JPH0520052U - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力画像の色の認識の高速処理が可能で、メ
モリ及びファルタを不要としての低減を図ることがで
き、しかも解像度及びコントラストを向上させることの
できる画像入力装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤ１０入力面上に色分解プリズムである
グレーティング６１を設け、各色のＣＣＤ１０の素子を
グレーティング６１により回折された３色の回折光のそ
れぞれの焦点位置近傍に配設した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、デジタル式カラー画像複写装置に設けられた画像入力装置に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

デジタル式カラー画像複写装置の光学系の構成を図３及び図４に示す。図にお いて、原稿台１上に載置された原稿２には、第１のキャリッジ３に設けられた光 源４から発する光が照射される。この光の原稿２からの反射光は第１のキャリッ ジ３に固定された第１のミラー５によって直角方向に反射し、さらに図示しない 第２のキャリッジに固定された第２のミラー６及び第３のミラー７によって反射 し、原稿台１に平行な光となる。この光は装置本体にそれぞれ固定された結像レ ンズ８および第４のミラー９により、画像認識素子である。ＣＣＤ１０上に集光 される。

【０００３】 光源４から発する光は図示しない遮光部材であるマスクにより、図４に示すよ うに原稿２の面上の所定の視野範囲１１を照射する。そしてキャリッジ３を矢印 Ａ方向に移動させることにより、原稿２の全面を走査する。このときキャリッジ ３の移動速度はミラー６、７が固定されたキャリッジの移動速度の倍となってお り、光源４からＣＣＤ１０に至る光路長はキャリッジ３の位置と関係なく常に一 定である。従って原稿２上の画像を常にＣＣＤ１０上に合焦させることができる 。

【０００４】 次に従来のＣＣＤ１０の構成を図５及び図６を参照して説明する。ＣＣＤ１０ にはそれぞれ青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の光を受光する画素ライン２１、２ ２、２３が設けられている。画素ライン２１、２２、２３はそれぞれ多数の画素 ２４が一列に配列されてなっており、画素２４の大きさは例えば１０μｍ×１０ μｍ、画素ラインの長さは５０mm、間隔は２００μｍである。また各画素ライン ２１、２２、２３の表面にはそれぞれＢ、Ｇ、Ｒのカラーフィルタ２５が設けら れている。

【０００５】 カラーフィルタ２５の分光感度特性を図７（ａ）に示す。この図ではＢ出力の 最大値を１としたときのＧ、Ｒの相対感度を示している。図７（ｂ）にカラーフ ィルタ２５の相対感度に対応する原稿画像の相対感度を曲線３１として示す。こ の原稿画像をカラーフィルタ２５により色分解したときの、Ｂ、Ｇ、Ｒの各色に おけるＣＣＤ１０の出力ＳＢ、ＳＧ、ＳＲは、図７（ｃ）にそれぞれ斜線で示す 範囲の積分値となる。これらの出力ＳＢ、ＳＧ、ＳＲにより、公知の手段により ズラム上に静電潜像を形成し、３色のトナーにより現像して画像を再生すると、 ３色のトナーの分光特性は図７（ｄ）に示すようにＣＣＤ１０の出力ＳＢ、ＳＧ 、ＳＲに比例したものとなる。このようにしてカラー画像の再生が行なわれる。

【０００６】 次に従来の画像再生に必要なメモリについて、図８及び図９を参照して説明す る。原稿２から反射する光は等価的に直線光となって結像レンズ８により各色の 画素ライン２１、２２、２３上に結像する。このため同時に各画素ライン２１、 ２２、２３に入射する原稿２の部分は別の部分である。例えば原稿面を画素２４ に対応する視野範囲に細分し、視野範囲１１内をＮo.６乃至Ｎo.１４の画素視野 範囲に分割したとすると、Ｎo.６、Ｎo.１０、Ｎo.１４の各画素視野範囲がそれ ぞれ画素ライン２３、２２、２１に入射する。このＲ、Ｇ、Ｂ各画素ライン２１ 、２２、２３に対応する原稿面上の視野範囲の時間に対する推移を下記表１に示 す。

【０００７】

【表１】

【０００８】 従って原稿２上の同一画素視野範囲のＣＣＤ１０の分光出力ＳＢ、ＳＧ、ＳＲ を同時に出力するためには、一時これらの出力を記憶させておく必要があり、こ のため従来は図９に示すようなバッファメモリ４１を設けていた。このバッファ メモリ４１の構成において必要なメモリ数Ｍは下記の式（１）に示すようになる 。 Ｍ＝(１画素の階調）×（縦方向原稿視野範囲／画素視野範囲） ×（横方向原稿視野範囲／画素視野範囲）×３ ・・・（１）

【０００９】 次にカラーフィルタ２５の作製方法について図１０を参照して説明する。まず ステップ５１において、Ｓｉ基板１０１に３本のＣＣＤ画素ライン１０２が形成 されてなるＣＣＤ１０を用意し、ステップ５２において画素ライン１０２が形成 された側のＣＣＤ１０の表面に感光レジスト１０３を塗布する。次にステップ５ ３において、青の画素ライン１０２Ｂに対応する位置にのみ開口部１０４を有す るフォトマスク１０５によりＣＣＤ１０の表面を被覆し、光を照射して画素ライ ン１０２Ｂに対応する部分の感光レジスト１０３を露光硬化させる。次にステッ プ５４において硬化されない部分の感光レジスト１０３を除去して現像を行ない 、硬化レジスト１０６のみを残す。次にステップ５５において硬化レジスト１０ ６の染色を行ない青のカラーフィルタ１０７を形成し、ステップ５６においてＣ ＣＤ１０の表面に透明な防染層１０８をコーティングする。

【００１０】 以上のステップを緑、赤の画素ライン１０２Ｇ、１０２Ｒについてもくりかえ し行ない、ステップ５７において形成された３色のカラーフィルタ１０７、１０ ９、１１０の表面をオーバコート層１１１で被覆して、ＣＣＤ１０上のカラーフ ィルタ２５の作製を終了する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように構成された従来の画像入力装置によると、原稿２の画像をＣＣＤ １０で読み取って色を認識するために、バッファメモリ４１が必要であり、コス ト高となり、しかも高速処理ができないという問題があった。またＣＣＤ１０の 画素２４上に直接Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するカラーフィルタ２５を、フォトリソグラ フィ法により作製しているため、プロセスが複雑となり歩溜りが悪く、同様にコ スト高になるという問題もあった。

【００１２】 本考案は、このような状況に鑑みてなされたもので、入力画像の色の認識の高 速処理が可能で、メモリ及びフィルタを不要としてコストの低減を図ることがで き、しかも解像度及びコントラストを向上させることのできる画像入力装置を提 供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案の画像入力装置は、カラー原稿上に光を走査させ、反射光を３色に色分 解して３個の画像認識素子にそれぞれ入力する画像複写装置の画像入力装置にお いて、画像認識素子の入力面上に、断面が鋸歯状に形成された色分解プリズムを 設けるとともに、３個の画像認識素子を色分解プリズムにより回折された３色の 回折光のそれぞれの焦点位置近傍に配設したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】

上記構成の画像入力装置においては、遮光部材に形成された開口部を介して原 稿面上の同一視野範囲の画像を、色分解プリズムにより３色に分解し、それぞれ の色に対応する画像認識素子に同時に入力することができる。従ってバッファメ モリ及びカラーフィルタが不要となり、装置のコストの低減と色の認識の高速処 理を達成することができる。また色分解された３色の光をそれぞれ画素認識素子 上に合焦させることができるので、入力された画像の解像度及びコントラストを 向上させることができる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の画像入力装置の一実施例を図面を参照して説明する。

【００１６】 図１及び図２に本考案の一実施例の構成を示す。これらの図において図３及び 図５に示す従来例の部分に対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明 は適宜省略する。ＣＣＤ１０の構成は従来例と同様であり、本実施例の特徴は従 来例において必要であったカラーフィルタ２５及びバッファメモリ４１を不要と し、遮光部材６１及び断面が鋸歯状に形成された色分解プリズムであるグレーテ ィング６２を、ＣＣＤ１０の入力面上に設けた点にある。

【００１７】 遮光部材６１には図２に示す原稿２の面上における画素視野範囲２ａに対応す る形状の開口部６３が形成されている。またグレーティング６２は開口部６３に 平行な鋸歯状に形成されており、開口部６３を通って入射した光は波長によって 回折角度が変る。そしてＲ、Ｇ、Ｂの光はそれぞれ所望の角度に効率よく回折し て、画素ライン２３、２２、２１に入射するようになっている。ここで各画素ラ イン２１、２２、２３はグレーティング６２の光の出射点を中心とする半径ａの 円弧上に配設されており、各色の回折光のそれぞれ画素ライン２１、２２、２３ に至る光学距離がほぼ等しくなるように、ＣＣＤ１０を傾けて配置されている。 そして各回折光は結像レンズ８によってそれぞれ画素レンズ２１、２２、２３上 に結像される。

【００１８】 次に本実施例の作用を図１及び図２を参照して説明する。原稿２の面上のＣＣ Ｄ１０の１つの画素ラインに対応する画素視野範囲２ａからの反射光は、結像レ ンズ８により集光され遮光部材６１の開口部６３を通ってグレーティング６２に 入射する。グレーティング６２に入射した光は波長によって異なる角度で回折し 、Ｒ、Ｇ、Ｂ光はそれぞれＣＣＤ１０の画素ライン２１、２２、２３に入射する 。このとき各回折光のＣＣＤ画素までの光学距離がほぼ等しいので、それぞれ各 画素上に合焦する。

【００１９】 本実施例によれば、原稿面上の１つの画素視野範囲からの反射光は、グレーテ ィング６２により同時に３色に色分解されてＣＣＤ１０に入射するので、バッフ ァメモリが不要となり装置のコスト低減と色の認識の高速処理化が可能となる。 またカラーフィルタが不要となり、ＣＣＤ１０上にグレーティング６２を装着す るだけでよいので、コストの低減と製品の歩留まり向上とを図ることができる。 さらに各回折光がＣＣＤ画素上に合焦するので、入力画像の解像度やコントラス トを向上させることができる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の画像入力装置によれば、原稿画像の色を分解す る手段として鋸歯状プリズムであるグレーティングを用いたので、バッファメモ リ及びカラーフィルタが不要となり、色の認識処理の高速化とコストの低減を実 現することができる。また各回折光を画像認識素子であるＣＣＤ画素上に合焦結 像させるようにしたので、画像の解像度とコントラストの向上を図ることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の画像入力装置の一実施例の要部の構成
を示す説明図

【図２】図１の光学系を示す説明図

【図３】デジタル式カラー画像複写装置の光学系の一例
の構成を示す説明図

【図４】図３の平面図

【図５】図３のＣＣＤの構成を示す斜視図

【図６】図５のＸ−Ｘ線断面図

【図７】カラー画像複写装置における画像色再生作用を
説明する線図

【図８】従来のカラー画像複写装置の一例の色分解作用
を示す説明図

【図９】従来のカラー画像複写装置に設けられたバッフ
ァメモリの空間マップの一例の構成を示す説明図

【図１０】従来のカラーフィルタの作製法の一例を示す
説明図

【符号の説明】

２ 原稿 １０ ＣＣＤ（画像認識素子） ６２ グレーティング（色分解プリズム）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー原稿上に光を走査させ、反射光を
   ３色に色分解して３個の画像認識素子にそれぞれ入力す
   る画像複写装置の画像入力装置において、前記画像認識
   素子の入力面上に、断面が鋸歯状に形成された色分解プ
   リズムを設けるとともに、前記３個の画像認識素子を前
   記色分解プリズムにより回折された３色の回折光のそれ
   ぞれの焦点位置近傍に配設したことを特徴とする画像複
   写装置の画像入力装置。