JPH0490253A - Color separation unit - Google Patents

Color separation unit

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Publication number
JPH0490253A
JPH0490253A JP2204162A JP20416290A JPH0490253A JP H0490253 A JPH0490253 A JP H0490253A JP 2204162 A JP2204162 A JP 2204162A JP 20416290 A JP20416290 A JP 20416290A JP H0490253 A JPH0490253 A JP H0490253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prism
color separation
light
line ccd
separation unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2204162A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taira Kouchiwa
小団扇 平
Yuuichirou Kanoshima
彼島 雄一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2204162A priority Critical patent/JPH0490253A/en
Publication of JPH0490253A publication Critical patent/JPH0490253A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize an inexpensive color separate unit with ease of position adjustment by employing a prism respectively able to make plural image forming positions after color separation close at a distance of several tens of mum while keeping the fundamental property of a Kosters prism. CONSTITUTION:A prism 4 being a component of a color separate unit is a combined triangle prism in which two same triangle prisms are connected and when a dichroic film of red light reflection, e.g. is provided to an adhered face 4a, red information of an original is sent to a light receiving element face 5a and original cyan information is sent to a light receiving element face 5a. Since a red light R1 and a cyan light R2 are made incident in the light receiving face of a line CCD at an angle of beta, a distance delta between the prism and the line CCD is set to a desired value, then an interval gamma of an image forming position is set to a desired value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イメージスキャナや、デジタル方式のカラー
画像形成装置等の読取光学系に用いられる色分解ユニッ
トに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a color separation unit used in a reading optical system of an image scanner or a digital color image forming apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、イメージスキャナや、デジタル方式のカラー画
像形成装置等の読取光学系においては、照明系の露光走
査によって得られた原稿面のカラー画像情報の光像を、
結像系を通した上で、光軸を中心として設置した色分解
手段によって分光し、夫々の分光光毎に設けられたライ
ンCCD等の固体撮像素子上に結像させ、原稿情報を色
分解して電気信号に変換するようになっている。
Generally, in a reading optical system of an image scanner or a digital color image forming apparatus, an optical image of color image information on the document surface obtained by exposure scanning of an illumination system is used.
After passing through the imaging system, the light is separated by a color separation means installed around the optical axis, and an image is formed on a solid-state imaging device such as a line CCD for each spectral light, and the document information is color-separated. and converts it into an electrical signal.

従来、上述の色分解手段としては、プリズムを用いて分
光する方法が採られているが、このプリズムとしては、
ケスタープリズムと呼ばれる2等辺三角形状の接合プリ
ズムが用いられ、このケスタープリズムと2個または3
個のラインCCDを組み合わせた構成の色分解ユニット
が知られている(特開平1−140857号、特開平1
−147955号、特開平1−147954号、特開平
1−192258号等)。
Conventionally, as the above-mentioned color separation means, a method of separating light using a prism has been adopted.
An isosceles triangular joined prism called a Kester prism is used, and this Kester prism and two or three
A color separation unit having a configuration in which line CCDs are combined is known (Japanese Patent Application Laid-open No. 1-140857,
-147955, JP-A-1-147954, JP-A-1-192258, etc.).

尚、ケスタープリズムは、第10図に示すように、正三
角形をした60”プリズムの中心に半透鏡を施した形状
をなしており、入射面に対して垂直に入射した光は半透
鏡で2分され、2つの平行な光となって射出する。従っ
て、システム中の光が平行で且つ光路差を持たないため
、振動に強いという特徴がある。
As shown in Figure 10, the Kester prism has the shape of a 60" equilateral triangular prism with a semi-transparent mirror in the center, and the light incident perpendicularly to the incident surface is divided into 2 The system is divided into two parallel lights and emitted.Therefore, the lights in the system are parallel and have no optical path difference, making it resistant to vibrations.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

次に、このケスタープリズムを用いた色分解ユニットの
従来例及びその欠点について、第11図を参照して説明
する。
Next, a conventional example of a color separation unit using this Kester prism and its drawbacks will be explained with reference to FIG.

第11図の例では、1個のケスタープリズム12と2個
のラインCCD14C,14Rで色分解ユニットを構成
している。プリズム12の符号13で示す接合面はシア
ンを反射するダイクロイックミラーとなっており、接合
面13で反射されたシアン光は1個目のラインCGD1
4Cにより受光され、シアンの情報が伝達される。また
、接合面13を通過した光は赤の情報のみを含んでおり
、2個目のラインCCD 14Rにより受光され、赤の
情報が伝達される。
In the example shown in FIG. 11, one Kester prism 12 and two line CCDs 14C and 14R constitute a color separation unit. The cemented surface of the prism 12, indicated by reference numeral 13, is a dichroic mirror that reflects cyan light, and the cyan light reflected by the cemented surface 13 is reflected by the first line CGD1.
4C and transmits cyan information. Furthermore, the light that has passed through the joint surface 13 contains only red information, and is received by the second line CCD 14R, thereby transmitting the red information.

この色分解ユニットでは、2個のラインCCD14Cと
14Rがケスタープリズム12に対して別々に配置され
ているため、読み取り位置に対して両ラインCGDI4
G、 14Rを一致させる必要がある。例えば、ライン
CCD14C,14Rに77zmピッチのラインCCD
を用いたとすると、ラインCCD14C,14Hの一致
精度は7μm以下が必要となり、機械的に行うには、非
常に高精度な調整機構が必要となるため、高価な色分解
ユニットになる。さらに、vR整機構を必要とするため
に、経時変化によってラインCCD 14Cと14Rの
読取り位置が変動するという不具合が発生しやすい。
In this color separation unit, since the two lines CCD 14C and 14R are arranged separately with respect to the Kester prism 12, both lines CGDI4 with respect to the reading position
G, 14R must match. For example, line CCDs with a pitch of 77zm are connected to line CCDs 14C and 14R.
If this were to be used, the matching accuracy of the line CCDs 14C and 14H would need to be 7 μm or less, and mechanical adjustment would require an extremely high-precision adjustment mechanism, resulting in an expensive color separation unit. Furthermore, since a vR adjustment mechanism is required, the reading position of the line CCDs 14C and 14R tends to fluctuate due to changes over time.

また、第11図に示すような一般的なケスタープリズム
を用いた場合、前述したような2個のラインCCDが原
理的に必要となるが、これは、所望の光束中を臨界角を
利用して、プリズムへの垂直入射、垂直射出を守ろうと
するためである。したがって、−射的なケスタープリズ
ムを用いると、第11図の如く、色分解後の赤とシアン
の結像位置が離れてしまい、2個のラインCCDを夫々
個別に高精度に位置調整しなければならなくなる。
Furthermore, when using a general Kester prism as shown in Fig. 11, two line CCDs as mentioned above are required in principle, but this is because the critical angle is used to spread the beam within the desired beam. This is to protect vertical incidence and vertical exit from the prism. Therefore, if an axial Kester prism is used, as shown in Fig. 11, the red and cyan image formation positions after color separation will be separated, and the positions of the two line CCDs must be individually adjusted with high precision. It will stop happening.

最近、ラインCCDの製造技術の発達により、1個のパ
ッケージ内に複数ラインの受光面を設けた、複数ライン
CCDが発表されている。
Recently, due to the development of line CCD manufacturing technology, a multi-line CCD in which a plurality of lines of light-receiving surfaces are provided in one package has been announced.

このCCDを用いると前述した、調整等が不用になり、
安価な色分解ユニットが提供できる。しかるに、複数ラ
インCCDのライン間隔は小さく、第11図に示すよう
なケスタープリズムを用いる色分解ユニットでは、赤と
シアンの結像位置が離九でいるため、そのままでは複数
ラインCCDを適用できない。
Using this CCD eliminates the need for adjustments, etc., as mentioned above.
An inexpensive color separation unit can be provided. However, the line spacing of a multi-line CCD is small, and in a color separation unit using a Kester prism as shown in FIG. 11, the red and cyan imaging positions are separated by nine degrees, so a multi-line CCD cannot be applied as is.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、ケス
タープリズムの基本的性質を維持しながら、色分解後の
複数の結像位置を数10Itmの距離に近づけることが
できるプリズムを提案し、このプリズムと複数ラインC
CDを用いた安価な色分解ユニットを提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and proposes a prism that can bring multiple image formation positions after color separation close to a distance of several tens of Itm while maintaining the basic properties of the Kester prism. This prism and multiple lines C
The purpose is to provide an inexpensive color separation unit using a CD.

〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本頴の請求項1記載の発明は
、照明系と結像系により原稿情報をラインCCD上に結
像して原稿情報を電気信号に変換する読取光学系におい
て、結像系とラインCCDとの間にラインCCDの長手
方向とプリズムの長手方向とが一致するようにプリズム
を配置し、該プリズムとラインCCDとにより原稿情報
を複数色の情報に分解する読取光学系用の色分解二二ッ
トであって、 上記プリズムとして、三角柱の底面の三つの角がα、2
α、 180−3αで構成されている三角柱プリズムで
あって臨界角をθとしたとき、θ≦2α 、α<30 を満足する2個の同じ三角柱プリズムの夫々の角2αに
対面する面同志を接合してなる接合三角柱プリズムを用
いたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention forms an image of document information on a line CCD using an illumination system and an imaging system, and converts the document information into an electrical signal. In the reading optical system for converting the image to It is a color separation 22 bit for a reading optical system that separates into color information, and the above prism has three corners of the base of a triangular prism, α and 2.
α, 180-3α, and when the critical angle is θ, the surfaces facing each corner 2α of two identical triangular prisms satisfying θ≦2α, α<30 are It is characterized by using a joined triangular prism formed by joining.

また、本願の請求項2記載の発明は、照明系と結像系に
より原稿情報をラインCCD上に結像して原稿情報を電
気信号に変換する読取光学系において、結像系とライン
CCDとの間にラインCCDの長手方向とプリズムの長
手方向とが一致するようにプリズムを配置し、該プリズ
ムとラインCCDとにより原稿情報を複数色の情報に分
解する読取光学系用の色分解ユニットであって、上記プ
リズムが、色分解を目的とするプリズムと、色分解後の
光路を折り曲げ任意の角度を付けて射出することを目的
とするプリズムで構成されたことを特徴とする。
Further, the invention according to claim 2 of the present application provides a reading optical system that images document information on a line CCD using an illumination system and an imaging system and converts the document information into an electrical signal. A color separation unit for a reading optical system in which a prism is arranged so that the longitudinal direction of the line CCD and the longitudinal direction of the prism coincide with each other, and the prism and the line CCD separate document information into information of multiple colors. The prism is characterized in that it is composed of a prism for the purpose of color separation and a prism for the purpose of bending the optical path after color separation and emitting it at an arbitrary angle.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on illustrated embodiments.

第1図は請求項1記載の発明による色分解ユニットを用
いて構成したカラーイメージスキャナの一例を示す。
FIG. 1 shows an example of a color image scanner constructed using a color separation unit according to the first aspect of the invention.

第1図において、原稿設置ガラス0上に設置された原稿
は、光源1により照明され、光路屈曲ミラー2により原
稿情報は結像レンズ3に導かれる。
In FIG. 1, a document placed on a document placement glass 0 is illuminated by a light source 1, and document information is guided to an imaging lens 3 by an optical path bending mirror 2.

そして結像レンズ3を通過した原稿情報は、本発明のプ
リズム4とラインCCD5とからなる色分解ユニットに
導かれ、色分解された後、ラインCCD5の受光素子面
5a、 5bに結像される。
The document information that has passed through the imaging lens 3 is guided to a color separation unit consisting of a prism 4 and a line CCD 5 according to the present invention, and after color separation, images are formed on the light receiving element surfaces 5a and 5b of the line CCD 5. .

色分解ユニットを構成するプリズム4は、2つの同形状
の三角柱プリズムを接合した接合三角柱プリズムであり
、接合面4aに、例えば赤反射のダイクロイック膜を設
けておけば、受光素子面5aには原稿の赤色情報が、受
光素子面5bには、原稿のシアン情報が伝達される。尚
、この例では、原稿情報を2色分割して読み取る例を示
したが、3色分解以上も可能である。また、上述したよ
うに、符号5はラインCCDを示し、5a、 5bは受
光素子面であり、この例では、2ラインの受光素子面が
プリズムの長手方向(紙面に対して垂直方向)に平行に
配置され、1つにパッケージされた2ラインCCDを構
成している。
The prism 4 constituting the color separation unit is a bonded triangular prism made by bonding two triangular prisms of the same shape. If a dichroic film that reflects red, for example, is provided on the bonding surface 4a, the light receiving element surface 5a will be exposed to the original. The red information of the document is transmitted to the light receiving element surface 5b, and the cyan information of the document is transmitted to the light receiving element surface 5b. Although this example shows an example in which document information is read by dividing it into two colors, it is also possible to separate it into three or more colors. Furthermore, as mentioned above, the reference numeral 5 indicates the line CCD, and 5a and 5b are the light-receiving element surfaces. In this example, the light-receiving element surfaces of the two lines are parallel to the longitudinal direction of the prism (perpendicular to the paper surface). The two-line CCD is arranged in a single package and constitutes a two-line CCD.

次に、第2図は本発明による色分解ユニットに用いられ
るプリズムの構成を示す平面図、第3図はプリズムの斜
視図である。
Next, FIG. 2 is a plan view showing the configuration of a prism used in a color separation unit according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the prism.

第2図、第3図に示すように、本発明のプリズムは、2
つの同じ形状の三角柱プリズムPi、 P2を接合面S
で接合して構成されている。各三角柱プリズムは、三角
柱の底面の三つの角がα、2α。
As shown in FIGS. 2 and 3, the prism of the present invention has two
Two triangular prisms Pi and P2 of the same shape are connected to a joining surface S
It is constructed by joining. In each triangular prism, the three angles on the base of the triangular prism are α and 2α.

180−3αで構成されている三角柱プリズムであって
、臨界角をθとしたとき、 θ≦2α 、α〈30 を満足している。
It is a triangular prism composed of 180-3α, and satisfies θ≦2α and α<30, where θ is the critical angle.

ここで、第2図を参照してプリズムへの白色入射光RO
が赤色光R1とシアン光R2に色分解される例について
説明する。尚、接合面Sには、例えば赤色光を反射する
ダイクロイック膜が設けられている。
Here, referring to FIG. 2, white incident light RO to the prism is
An example in which the light is separated into red light R1 and cyan light R2 will be described. Note that the bonding surface S is provided with a dichroic film that reflects red light, for example.

第2図において、一方何の三角柱プリズムP1の入射面
PISへ垂直に入射した白色入射光ROは、接合面Sで
赤色成分が反射され、PI3面へある入射角で向かう。
In FIG. 2, on the other hand, the white incident light RO that is perpendicularly incident on the incident surface PIS of the triangular prism P1 has its red component reflected by the junction surface S, and heads toward the PI3 surface at a certain incident angle.

この時、入射角が臨界角θより大きいとPI3面で全反
射され、射出面PIS’へ向い、射出面PIS’から゛
射出面PIS’に対して垂直に射出し、射出した赤色光
R1はラインCCDの受光面に対してβの角度で到達す
る。一方、・接合面Sで赤色成分が取り除かれたシアン
光R2は、もう一方の三角柱プリズムP2へ入射し、P
ZS面で反射される。この時、入射角が臨界角θより大
きいとPZS面で全反射され、射出面P2S’へ向い、
射出面P2S’から射出面P2S’に対して垂直に射出
し、射出したシアン光R2はラインCCDの受光面に対
してβの角度で到達する。
At this time, if the incident angle is larger than the critical angle θ, the red light R1 is totally reflected at the PI3 surface, is directed toward the exit surface PIS', and is emitted from the exit surface PIS' perpendicularly to the exit surface PIS'. The light reaches the light receiving surface of the line CCD at an angle of β. On the other hand, the cyan light R2 from which the red component has been removed at the junction surface S enters the other triangular prism P2, and P
It is reflected by the ZS plane. At this time, if the incident angle is larger than the critical angle θ, it will be totally reflected on the PZS surface and will be directed toward the exit surface P2S'.
The emitted cyan light R2 is emitted from the exit surface P2S' perpendicularly to the exit surface P2S' and reaches the light receiving surface of the line CCD at an angle of β.

本発明のプリズムでは、上述のようにして色分解された
ラインCCDへの入射光R1とR2の結像位置の間隔γ
を数10μmにまで近づけるのが目的であるが、上記の
説明のように、赤色光R1とシアン光R2がβの角度で
ラインCCDの受光面に入射するため、プリズムとライ
ンCCD間の距離δを所望の値に設定することで、結像
位置の間隔γを所望の値に設定することができる。
In the prism of the present invention, the distance γ between the imaging positions of the incident lights R1 and R2 on the line CCD, which have been color-separated as described above, is
The purpose is to bring the distance between the prism and the line CCD as close as several tens of μm, but as explained above, the red light R1 and the cyan light R2 are incident on the light receiving surface of the line CCD at an angle of β, so the distance between the prism and the line CCD is δ. By setting γ to a desired value, it is possible to set the interval γ between the imaging positions to a desired value.

一方、従来の色分解ユニットで用いられていたケスター
プリズムの場合は、第4図に示すように、α= 30”
であるから、射出光R1,R2は平行になる。
On the other hand, in the case of the Kester prism used in the conventional color separation unit, α = 30'', as shown in Figure 4.
Therefore, the emitted lights R1 and R2 become parallel.

このため、プリズムとラインCCD間の距離δを変化さ
せても結像位置の間隔γの値は一定である。
Therefore, even if the distance δ between the prism and the line CCD is changed, the value of the interval γ between the imaging positions remains constant.

また、γの値を数10μm、例えば70μmにするには
、図示するように、−辺の長さが200μmの三角柱プ
リズムが必要となり、現在の研磨加工技術の能力を越え
てしまう、従って、従来のケスタープリズムでは、−辺
の長さが数mmの三角柱プリズムを用いた場合にも、γ
の値は数100μmとなる。
Furthermore, in order to increase the value of γ to several tens of micrometers, for example 70 micrometers, a triangular prism with a -side length of 200 micrometers is required as shown in the figure, which exceeds the capabilities of current polishing technology. In the Koester prism, even when using a triangular prism with a side length of several mm, γ
The value of is several 100 μm.

これに対して、本発明のプリズムでは、第5図のα=2
5°とした場合の実施例で示すように、−辺の長さが敢
闘の三角柱プリズムを用いても、γの値を数lOμmと
することができる。尚、入射光束はレンズのFナンバー
4.5に相当する。
On the other hand, in the prism of the present invention, α=2 in FIG.
As shown in the example in which the angle is set to 5°, even if a triangular prism with a long negative side length is used, the value of γ can be set to several lOμm. Note that the incident light flux corresponds to the F number of the lens of 4.5.

以上のように、本発明の色分解ユニットでは、第2図に
示すように、プリズムとして、三角柱の底面の三つの角
がα、2α、 180−3αで構成されている三角柱プ
リズムであって臨界角をθとしたとき、 θ≦2α 、α<30 を満足する2個の同じ三角柱プリズムの夫々の角2αに
対面する面同志を接合してなる接合三角柱プリズムを用
いたことにより、2色に分解された射出光束は互いに交
わるように進むため、プリズムとラインCCD間の距離
δを任意に変化させることでラインCCDの受光面上で
の2つの光束の結像位置の間隔γを自由に得ることがで
きる。また、第2図に示す、α、δを正確に定めること
により、γは一義的に求められ、さらに、所望のγに対
してα、δを求めることもできる。よって、α、δ、γ
を適切な値に配分することで2つのラインCCDを1つ
のパッケージに収めることができ、さらに、従来の保護
ガラスをプリズムで兼ねることもできる。
As described above, in the color separation unit of the present invention, as shown in FIG. By using a joined triangular prism made by joining the faces facing each corner 2α of two identical triangular prisms satisfying θ≦2α and α<30, where the angle is θ, two colors can be produced. Since the separated emitted light beams proceed so as to intersect with each other, by arbitrarily changing the distance δ between the prism and the line CCD, the interval γ between the imaging positions of the two light beams on the light receiving surface of the line CCD can be freely obtained. be able to. Further, by accurately determining α and δ as shown in FIG. 2, γ can be uniquely determined, and furthermore, α and δ can also be determined for a desired γ. Therefore, α, δ, γ
By allocating them to appropriate values, two line CCDs can be housed in one package, and the prism can also serve as a conventional protective glass.

尚、実施例の説明では、白色光を赤色とシアンに分解し
た例を示したが、第2図に示すプリズムの接合面Sにハ
ーフミラ−膜を設け、一方何の三角柱プリズムの面PI
Sに赤色反射のダイクロイック膜を、他方側の三角柱プ
リズムの面P2Sにシアン光反射のダイクロイック膜を
設けても同様の効果が得られる。このように、色分解を
行う方法は種々あるが、本発明の目的を達成するための
プリズムの形状は、前述の条件、 θ≦2α 、α<30 を満たすことが必要である。
In the explanation of the embodiment, an example was shown in which white light was separated into red and cyan, but a half mirror film was provided on the joint surface S of the prism shown in FIG.
A similar effect can be obtained by providing a dichroic film that reflects red light on S and a dichroic film that reflects cyan light on the surface P2S of the other triangular prism. As described above, there are various methods for performing color separation, but the shape of the prism to achieve the purpose of the present invention needs to satisfy the above-mentioned conditions: θ≦2α, α<30.

尚、これまでの説明では、白色光を2色に分解する例に
ついて述べたが、3色以上の分解についても同様の説明
ができる。
In the explanation so far, an example has been described in which white light is separated into two colors, but the same explanation can be made for separation of three or more colors.

次に、第6図は請求項2記載の発明による色分解ユニッ
トを用いて構成したカラーイメージスキャナの一例を示
す。
Next, FIG. 6 shows an example of a color image scanner constructed using a color separation unit according to the second aspect of the invention.

第6図において、原稿設置ガラス0上に設置された原稿
は、光源1により照明され、光路屈曲ミラー2により原
稿情報は結像レンズ3に導かれる。
In FIG. 6, a document placed on a document placement glass 0 is illuminated by a light source 1, and document information is guided to an imaging lens 3 by an optical path bending mirror 2.

そして結像レンズ3を通過した原稿情報は、本発明のプ
リズム4′とラインCCD5とからなる色分解ユニット
に導かれ、色分解された後、ラインCCD5の受光素子
面5a、 5bに結像される。
The document information that has passed through the imaging lens 3 is guided to a color separation unit consisting of a prism 4' and a line CCD 5 of the present invention, and after being color separated, is imaged on the light receiving element surfaces 5a and 5b of the line CCD 5. Ru.

色分解ユニットを構成するプリズムは、色分解用のプリ
ズムとして、2つの同形状の三角柱プリズムを接合した
接合三角プリズム4′を備え、この三角プリズムの接合
面4aに、例えば赤反射のダイクロイック膜を設けてお
けば、受光素子面5aには原稿の赤色情報が、受光素子
面5bには、原稿のシアン情報が伝達される。尚、この
例では、原稿情報を2色分割して読み取る例を示したが
、3色分解以上も可能である。また、上述したように、
符号5はラインCCDを示し、5a、 5bは受光素子
面であり、この例では、2ラインの受光素子面がプリズ
ムの長手方向(紙面に対して垂直方向)に平行に配置さ
れ、1つにパッケージされた2ラインCCDを構成して
いる。
The prism constituting the color separation unit includes a joined triangular prism 4', which is made by joining two triangular prisms of the same shape, as a color separation prism, and a red-reflecting dichroic film, for example, is applied to the joining surface 4a of this triangular prism. If provided, the red information of the original is transmitted to the light receiving element surface 5a, and the cyan information of the original is transmitted to the light receiving element surface 5b. Although this example shows an example in which document information is read by dividing it into two colors, it is also possible to separate it into three or more colors. Also, as mentioned above,
Reference numeral 5 indicates a line CCD, and 5a and 5b are light-receiving element surfaces. In this example, two lines of light-receiving element surfaces are arranged parallel to the longitudinal direction of the prism (perpendicular to the plane of the paper) and are combined into one. It constitutes a packaged 2-line CCD.

次に、第7図は本発明による色分解ユニットに用いられ
るプリズムの構成を示す平面図、第8図はプリズムの斜
視図である。
Next, FIG. 7 is a plan view showing the configuration of a prism used in the color separation unit according to the present invention, and FIG. 8 is a perspective view of the prism.

第7図、第8図に示すように、本発明のプリズムは1色
分解を目的とする三角プリズム4′と、この三角プリズ
ムから射出された分解光を角度を付けて狭い間隔(数十
μm)に集光するように光路を折り曲げることを目的と
したプリズム4″ からなる、ここでは、プリズムへの
白色入射光ROが赤色光R1とシアン光R2に分割され
る例について説明する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the prism of the present invention includes a triangular prism 4' for the purpose of one-color separation, and separated light emitted from this triangular prism at narrow intervals (several tens of μm). In this case, an example will be described in which white light RO entering the prism is split into red light R1 and cyan light R2.

第7図において、三角プリズム4′を構成する2つの三
角柱プリズムP3.P3’の接合面SOには赤色光R1
を反射する例えばダイクロイック膜が設けられている。
In FIG. 7, two triangular prisms P3. Red light R1 is on the bonding surface SO of P3'.
For example, a dichroic film is provided to reflect the light.

一方の三角柱プリズムP3の入射面S1から垂直入射し
た白色光ROのうち赤色光R1は接合面SOで反射され
、再びS1面で臨界角により反射され、82面より垂直
に射出される。また、シアン光R2は接合面SOを透過
し、SL’面で臨界角により反射され、S2’面より垂
直に射出される。このようにして2色に分解された光は
、光路屈折用のプリズム4” (P4.P4’ )によ
って、図示されたように、S3,83′面及びS4.S
4’面によって角度を付けられ集光される。
Of the white light RO that is perpendicularly incident from the incident surface S1 of one triangular prism P3, the red light R1 is reflected by the junction surface SO, is reflected again by the critical angle by the S1 surface, and is emitted vertically from the 82nd surface. Further, the cyan light R2 passes through the bonding surface SO, is reflected by the critical angle on the SL' plane, and is emitted perpendicularly from the S2' plane. The light separated into two colors in this way is passed through a prism 4''(P4.P4') for refraction of the optical path, as shown in the figure, to
The light is angled and focused by the 4' plane.

本発明のプリズムでは、ラインCCDの受光面への入射
光R1とR2の結像位置の間隔γを数10μmにまで近
づけるのが目的であるが、上記の構成で説明したように
、赤色光R1とシアン光R2が光路屈折用のプリズム4
” (P4.P4’)によって角度を付けられてライン
CCDの受光面に入射するため、プリズムとラインCC
D間の距離δを所望の値に設定することで、結像位置の
間隔γを所望の値に設定することができる。
The purpose of the prism of the present invention is to bring the distance γ between the imaging positions of the incident lights R1 and R2 onto the light-receiving surface of the line CCD close to several tens of μm. and cyan light R2 pass through prism 4 for optical path refraction.
” (P4.P4') and enters the light receiving surface of the line CCD, so the prism and the line CCD
By setting the distance δ between D to a desired value, the interval γ between the imaging positions can be set to a desired value.

一方、従来の色分解ユニットで用いられていたケスター
プリズムの場合は、先の第4図に示すように、射出光R
1,R2は平行になるため、両光路の間隔γは、プリズ
ムとラインCCD間の距離δによらず一定であり、γの
値を数10μm、例えば70μmにするには、図示する
ように、−辺の長さが200μmの三角柱プリズムが必
要となり、現在の研磨加工技術の能力を越えてしまう。
On the other hand, in the case of the Kester prism used in the conventional color separation unit, as shown in FIG.
1 and R2 are parallel, the distance γ between both optical paths is constant regardless of the distance δ between the prism and the line CCD. In order to set the value of γ to several tens of μm, for example 70 μm, as shown in the figure, - A triangular prism with a side length of 200 μm is required, which exceeds the capabilities of current polishing technology.

尚、第9図には、本発明のプリズムを用い、結像位置の
間隔γを70μm、プリズムとラインCCD間の距離δ
を0.5mmとし、CCDへの入射角を6度とした時の
実施例を示す。また、図に示された入射光束はレンズの
Fナンバ4.5に相当する。
In addition, in FIG. 9, the prism of the present invention is used, the interval γ between the imaging positions is 70 μm, and the distance δ between the prism and the line CCD is
An example will be shown in which the angle of incidence on the CCD is 0.5 mm and the angle of incidence on the CCD is 6 degrees. Further, the incident light flux shown in the figure corresponds to a lens F number of 4.5.

以上のように、本願請求項2記載の発明の色分解ユニッ
トでは、第7図、第8図に示すような、色分解を目的と
するプリズムと、色分解後の光路を折り曲げ任意の角度
を付けて射出することを目的とするプリズムで構成した
プリズムを用いたことにより、結像位置の間隔γやプリ
ズムとラインCCD間の距離δを任意に設定できる。し
たがって1本発明によれば、2つのラインCCD間の距
離を任意に設定できるため、ラインCCDの間隔を数十
μmと言った非常に小さい間隔とすることができ、2つ
のラインCCDを1つのパッケージに収めることが容易
にできる。また、従来の保護ガラスをプリズムで兼ねる
こともできる。
As described above, the color separation unit of the invention according to claim 2 of the present application includes a prism for the purpose of color separation as shown in FIGS. By using a prism constructed of prisms that are intended to be attached and ejected, the interval γ between the imaging positions and the distance δ between the prism and the line CCD can be set arbitrarily. Therefore, according to the present invention, since the distance between two line CCDs can be set arbitrarily, the interval between line CCDs can be made very small, such as several tens of μm, and two line CCDs can be combined into one line CCD. It can be easily packed into a package. Furthermore, the prism can also serve as a conventional protective glass.

尚、これまでの説明では、白色光を2色に分解する例に
ついて述べたが、3色以上の分解についても同様の説明
ができる。
In the explanation so far, an example has been described in which white light is separated into two colors, but the same explanation can be made for separation of three or more colors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本願請求項1、請求項2記載の発
明では、ケスタープリズムの基本的性質を維持しながら
、色分解後の複数の結像位置を数十μmの距離に近づけ
ることができるプリズムを夫々用いたことにより、これ
らのプリズムと1つのパッケージに収められた複数ライ
ンCCDとを組み合わせて、位置調整が容易で、安価な
色分解ユニットを提供することができる。
As explained above, in the inventions recited in claims 1 and 2 of the present application, it is possible to bring a plurality of image formation positions after color separation close to a distance of several tens of μm while maintaining the basic properties of the Kester prism. By using individual prisms, these prisms and a multi-line CCD housed in one package can be combined to provide an inexpensive color separation unit that is easy to position.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は請求項1記載の色分解ユニットを用いて構成し
たカラーイメージスキャナの一例を示す読取光学系の概
略構成図、第2図は請求項1記載の色分解ユニットに用
いられるプリズムの構成を示す平面図、第3図は同上プ
リズ、ムの斜視図、第4図は従来のケスタープリズムの
設計例を示す平面図、第5図は請求項1記載のプリズム
の設計例を示す平面図、第6図は請求項2記載の色分解
ユニットを用いて構成したカラーイメージスキャナの−
例を示す読取光学系の概略構成図、第7図は請求項2記
載の色分解ユニットに用いられるプリズムの構成を示す
平面図、第8図は同上プリズムの斜視図、第9図は請求
項2記載のプリズムの設計例を示す平面図、第10図は
従来のケスタープリズムを示す斜視図、第11図は従来
技術による色分解ユニットの説明図である。 1・・・・光源、2・・・・光路屈曲ミラー、3・・・
・結像レンズ、4・・・・接合三角柱プリズム、4′・
・・・色分解用プリズム、4″・・・光路屈折用プリズ
ム、5・・・・ラインCCD。 b (O 処 イ・1 因
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reading optical system showing an example of a color image scanner configured using the color separation unit according to claim 1, and FIG. 2 is a configuration of a prism used in the color separation unit according to claim 1. 3 is a perspective view of the same prism, FIG. 4 is a plan view showing a design example of a conventional Kester prism, and FIG. 5 is a plan view showing a design example of the prism according to claim 1. , FIG. 6 shows a color image scanner constructed using the color separation unit according to claim 2.
A schematic configuration diagram of a reading optical system showing an example, FIG. 7 is a plan view showing the configuration of a prism used in the color separation unit according to claim 2, FIG. 8 is a perspective view of the same prism, and FIG. 10 is a perspective view showing a conventional Kester prism, and FIG. 11 is an explanatory diagram of a color separation unit according to the prior art. 1... Light source, 2... Optical path bending mirror, 3...
・Imaging lens, 4... Junction triangular prism, 4'
... Prism for color separation, 4''... Prism for optical path refraction, 5... Line CCD.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、照明系と結像系により原稿情報をラインCCD上に
結像して原稿情報を電気信号に変換する読取光学系にお
いて、結像系とラインCCDとの間にラインCCDの長
手方向とプリズムの長手方向とが一致するようにプリズ
ムを配置し、該プリズムとラインCCDとにより原稿情
報を複数色の情報に分解する読取光学系用の色分解ユニ
ットであって、 上記プリズムとして、三角柱の底面の三つの角がα、2
α、180−3αで構成されている三角柱プリズムであ
って臨界角をθとしたとき、θ≦2α、α<30 を満足する2個の同じ形状の三角柱プリズムの夫々の角
2αに対面する面同志を接合してなる接合三角柱プリズ
ムを用いたことを特徴とする色分解ユニット。 2、照明系と結像系により原稿情報をラインCCD上に
結像して原稿情報を電気信号に変換する読取光学系にお
いて、結像系とラインCCDとの間にラインCCDの長
手方向とプリズムの長手方向とが一致するようにプリズ
ムを配置し、該プリズムとラインCCDとにより原稿情
報を複数色の情報に分解する読取光学系用の色分解ユニ
ットであって、 上記プリズムが、色分解を目的とするプリズムと、色分
解後の光路を折り曲げ任意の角度を付けて射出すること
を目的とするプリズムで構成されたことを特徴とする色
分解ユニット。
[Claims] 1. In a reading optical system that images document information on a line CCD using an illumination system and an imaging system and converts the document information into an electrical signal, a line is provided between the imaging system and the line CCD. A color separation unit for a reading optical system, in which a prism is arranged so that the longitudinal direction of the CCD and the longitudinal direction of the prism match, and the prism and the line CCD separate document information into information of a plurality of colors, As a prism, the three corners of the base of the triangular prism are α, 2
A triangular prism composed of α, 180-3α, where the critical angle is θ, the surfaces facing the respective corners 2α of two triangular prisms of the same shape satisfying θ≦2α, α<30. A color separation unit characterized by using a joined triangular prism formed by joining two similar prisms. 2. In a reading optical system that images document information on a line CCD using an illumination system and an imaging system and converts the document information into an electrical signal, there is a prism between the imaging system and the line CCD in the longitudinal direction of the line CCD. A color separation unit for a reading optical system, in which a prism is arranged so that the longitudinal direction of 1. A color separation unit comprising a target prism and a prism that bends an optical path after color separation and emits the light at an arbitrary angle.
JP2204162A 1990-08-01 1990-08-01 Color separation unit Pending JPH0490253A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012027228A (en) * 2010-07-23 2012-02-09 Panasonic Corp Color imaging optical system

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