JPH0537716A - カラー画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結像手段のＭＴＦ及び読取手段面上の照度分
布を適切に設定し、カラー画像を高精度に読取ることが
できるカラー画像読取装置を得ること。 【構成】 カラー画像情報を結像手段により複数の素子
を一定のピッチでライン状に配列すると共に一画素を主
走査方向に複数の領域に分割し、該分割した領域毎に異
なった色相のカラーストライプフィルターを設けて構成
した１つのラインセンサー面上に結像させ、該ラインセ
ンサーにより該カラー画像を電気的に主走査方向に走査
して読取る際、該結像手段は該ラインセンサーの配列素
子のピッチに基づくカットオフ周波数におけるＭＴＦの
バラツキが画像領域全域で２０％以下となるように設定
したこと。

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、特に複数の素子を一定のピッチでライン状に配列し
た１つのラインセンサーを利用して原稿面上のカラー画
像情報をデジタル的に読取るようにしたカラースキャナ
ー、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結
像手段によりＣＣＤ等の１つのラインセンサー面上に結
像させて、該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カラー画像読
取装置が種々と提案されている。

【０００３】図１６は従来のカラー画像読取装置の要部
概略図である。同図のカラー画像読取装置では蛍光灯等
の照明手段１６６で照明された原稿台１６７面上に載置
した原稿１６８面上のカラー画像情報を走査用のミラー
１６３，１６４，１６５を介して結像手段１６２により
読取手段１６１面上に結像している。そして走査用のミ
ラー１６３，１６４，１６５を矢印の方向に一定の関係
を維持しつつ移動させることにより（ミラー１６３の速
度ｖに対してミラー１６４，１６５をｖ／２で移動させ
る。）原稿１６８面上を順次走査して、カラー画像情報
を１ラインセンサーを有する読取手段１６１により読取
っている。

【０００４】読取手段１６１は例えば図１７に示すよう
に１つのラインセンサーから成りラインセンサー面上に
は例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のモザ
イク状の色フィルター（ストライプフィルター）Ｒ、
Ｇ、Ｂが設けられている。この一つのラインセンサーと
３つの色フィルターＲ、Ｇ、Ｂにより原稿１６８面上の
カラー画像情報を電気的に読取っている。

【０００５】一般に結像手段１６２は最大画角（画面周
辺）においてもケラレはなく開口効率が全画角で略１０
０％となるように設定されている。この結像手段１６２
による像面上の照度分布（配光分布）はｃｏｓ4 則に従
って例えば図１８に示すようになっている。

【０００６】又、照明手段１６６の配光分布は例えば図
１９に示すように軸上に比べて軸外で高くなるように設
定されている。この結像手段１６２と照明手段１６６と
の配光分布を調整し、読取手段（ＣＣＤ）１６１面上で
の照度分布（配光分布）が例えば図２０に示すように均
一となるようにしている。

【０００７】読取手段１６１のラインセンサーのカット
オフ周波数は例えば２４０ｄｐｉのとき、原稿面上で
４．７２本／ｍｍとなる。この周波数における結像手段
１６２のＭＴＦは図２１に示すように軸上で高く、軸外
にいくに従い低下してくる。

【０００８】装置全体の小型化を図る為に物像間距離を
短くすると結像手段１６２の画角は増大し、一般にそれ
につれて軸上と軸外のＭＴＦの差が更に増大してくる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般にカラー画像読取
装置における結像手段のＭＴＦは高すぎても良くなく、
又低すぎても良くない。高すぎるとモアレによる色誤検
知が発生し、又低すぎると画質が低下してくる。

【００１０】例えばカラー画像情報として２４０ｄｐｉ
での読取りの場合、原稿面上では一画素１０５．８μｍ
に相当する。今１８０ライン／インチ、即ち７０．６μ
ｍの線幅の黒万線を原稿として用いたとする。このとき
線幅は読取りの一画素の２／３に相当するので図２２に
示すように一画素を主走査方向に３分割した色フィルタ
ーＲ、Ｇ、Ｂのうちの２つの色フィルターに黒万線がか
かる場合がある。この場合に色誤検知が発生してくる。

【００１１】例えば図２５のテーブルに示す色検知が行
なわれると結像手段のＭＴＦが高い場合には図２３に示
すように黒万線を色細線と誤検知してしまう。又ＭＴＦ
が低い場合には図２４に示すようにスライスレベルによ
って白ベタと検知するか黒ベタと検知し色誤検知はなく
なるが、低すぎると黒細線を認識できなくなり、画像品
質が低下するという問題点があった。

【００１２】一般に結像手段の画像全域のＭＴＦを装置
が必要とするある範囲内に設定するのが良いが、このよ
うなことは設計上大変難しい。

【００１３】本発明は結像手段の瞳径を適切に設定する
と共に読取手段面上における照度分布が均一となるよう
に照明系の配光分布を調整し又は光量補正板を用いて適
切に設定することにより、結像手段の画像全域のＭＴＦ
を所定の範囲内に効果的に設定することができ、カラー
画像を高精度に読取ることができるカラー画像読取装置
の提供を目的とする。

【００１４】

【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、カラー画像情報を結像手段により複数の素子を
一定のピッチでライン状に配列すると共に一画素を主走
査方向に複数の領域に分割し、該分割した領域毎に異な
った色相のカラーストライプフィルターを設けて構成し
た１つのラインセンサー面上に結像させ、該ラインセン
サーにより該カラー画像を電気的に主走査方向に走査し
て読取る際、該結像手段は該ラインセンサーの配列素子
のピッチに基づくカットオフ周波数におけるＭＴＦのバ
ラツキが画像領域全域で２０％以下となるように設定し
たことを特徴としている。

【００１５】特に本発明では、前記結像手段は６０度以
上の画角を有すると共に主走査方向の入射瞳径が軸上に
比べて軸外で小さくなるようにしていることや前記ライ
ンセンサー面上での光量分布が均一となるように該カラ
ー画像を照明する照明系の配光分布を調整したこと、そ
して前記ラインセンサー面上での光量分布が均一となる
ように前記結像手段の光路中に光量補正板を配置したこ
と等を特徴としている。

【００１６】この他本発明では、照明系で照明されたカ
ラー画像情報を結像手段により複数の素子を一定のピッ
チで配列すると共に一画素を主走査方向に複数の領域に
分割し、該分割した領域毎に異なった色相のカラースト
ライプフィルターを設けて構成した１つのラインセンサ
ー面上に結像させ、該ラインセンサーにより該カラー画
像情報を電気的に主走査方向に走査して読取る際、該結
像手段は瞳径調整部材により主走査方向の瞳径が軸上で
大きく、軸外で小さくなるように設定しており該照明系
はその配光分布が軸上で小さく軸外で大きくなるように
しているか又は／及び光路中に配置した光量補正板によ
り軸上光束の通過光量を軸外光束の通過光量に比べて少
なくなるようにして該ラインセンサー面上での光量分布
が略均一となるように調整していることを特徴としてい
る。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部断面図、図２
は図１の主走査断面内の要部概略図である。

【００１８】同図のカラー画像読取装置では蛍光灯等の
照明手段３で照明された原稿台２面上に載置した原稿１
面上のカラー画像情報を走査用のミラー４ａ，４ｂ，４
ｃを介して結像手段５により赤外カットフィルター６を
介し読取手段７面上に結像している。そして走査用のミ
ラー４ａ，４ｂ，４ｃを矢印の方向に一定の関係を維持
しつつ移動させることにより（ミラー４ａの速度ｖに対
してミラー４ｂ，４ｃをｖ／２で移動させる。）原稿１
面上を順次走査して、カラー画像情報を１ラインセンサ
ーを有する読取手段７により読取っている。

【００１９】読取手段７は例えば図３に示すように複数
の素子を一定のピッチでライン状に配列した１つのライ
ンセンサーから成り、ラインセンサー面上の一画素に相
当する領域は主走査方向である素子の配列方向に３つの
領域に分割され、その各領域には例えば赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）、青色（Ｂ）のモザイク状の異なった位相の色
フィルター（ストライプフィルター）Ｒ、Ｇ、Ｂが設け
られている。この１つのラインセンサー７と３つの色フ
ィルターＲ、Ｇ、Ｂにより原稿１面上のカラー画像情報
を電気的に読取っている。

【００２０】尚、本実施例において色フィルターＲ、
Ｇ、Ｂの代わりにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエ
ロー（Ｙ）の色フィルターを用いても良い。

【００２１】図４は図１の結像手段５の光学系の要部断
面図である。

【００２２】本実施例の結像手段５は瞳径調整部材とし
ての複数の絞りを用いて主走査方向（メリディオナル方
向）の瞳径が軸上で大きく、軸外で小さくなるように設
定している。これにより軸上近傍の主走査方向のＭＴＦ
を低下させ、軸外の主走査方向のＭＴＦを向上させてい
る。

【００２３】即ち、同図において８ａ，８ｂ，８ｃはレ
ンズ、９，１０，１１は各々絞りであり、矩形開口によ
り成っている。絞り９，１０，１１の光軸上の断面内に
おける光束の通過状態を各々図５、図６、図７に示す。

【００２４】図５の絞り９は軸上光束を制限せず、ある
画角以上の軸外光束のうちの主走査方向の光束を制限し
ている。図６の絞り１０は軸上光束と軸外光束のうちの
サジタル方向（副走査方向）を制限している。図７の絞
り１１は軸上光束を制限せず、ある画角以上の軸外光束
のうちの主走査方向の光束を制限している。

【００２５】このように本実施例では軸上光束は図６に
示すように主に絞り１０によって制限し、軸外光束のう
ち主走査方向の光束は図５、図７に示すように絞り９，
１０により制限し、軸外光束のうち副走査方向の光束は
図６に示すように絞り１０によって制限している。

【００２６】尚、本実施例において各光束の制限を絞り
９，１０，１１の代わりにレンズ鏡筒やレンズのコバ等
で代用しても良い。又絞りは３つでなくてもいくつあっ
ても良い。

【００２７】図８は本実施例において入射瞳径と画角と
の関係を示す説明図である。軸上における入射瞳径のう
ちメリディオナル方向（主走査方向）をＭｏ、サジタル
方向（副走査方向）をＳｏとする。軸上からある画角Ｔ
ａまではケラレ（ビネッティング）がなくメリディオナ
ル方向とサジタル方向の入射瞳径Ｍｏ，Ｓｏは一定であ
る。このうちサジタル方向の入射瞳径Ｓｏは最軸外Ｔｂ
まで不変である。これに対してメリディオナル方向の入
射瞳径Ｍｏはある画角Ｔａより小さくなり最軸外Ｔｂで
は入射瞳径はＭｂとなる。

【００２８】本実施例では主走査方向開口効率＝Ｍｂ／
Ｍｏ×１００（％）≦８５％と設定してある。

【００２９】図９（Ａ）、（Ｂ）に各々軸上と最軸外に
おける入射瞳径の形状を示す。図１０に本実施例に係る
結像手段５の像面上における照度分布（配光分布）を示
す。

【００３０】同図では軸上Ｔｏから画角Ｔａまではｃｏ
ｓ4 則に従い低下し、画角Ｔａから最軸外Ｔｂまではｃ
ｏｓ4 則とケラレ（ビネッティング）が加わって低下し
ている。

【００３１】図１１に本実施例に係る照明系３の配光分
布を示す。同図では配光分布が画角Ｔａから最軸外Ｔｂ
にかけて急激に増加するように設定している。

【００３２】図１２は本実施例の読取手段（ＣＣＤ）７
面上の照度分布（配光分布）である。同図では図１０の
結像手段５の照度分布と図１１の照明系３の配光分布と
の積により読取手段７面上では照度分布が略均一となっ
ている。

【００３３】図１３は本実施例における結像手段５のカ
ットオフ周波数におけるＭＴＦと画角との関係を示した
説明図である。

【００３４】尚、本実施例ではカットオフ周波数は２４
０ｄｐｉの読取りを行うとき原稿面において（２４０／
２５．４）×（１／２）≒４．７２本／ｍｍとなる。

【００３５】本実施例ではＣＣＤドライバー、アナログ
プロセッサー、Ａ／Ｄコンバータ、画像処理回路等の電
気回路との関連からラインセンサーのカットオフ周波数
におけるメリディオナル方向のＭＴＦが４０％以上ある
と前述した色誤検知が発生してくる。又メリディオナル
方向のＭＴＦが２０％以下であると細線の再現性等の画
質が悪化してくる。

【００３６】この為、本実施例ではカットオフ周波数に
おけるメリディオナル方向のＭＴＦが画像領域全域で２
０〜４０％以内となるように前述の如く軸上のメリディ
オナル方向のＦナンバー（入射瞳径）や軸外のメリディ
オナル方向のケラレ（ビネッティング）等を決定してい
る。つまり、カットオフ周波数におけるメリディオナル
方向のＭＴＦのバラツキが画像領域全域で２０％以下と
している。これにより原稿２面上のカラー画像情報１を
高精度に読取っている。

【００３７】図１４は本発明の実施例２の要部概略図で
ある。

【００３８】本実施例では図１の実施例１に比べて照明
系３として配光分布が略均一のものを用い、その代わり
に結像手段５の前方に図１５に示すような光量補正板１
２を配置して読取手段７面上の照度分布が均一となるよ
うにしており、その他の構成は略同じである。

【００３９】本実施例では軸外光束にケラレ（ビネッテ
ィング）があるように設計した結像手段５を通過する光
束のうち図１５に示すように光量補正板１２により軸上
光束の一部を遮光している。即ち光量補正板１２により
軸上光束のうちサジタル方向（副走査方向）の一部を遮
光し、最軸外の光束はケラレないようにしている。これ
により読取手段７面上での照度分布が実施例１と同様に
均一となるようにして、原稿１面上のカラー画像情報を
高精度に読取ることができるようにしている。

【００４０】以上のように本実施例によれば結像手段と
して軸上のメリディオナル方向（主走査方向）のＦナン
バーが小さく、軸外においてケラレのある、即ち軸上の
メリディオナル方向の入射瞳径が大きく、軸外のメリデ
ィオナル方向の入射瞳径の小さい結像レンズを用いるこ
とにより、軸外のＭＴＦを低下させることなく軸上のＭ
ＴＦを球面収差の影響により低下させて画像領域全体で
ＭＴＦが所定の範囲内に入るように設定している。

【００４１】又、照明系の配光分布を適切に設定した
り、光量補正板を用いることにより、読取手段面上の照
度分布が均一になるようにしている。これにより色誤検
知を防止しつつ、読取画質を低下させることなくカラー
画像を高精度に読取るようにしている。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば以上の如く結像手段の瞳
径を適切に設定すると共に読取手段面上における照度分
布が均一となるように照明系の配光分布を調整し又は光
量補正板を用いて適切に設定することにより、結像手段
の画像全域のＭＴＦを所定の範囲内に効果的に設定する
ことができ、カラー画像を高精度に読取ることができる
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の要部断面図

【図２】 図１の主走査断面内の要部概略図

【図３】 図１の読取手段の説明図

【図４】 図１の結像手段の説明図

【図５】 図４の絞り９の断面内の光束の説明
図

【図６】 図４の絞り１０の断面内の光束の説
明図

【図７】 図４の絞り１１の断面内の光束の説
明図

【図８】 図１の結像手段の入射瞳径の説明図

【図９】 図１の結像手段の軸上と軸外の光束
の説明図

【図１０】 図１の結像手段の像面上の照度分布
の説明図

【図１１】 図１の照明手段の配光分布の説明図

【図１２】 図１の読取手段７面上の照度分布の
説明図

【図１３】 図１の結像手段のＭＴＦの説明図

【図１４】 本発明の実施例２の要部断面図

【図１５】 図１４の光量補正板の説明図

【図１６】 従来のカラー画像読取装置の要部概
略図

【図１７】 図１６の読取手段の説明図

【図１８】 図１６の結像手段の像面上の照度分
布の説明図

【図１９】 図１６の照明系の配光分布の説明図

【図２０】 図１６の読取手段面上の照度分布の
説明図

【図２１】 図１６の結像手段のＭＴＦの説明図

【図２２】 図１６の読取手段面上の説明図

【図２３】 結像手段のＭＴＦが高いときの色検
知の説明図

【図２４】 結像手段のＭＴＦが低いときの色検
知の説明図

【図２５】 色認識用としてのテーブルデータの
説明図

【符号の説明】

１ 原稿 ２ 原稿台 ３ 照明手段 ４ａ、４ｂ、４ｃ ミラー ５ 結像手段 ６ 赤外カットフィルター ７ 読取手段 ９、１０、１１ 絞り １２ 光量補正板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像情報を結像手段により複数の
   素子を一定のピッチでライン状に配列すると共に一画素
   を主走査方向に複数の領域に分割し、該分割した領域毎
   に異なった色相のカラーストライプフィルターを設けて
   構成した１つのラインセンサー面上に結像させ、該ライ
   ンセンサーにより該カラー画像を電気的に主走査方向に
   走査して読取る際、該結像手段は該ラインセンサーの配
   列素子のピッチに基づくカットオフ周波数におけるＭＴ
   Ｆのバラツキが画像領域全域で２０％以下となるように
   設定したことを特徴とするカラー画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記結像手段は６０度以上の画角を有す
   ると共に主走査方向の入射瞳径が軸上に比べて軸外で小
   さくなるようにしていることを特徴とする請求項１のカ
   ラー画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記ラインセンサー面上での光量分布が
   均一となるように該カラー画像を照明する照明系の配光
   分布を調整したことを特徴とする請求項１のカラー画像
   読取装置。
4. 【請求項４】 前記ラインセンサー面上での光量分布が
   均一となるように前記結像手段の光路中に光量補正板を
   配置したことを特徴とする請求項１のカラー画像読取装
   置。
5. 【請求項５】 照明系で照明されたカラー画像情報を結
   像手段により複数の素子を一定のピッチで配列すると共
   に一画素を主走査方向に複数の領域に分割し、該分割し
   た領域毎に異なった色相のカラーストライプフィルター
   を設けて構成した１つのラインセンサー面上に結像さ
   せ、該ラインセンサーにより該カラー画像情報を電気的
   に主走査方向に走査して読取る際、該結像手段は瞳径調
   整部材により主走査方向の瞳径が軸上で大きく、軸外で
   小さくなるように設定しており、該照明系はその配光分
   布が軸上で小さく軸外で大きくなるようにしているか又
   は／及び光路中に配置した光量補正板により軸上光束の
   通過光量を軸外光束の通過光量に比べて少なくなるよう
   にして該ラインセンサー面上での光量分布が略均一とな
   るように調整していることを特徴とするカラー画像読取
   装置。