ。 １１：マスク手段。 １２：制御部。 本発明の笑ビ１尭イ列ｆ）＄、−万障 第３図 席２図 ４５２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イメージセンサと、異なる色の複数の光源または複数の
   フィルタとをそなえ、前記光源またはフィルタを時分割
   で切り換えて原稿の画像の色を分解し読み取りを行うカ
   ラー画像読取装置において、イメージセンサを指定され
   たタイミングで遮光するマスク手段を設け、 前記光源またはフィルタを時分割で切り換える各々の切
   り換えの間で前記マスク手段を一定期間動作させ、イメ
   ージセンサを遮光することを特徴とするカラー画像読取
   装置。