JPH04369613A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像読取装置に関
し、特に通過光量を制御する光量補正手段と反射型１次
元ブレーズド回折格子より成る色分解手段そして３つの
ラインセンサー（受光素子）を同一基板面上に設けた受
光手段とを利用することにより、入射角度の相違による
反射回折角のズレによる受光素子面上のボケを許容レベ
ル内に抑えつつ原稿面上のカラー画像情報を高精度に読
取るようにした例えばカラースキャナやカラーファクシ
ミリ等に好適なカラー画像読取装置に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】従来より原稿面上のカラー画像情報を光
学系を介してラインセンサー（ＣＣＤ）面上に結像させ
て、このときのラインセンサーからの出力信号を利用し
てカラー画像情報をデジタル的に読取る装置が種々と提
案されている。

【０００３】例えば図１４は従来のカラー画像読取装置
の光学系の要部概略図である。同図では原稿面１１上の
カラー画像からの光束を結像レンズ１９で集光し後述す
るラインセンサー面上に結像させる際、該光束を３Ｐプ
リズム２０を介して例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）の３色に色分解した後、各々のラインセンサー
２１，２２，２３面上に導光している。そして各ライン
センサー２１，２２，２３面上に結像したカラー画像を
各々副走査方向にライン走査し各色光毎に読取りを行な
っている。

【０００４】図１５は従来のカラー画像読取装置の光学
系の要部概略図である。同図では原稿面１１上のカラー
画像からの光束を結像レンズ２９で集光し後述するライ
ンセンサー面上に結像させる際、該光束を２色性を有す
る波長選択透過膜が付加された２つの色分解用のビーム
スプリッター３０，３１を介して３色に対応する３つの
光束に分離している。

【０００５】そして該３つの色光に基づくカラー画像を
３つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所謂モノ
リシック３ラインセンサー３２面上に各々結像させてい
る。これによりカラー画像を副走査方向にライン走査し
各色光毎に読取りを行なっている。

【０００６】図１６は図１５に示したモノリシック３ラ
インセンサー３２の説明図であり、該モノリシック３ラ
インセンサー３２は同図に示すように３つのラインセン
サー（ＣＣＤ）２５，２６，２７を互いに平行となるよ
うに同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ラ
インセンサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フ
ィルターが設けられている。

【０００７】又、各ラインセンサー２５，２６，２７の
間隔Ｓ１，Ｓ２は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば０．１〜０．２ｍｍ程度で製作されており、又各単一
素子２８の画素幅Ｗ１，Ｗ２は例えば７μｍ×７μｍ、
１０μｍ×１０μｍ程度で設定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１４に示すカラー画
像読取装置では３つの独立のラインセンサーを必要とし
、又高精度化が要求され、しかも製作上困難な３Ｐプリ
ズムを必要とする為、装置全体が複雑化し、又高価とな
ってくる。更に結像光束と各ラインセンサーとの合致調
整を各々独立に３回行なう必要があり、組立調整が面倒
となる等の問題点があった。

【０００９】

【数１】 今、製作上好ましいラインセンサーの各ライン間の距離
を０．１〜０．２ｍｍ程度とするとビームスプリッター
３０，３１の板厚ｘは３５〜７０μｍ程度となる。

【００１０】一般にこのような薄い厚さで光学的に平面
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しく、このような厚さのビームスプリッターを
用いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の
光学性能が低下してくるという問題点があった。

【００１１】一方、図１７に示すようにモノリシック３
ラインセンサーの中央のライン２６に対する他の２つの
ライン２５，２７のライン間の距離Ｓ１，Ｓ２は一般的
に各反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ（
図１６参照）Ｗ２の整数倍になるように設定している。 これは次の理由からによる。

【００１２】即ち、図１７に示すように通常の結像光学
系４５のみを用いて上記に示したモノリシック３ライン
センサーでカラー画像の読取りを行なう場合、３つのラ
インセンサー２５，２６，２７で同時に読取れる原稿面
１１上の読取位置は同図に示す如く異なる３つの位置２
５´，２６´，２７´となる。

【００１３】この為、原稿面１１上の任意の位置に対す
る３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ３ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。

【００１４】これには３ラインセンサーの各ライン間の
距離Ｓ１，Ｓ２を各画素サイズＷ２の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばＢ信号（Ｂ色光に基づく信号成分）に対し各
Ｇ，Ｒ信号（Ｇ，Ｒ色光に基づく信号成分）を遅延させ
ることによって比較的容易に３色の合成信号成分を得て
いる。

【００１５】従って上記の如く３ラインセンサーの中央
のラインセンサー２６に対する他の２つのラインセンサ
ー２５，２７間の距離Ｓ１，Ｓ２は副走査方向の画素サ
イズＷ２の整数倍となるように設定しているのである。

【００１６】しかしながら上記に示したカラー画像読取
装置において冗長ラインメモリーを３ラインセンサーの
ライン間距離相当に充当することは高価なラインメモリ
ーを複数列具備しなければならず、これはコスト的にみ
て極めて不利となり、又装置全体が複雑化してくる等の
問題点があった。

【００１７】本発明は色分解手段としての反射型１次元
ブレーズド回折格子を用い色分解してカラー画像を読取
る際、カラー画像（原稿面）と受光手段との間に通過光
量を制御する光量補正手段を設けることにより、該反射
型１次元ブレーズド回折格子の入射角の異なることに帰
因する反射各点からの反射回折角のズレによる±１次回
折光の格子ピッチ断面方向（副走査方向）の受光素子面
上のボケを許容レベル内に抑えることができ、これによ
り例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカラー画像をデジタ
ル的に高精度に読取ることのできるカラー画像読取装置
の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像読取
装置は、カラー画像を結像光学系により３つのラインセ
ンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に結像さ
せ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該結像光学
系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を３つの色
光に色分解する反射型１次元ブレーズド回折格子より成
る色分解手段を設けると共に該カラー画像と該受光手段
との間に副走査方向の開口数が主走査方向の開口数に比
べて小さくなるように通過光量を制御する光量補正手段
を設けたことを特徴としている。

【００１９】

【実施例】図１（Ａ）、（Ｂ）は各々本発明の実施例１
の要部平面図（主走査断面）と要部側面図（副走査断面
）図２は図１に示した開口絞りＳＰの正面図である。

【００２０】図３（Ａ）は図１に示した結像光学系を通
過した後の光束の光路を示した一部分の説明図、図３（
Ｂ）は図３（Ａ）に示した反射型１次元ブレーズド回折
格子の一部分の拡大説明図である。

【００２１】図中、１は原稿面であり、カラー画像が形
成されている。ＳＰは光量補正手段であり開口絞りより
成っており、副走査方向の開口数（Ｎ．Ａ）が主走査方
向の開口数（Ｎ．Ａ）より小さくなるように通過光量を
制御している。

【００２２】即ち本実施例に於ける開口絞りＳＰは図２
に示すように後述するラインセンサーの画素の並び方向
（主走査方向）の開口径が副走査方向の開口径より大き
くなるような形状より形成している。

【００２３】２は結像光学系であり、本実施例において
は射出側の主光線が光軸と平行となって射出する所謂射
出型テレセントリック系となるように構成しており、カ
ラー画像に基づく光束を後述する反射型１次元ブレーズ
ド回折格子を介して受光手段（モノリシック３ラインセ
ンサー）面上に結像させている。

【００２４】３は色分解手段であり、反射型１次元ブレ
ーズド回折格子より構成しており、入射光束をラインセ
ンサーの画素の並び方向と直交する方向に所定の色光、
例えばＲ（赤）、Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色の色光に
分解し反射回折させている。

【００２５】４は受光手段であり、３つのラインセンサ
ー（ＣＣＤ）８，９，１０を互いに平行となるように同
一基板面上に配置した所謂モノリシック３ラインセンサ
ーより成っている。各ラインセンサー８，９，１０のラ
イン間隔は色分解手段３の色分解方向に対応し各々異な
った値に設定している。

【００２６】本実施例では原稿面１上のカラー画像を不
図示のミラー等より成る走査手段によりライン走査し、
該カラー画像からの光束の通過光量を開口絞りＳＰによ
り制御して結像光学系２により集光し、１次元ブレーズ
ド回折格子３を介して３つの色光に色分解した後に各色
像を各々対応するラインセンサー８，９，１０面上に結
像させている。そして受光手段４により各々の色光に基
づくカラー画像をデジタル的に読取っている。

【００２７】本実施例の色分解用の反射型１次元ブレー
ズド回折格子３は図３（Ａ）に示すように、該回折格子
３により反射回折された光束を−１次光５、０次光６、
そして＋１次光７の３方向に分離し結像光学系２による
集束球面波の光束として各々ラインセンサー８，９，１
０面上に結像している。

【００２８】集束球面波のうち格子ピッチ断面内（副走
査断面内）（図１（Ｂ）、図３（Ａ））に於いて光軸に
対して図面上上側から１次元ブレーズド回折格子３へ入
射する光束（以下「上側光束」という）と光軸上より１
次元ブレーズド回折格子３へ入射する光束、そして光軸
に対して図面上下側から１次元ブレーズド回折格子３へ
入射する光束（以下「下側光束」という）とではそれぞ
れ該１次元ブレーズド回折格子３に対する入射角が異な
っている。

【００２９】例えば図３（Ａ）に示すように上側光束の
入射角をθ１　、光軸上の光束の入射角をθ０　そして
下側光束の入射角をθ２としたとき、θ１　＞θ０　＞
θ２　となる関係で１次元ブレーズド回折格子３へ入射
している。

【００３０】ここで反射回折における１次回折での反射
回折角θ´と入射各θとは次式に示す関係がある。

【００３１】ｓｉｎθ´−ｓｉｎθ＝±λ／Ｐλ：波長
、符号正：＋１次、符号負：−１次、Ｐ：格子ピッチ 従って上式より反射回折角θ´は 　　　　θ´＝ｓｉｎ−１（±λ／Ｐ＋ｓｉｎθ）　　
　　　　　　‥‥‥（１）より求めることができる。

【００３２】この反射回折角θ´が上述した副走査断面
内で各々異なる。この為結像光学系による集束球面波内
に１次元ブレーズド回折格子を配置した場合、結像面（
受光素子面）内で各次数の回折光の反射回折角θ´のズ
レに相当するボケが生じることになる。

【００３３】ここで具体的に数値例を挙げて説明する。 例えば光軸上における光束の入射角θ０　が４５°にお
ける集束球面波として１次元ブレーズド回折格子への入
射光束の明かるさＮＡをＮＡ＝ｓｉｎβとする。このと
き集束球面波の収束角βを５．５°、格子ピッチＰを１
６０μｍ、光軸に沿った１次元ブレーズド回折格子から
受光素子（３ラインセンサー）面までの距離Ｌ０　を３
５．２ｍｍとする。この場合、例えば＋１次回折光にお
いて波長λ＋１＝６０６ｎｍとして上側光束では入射角
θ１　＝５０．５°で反射回折角θ１　´，＋１　＝５
０．８°となり、又下側光束では入射角θ２　＝３９．
５°で反射回折角θ２　´，＋１　＝３９．８°となる
。又光軸上の光束においては入射角θ０　＝４５°で反
射回折角θ０　´，＋１　＝４５．３°となる。

【００３４】この３つの反射回折光束が３ラインセンサ
ー４面に向かう光路を図４に示す。図４は±１次光及び
０次光の反射回折光が３ラインセンサー４面へ向かう光
路図を示したものである。

【００３５】同図から明らかなように上側、下側の両光
束はこの断面内において一種の収差をもった形となり＋
１次光では３ラインセンサー４の受光素子面上の手前で
集束（結像）してしまい、このとき受光素子面上では幾
何光学的に略７５μｍのボケが生じてしまう。

【００３６】又、同様に波長λ−１＝４７１ｎｍの−１
次回折光においても上記に示した＋１次回折光と同様に
ボケが生じてくる。即ち−１次回折光の上側、下側の両
光束は３ラインセンサー４の受光素子面上の後方で集束
（結像）してしまい、このとき受光素子面上ではやはり
幾何光学的に５８μｍのボケが生じてしまう。

【００３７】一方、０次回折光においては反射型１次元
ブレーズド回折格子は単なる鏡面として作用する為、前
述した±１次回折光で発生する受光素子面上におけるボ
ケは生じない。

【００３８】尚、上記算出に用いた反射型１次元ブレー
ズド回折格子の形状は格子厚ｄ１　＝ｄ２　＝ｄ３　＝
７４９．５ｎｍ、各段幅Ｗ１　＝Ｗ２　＝Ｗ３　＝Ｗ４
　でかつ周期ピッチＰは

【００３９】

【数２】 である。

【００４０】又、このときの各次光の回折光における効
率ピーク波長λは各々次式より求めた。±１次光に対し
ては

【００４１】

【数３】 より（ｎ，ｍ）＝（４，２）で波長λ＋１＝６０６ｎｍ
、波長λ−１＝４７１ｎｍ、又０次光に対しては２ｄ・
ｃｏｓθ０　＝ｍ・λ０　　　　　　　　　‥‥‥‥（
２）より波長λ０　＝５３０ｎｍである。

【００４２】又、前述したボケ量は幾何光学的な算出に
基づいて求めたが厳密にキルヒホッフ（ｋｉｒｃｈ　　
ｈｏｆｆ）回折によるシミュレーションを行い点像強度
分布を求めた結果を図５〜図７に示す。各図に示すよう
に双方におけるボケ量は比較的良い一致を示している。

【００４３】一般にカラー画像読取装置においてカラー
画像情報を高精度に読み取る為には上記に示したボケ量
は読取時における副走査方向の分解能を損ね許容するこ
とができない量である。

【００４４】又、上記に示した如く＋１次光で８０μｍ
程度、−１次光で６０μｍ程度のボケが生じた場合、前
述した如く受光素子の大きさ（幅）は１０μｍ×１０μ
ｍで形成されているのが一般的である為、この±１次光
によるボケ量は到底許容するこはできない。

【００４５】又、前述の算出結果により幾何光学的な算
出方法が略正しいボケ量を示し得ることから±次光にお
ける副走査方向のボケ量を数式で表わすと以下の如くに
なる。即ち＋１次光に於いては

【００４６】

【数４】 符号＋：上側　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　符号＋：下側でありボケ量ΔＸ´＋１は上記（３）´
式の符号±による両算出値の差として求めることができ
る。

【００４７】又、同様に−１次光に於いては

【００４８
】

【数５】 でありボケ量ΔＸ´−１は上記（３）´式の符号±によ
る両算出値の差として求めることができる。

【００４９】一方、集束波光束の副走査方向の集束角β
と主走査方向の集束角γは各々ＮＡ（副）＝ｓｉｎβ、
ＮＡ（主）＝ｓｉｎγで各断面の明かるさを示す。

【００５０】ここで前記（３）、（３）´式から明らか
な如く副走査方向の集束角βを小さく設定すればボケ量
ΔＸ´は小さく抑えることができる。

【００５１】受光素子面上で必要な光量を得るための該
受光素子面上の照度は、この集束側のＮＡの２乗に比例
する関係がある。この為カラー画像読取装置を構成する
上で単に副走査方向の集束角βを任意に小さくすると所
定量の光量が得られなくなってくるという問題点が生じ
てくる。

【００５２】そこで本実施例では受光素子面上で必要な
光量を得る為に主走査方向のＮＡを副走査方向のＮＡよ
り大きく設定し必要光量を得ると同時に集束角βから決
定される±１次光の受光素子面上におけるボケ量が許容
レベル内となるように設定し、これによりカラー画像を
高精度に読み取っている。

【００５３】具体的には本実施例では結像光学系２の前
方に光量補正手段としての所定形状の開口絞りＳＰを設
け通過光量の制御を行い副走査方向のＮＡが主走査方向
のＮＡより小さくなるように制御している。

【００５４】このときの開口絞りＳＰの形状としては図
２に示すように主走査方向に長い矩形状（図２の斜線部
、ａは遮光部）にし、これにより副走査方向よりも主走
査方向で通過光量が多くなるようにしている。

【００５５】この様な形状の開口絞りＳＰを用いて例え
ば主走査方向の集束角γをγ＝５．５°に保持したまま
副走査方向には集束角βをβ＝３．０°まで絞っている
。このときの点像強度分布を図１８〜図２０　　に示す
。

【００５６】各図から明らかなように＋１次光に於いて
ボケ量はピーク値に対して１０％レベルで２０μｍ程度
となり副走査方向の有効開口を有する受光素子の走査に
よる信号のなまりを考慮すれば充分許容できるボケ量と
なっている。

【００５７】一方、副走査方向の集束角βの下限値とし
ては結像光学系２のＮＡと波長λと、回折限界との間に
以下の関係式が成り立つ。

【００５８】 φＡ　≒１．６４×λ×１／２ＮＡ　　　　　　　　…
……（４）（但しＮＡ＝ｓｉｎβ、φＡ　：回折スポッ
ト径）（４）式より結像光学系のＮＡを求めた場合例え
ば＋１次光の波長λ＋１をλ＋１＝６０６ｎｍ、回折ス
ポット径φＡ　をφＡ≒１０μｍ（画素サイズ）とした
とき該ＮＡは０．０５以上の値を確保することが必要と
なってくる。 即ち集束角βは２．８°程度以上保持しないと結像光学
系のＮＡによるボケを許容レベル内に維持することが難
しくなってくる。

【００５９】尚、本実施例に於いては前記（３）式に示
したように光軸上における光束の入射角θ０　も受光素
子面上のボケへの依存性がある為、該入射角θ０　が３
０°となるように設定している。

【００６０】これは色分解手段として反射型１次元ブレ
ーズド回折格子を用いた場合、垂直入射させることはメ
カニカルな干渉等から難しい為上記に示した数値を持た
せたものである。

【００６１】次に本実施例における１次元ブレーズド回
折格子を反射型より構成したときの特長について透過型
の１次元ブレーズド回折格子と比較して述べる。

【００６２】透過型の回折格子はＡｐｐｌｉｅｄ　　Ｏ
ｐｔｉｃｓ誌１７巻１５号２２７３〜２２７９頁（１９
７８．８．１号）に開示されているように、該透過型の
回折格子に入射した入射光束は透過回折されて主に３方
向に分離されている。この透過型の回折格子は例えばブ
レーズド波長をλ０　としたとき該ブレーズド波長λ０
　に対し必要な格子厚ｄＴ　はｄＴ＝ｍ・λ０　／（ｎ
λ０　−１）となる。

【００６３】ここでｎλ０　は媒質の屈折率、ｍ，λ０
　は前述の実施例と同様な値を用いｍ＝２，λ０　＝５
３０ｎｍとし屈折率ｎλ０　＝１．５程度として算出し
た場合、透過型の回折格子の格子厚ｄＴ　はｄＴ　＝２
１２０ｎｍ必要となる。

【００６４】一方、本発明における反射型１次元ブレー
ズド回折格子の場合（光軸上の光束の入射角が４５°）
は前述の如く格子厚ｄＲ　は７４９．５ｎｍである。従
って透過型の回折格子の格子厚ｄＴ　は反射型の回折格
子の格子厚ｄＲ　に比べ約３倍も深い段差を必要とする
。

【００６５】これは反射型の回折格子を制作するにあた
り極めて困難を伴うものであり、例えば媒質の屈折率を
高めてやれば多少緩和されるものの一般的に１次元ブレ
ーズド回折格子としては加工性及びコスト面等その他か
ら判断して例えばＳｉＯ２　のような媒質の屈折率ｎｘ
　＝１．５程度のものが多く使用されている。

【００６６】更に装置内のスペース効率からみても反射
型の回折格子の方が装置全体のコンパクト化を容易に図
ることができる等の利点を有している。

【００６７】本実施例においては結像光学系を射出型テ
レセントリック系となるように構成している。これは次
の理由からによる。

【００６８】即ち、主走査断面内の画角に応じた各光束
の回折格子への入射角が一定でない場合ブレーズド波長
λ０　は次式に従って変化してくる。

【００６９】

【数６】 具体的に示すと画角に応じた主走査面内の入射角α´を
２０°とし、テレセントリック系でない通常の結像光学
系と反射型１次元ブレーズド回折格子を用いた場合ブレ
ーズド波長λ０　は約３０ｎｍもシフトしてしまう。

【００７０】このブレーズド波長λ０　のシフトズレを
防止する為に本実施例においては結像光学系を射出型テ
レセントリック系になるように構成し、該結像光学系か
らの出射光の各画角の主光線が常に主走査断面内で垂直
入射するようにしている。

【００７１】図８は本発明の実施例２の光学系の要部概
略図である。本実施例においては色分解手段としての反
射型１次元ブレーズド回折格子４０の形状を円筒形より
構成することにより、結像光学系を通常の光学系（テレ
セントリック系ではない）より構成している。

【００７２】今、画角αで入射した光束が結像光学系２
により射出側で例えば角度α´で出射したとする。この
とき図９に示すように円筒形状でない通常の反射型１次
元ブレーズド回折格子を用いたとする。そうするとそれ
から反射回折された光束が受光手段４の１つのラインセ
ンサー４に入射する際の距離は軸上においてＬ０　、出
射角α´の軸外ではＬ１　となる。ここにＬ１　＝Ｌ０
　／ｃｏｓα´である。（尚、図８、図９においては破
線で示すように光路を展開した状態で示している。通常
の光学系ではα≒α´となっている。） この為、１次元ブレーズド回折格子と受光素子面との間
の各出射角α´に対する光路長は軸上（α´＝０）と軸
外（α≠０）では異なり一定とはならない。

【００７３】そこで本実施例においては上記の問題点を
解決する為に図８に示すように主走査断面内（有限画角
）における出射角α´の存在により反射型１次元ブレー
ズド回折格子４０が作り付けられた基板を結像光学系の
射出瞳を中心とする円筒面とし、各画角に対応する射出
主光線が常に該回折格子４０に垂直入射するようにして
いる。これにより当該断面内の入射角依存によるブレー
ズド波長のシフトを効果的に防止している。

【００７４】一方、当該回折格子４０で反射回折された
後、３ラインセンサー４の受光素子面に至る光路長は軸
上（α´＝０）でＬ０　＝ｇ−Ｒ、軸外（α´≠０）で
Ｌ１　´＝ｇ／ｃｏｓα´−Ｒとなり、双方は一定とは
ならず各ラインセンサーの受光素子面に反射回折光は正
しく結像しない。

【００７５】これを除去する為に反射型１次元ブレーズ
ド回折格子４０の格子ピッチｐを図１０に示すように光
軸に対し主走査断面内で対称に軸上から軸外（中心部か
ら周辺部）に向かうにつれて大きくなるように（図１０
におけるＰ→Ｐ´）設定している。これにより１次回折
角を変化させ結果的に軸上から軸外まで全て正しく直線
上に平行に並んだラインセンサー（受光素子）４面上に
結像させている。

【００７６】この様に本実施例においては反射型１次元
ブレーズド回折格子４０の形状を円筒形より構成し、か
つ格子ピッチの配列を前述の如く適切に設定している。 これにより結像光学系を通常の光学系で構成しても正し
く分光分離を行い、カラー画像情報を各色光ごとに高精
度に読取っている。

【００７７】又、本実施例に於いては光量補正手段とし
て所定形状のスリットをカラー画像（原稿面）と受光手
段面との間の任意の位置に設け、副走査方向のＮＡが主
走査方向のＮＡに比べて小さくなるように通過光量を制
御している。

【００７８】即ち、スリットの形状を副走査方向よりも
主走査方向で通過光量が多くなるように形成し、これに
より前述の実施例と同様な効果を得ている。

【００７９】尚、スリットの配置位置としては結像光学
系の前方又は結像光学系内に設けても良く、あるいは結
像光学系と反射型１次元ブレーズト回折格子との間の光
路中若しくは回折格子面上に設けても本発明は適用する
ことができる。

【００８０】図１１は本発明の実施例３に係る受光手段
５０の概略図である。前述の実施例２では反射型１次元
ブレーズド回折格子４０の基板を主走査断面内で円筒面
としたが、本実施例においては逆に受光手段としてのモ
ノリシック３ラインセンサー５０のセンターライン５２
を挟む両側の２つのラインセンサー５１，５３を平行か
ら外し同図に示すような構成としている。これにより該
回折格子基板を平板のまま、同図に示すＺ方向のシフト
をラインセンサーの受光部の各画素の位置シフトにより
吸収している。

【００８１】一方、１次元ブレーズド回折格子の基板を
平板とすることにより発生する入射角α´に依存するブ
レーズド波長のシフトに関しては図１２に示すように該
回折格子６０の主走査断面方向の軸上から軸外（中心部
から周辺部）に向かって格子厚を連続的に格段共に同比
率で厚くしていくことにより解決している。

【００８２】具体的に数値例を挙げて説明すると前述し
た実施例１の１次元ブレーズド回折格子を用いた場合、
入射角α´＝２０°においては格子厚ｄ１を入射角α´
＝０°での格子厚ｄ１　＝７４９．５ｎｍに対してｄ１
　＝７９７．６ｎｍと厚くすることによりブレーズド波
長λ０　＝５３０ｎｍを一定に保っている。

【００８３】尚、本実施例に於いても前述の実施例２と
同様に光量補正手段として所定形状のスリットを任意の
位置に設けて通過光量を制御している。これにより副走
査方向のＮＡが主走査方向のＮＡより小さくなるように
して±１次光の格子ピッチ断面方向の受光素子面上にお
けるボケを副走査に伴う有限開口を有する受光素子（撮
像素子）の信号のなまり以下のボケ量に押えている。

【００８４】図１３は本発明の実施例４の色分解手段と
しての反射型１次元ブレーズド回折格子７０の説明図で
ある。

【００８５】本実施例においての反射型の回折格子７０
は３次元構造より成っており格子ピッチＰを光軸中心か
ら主走査断面方向の周辺部に向かうにつれて徐々に大き
くしていく（Ｐｃ→Ｐｅ）と共に前記実施例３と同様に
格子厚を軸上から軸外（中心部から周辺部）に向けて連
続的に厚くしていく（ｈｃ→ｈｅ）ことにより画角α´
によるブレーズド波長のシフトを効果的に防止している
。

【００８６】この様に平板基板上に形成された３次元構
造よりなる反射型の回折格子７０を用いることにより結
像光学系にテレセントリック系を用いずにカラー画像読
取装置を構成している。

【００８７】尚、本実施例に於いても前述の実施例２、
３と同様に光量補正手段として所定形状のスリットを任
意の位置に設けることにより前述と同様な効果を得てい
る。

【００８８】又、以上の実施例で示したうちで格子ピッ
チ及び格子厚の格子面上での変化を連続的であるとした
が、この変化に限らす例えば複数のステップで分割して
変化を与えても前述の実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００８９】又、光量補正手段としては副走査方向のＮ
Ａが主走査方向のＮＡに比べて小さくなるように通過光
量を制御できる光学部材なら何を用いても本発明は適用
することができる。

【００９０】

【発明の効果】本発明によればカラー画像を色分解手段
としての反射型１次元ブレーズド回折格子を介してモノ
リシック３ラインセンサーより成る受光手段で読み取る
際、結像光学系における副走査方向のＮＡが主走査方向
のＮＡに比べて小さくなるように通過光量を制限する光
量補正手段をカラー画像と受光手段との間に設けること
により、結像光学系からの出射光束である集束球面波が
反射型１次元ブレーズド回折格子に入射する際、副走査
断面内で各光束の格子面への入射角が異なることに帰因
する反射回折角のズレによる±１次回折光の副走査方向
のボケを副走査に伴う有限開口を有する受光素子（撮像
素子）の信号のなまり以下のボケ量に押え、総合的な副
走査方向の分解能を保持することができ高精度にカラー
画像の読取りができるカラー画像読取装置を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　　　本発明の実施例１の要部平面図と要部
側面図

【図２】　　　　図１に示した開口絞りの正面図

【図３
】　　　　（Ａ）は図１の結像光学系を通過した後の光
束の光路を示した一部分の説明図、（Ｂ）は図３（Ａ）
に示した反射型１次元ブレーズド回折格子の一部分の拡
大説明図

【図４】　　　　各次光の反射回折光が３ラインセンサ
ーへ向かう光路を示した光路図

【図５】　　　　従来の＋１次光における回折パターン
図

【図６】　　　　従来の０次光における回折パターン
図

【図７】　　　　従来の−１次光における回折パター
ン図

【図８】　　　　本発明の実施例２の要部概略図

【
図９】　　　　本発明の構成と比較説明する為の要部概
略図

【図１０】　　本発明の実施例２の回折格子の説明図

【
図１１】　　本発明の実施例３の受光手段の要部概略図

【図１２】　　本発明の実施例３の回折格子の説明図

【
図１３】　　本発明の実施例４の回折格子の斜視図

【図
１４】　　従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図

【図１５】　　従来のカラー画像読取装置の光学系の要
部概略図

【図１６】　　モノリシック３ラインセンサーの説明図

【図１７】　　従来のカラー画像読取装置の光学系の要
部概略図

【図１８】　　本発明の実施例１の＋１次光における回
折パターン図

【図１９】　　本発明の実施例１の０次光における回折
パターン図

【図２０】　　本発明の実施例１の−１次光における回
折パターン図

【符号の説明】

１　　　　原稿面 ＳＰ　　光量補正手段（開口絞り） ２　　　　結像光学系 ３，４０，６０　　　　反射型１次元ブレーズド回折格
子４，５０　　　　受光手段（モノリシック３ラインセ
ンサー） ５，６，７　　　　反射回折光 ８，９，１０　　　　ラインセンサー ５１，５２，５３　　　　ラインセンサー７０　　　　
反射型回折格子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　カラー画像を結像光学系により３つの
   ラインセンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上
   に結像させ、該受光手段で該カラー画像を読取る際、該
   結像光学系と該受光手段面との間の光路中に入射光束を
   ３つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズド回折格
   子より成る色分解手段を設けると共に、該カラー画像と
   該受光手段との間に副走査方向の開口数が主走査方向の
   開口数に比べて小さくなるように通過光量を制御する光
   量補正手段を設けたことを特徴とするカラー画像読取装
   置。
2. 【請求項２】　　前記３つのラインセンサーは互いに平
   行となるように配置しており、前記結像光学系は射出型
   テレセントリック系より構成しており、前記色分解手段
   は入射光束を該ラインセンサーの画素の並び方向と直交
   する方向に色分解していることを特徴とする請求項１記
   載のカラー画像読取装置。
3. 【請求項３】　　前記反射型１次元ブレーズド回折格子
   の格子ピッチは前記結像光学系の光軸中心から周辺にか
   けて順次大きくなるように設定していることを特徴とす
   る請求項１記載のカラー画像読取装置。
4. 【請求項４】　　前記反射型１次元ブレーズド回折格子
   の格子厚は前記結像光学系の光軸中心から周辺にかけて
   順次厚くなるように設定していることを特徴とする請求
   項１記載のカラー画像読取装置。