JPH0553220A - 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
モリ及びカラーフィルタを不要としてコストの低減を図
ることができ、Ｓ／Ｎ比を向上させコントラストの画像
を得ることができる画像入力装置を提供する。 【構成】 ＣＣＤ１０の入力面上にグレーティング６１
を設け、グレーティング６１の鋸歯状部の高さを人の分
光感度曲線の波長帯域の中心波長に設定して、回折効率
を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル式カラー画像
転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転写装置の光学系
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、２２、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×１
０μｍ、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ＣＣ
Ｄ１０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１３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５３
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ＣＣ
Ｄ１０の表面を被覆し、光を照射して画素ライン１０２
Ｂ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１０６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ＣＣＤ１０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１０
２Ｇ、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、
１０９、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】

【発明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２
４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】本発明は、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
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】本発明の画像入力装置
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、鋸歯状部の高さを人の分光感度曲線の波長帯
域の中心波長に設定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。また色分解プリズムに入射する入
射光のパワーと出射する出射光のパワーとの比である回
折効率は、人の分光感度曲線の波長帯域の中心波長にお
いて最高となるので、色分解プリズムの鋸歯状部の高さ
をこの中心波長に設定することにより高い回折効率が得
られ、画像信号のＳ／Ｎ比を向上させ、高いコントラス
トの画像を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明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に本発明の一実施例の構成を示す。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、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
６１を、ＣＣＤ１０の入力面上に設け、かつグレーティ
ング６１の鋸歯状部の高さを所定の高さに設定した点に
あり、他の部分の構成は従来例と同様である。ここで鋸
歯状部の高さは人の分光感度曲線の波長帯域の中心波長
とする。

【００１７】次に本実施例の作用を説明する。グレーテ
ィング６１に対する入射光のパワーをＰ₀、出射光のパ
ワーをＰ₁とすれば、回折効率ηはＰ₁／Ｐ₀×１００と
なる。一方、人の分光感度曲線の波長帯域は約０．４μ
ｍ乃至０．７μｍであり、中心波長は約０．５５μｍで
ある。また回折効率ηと光の波長λとの関係は図２に示
すようになり、回折光の波長が約０．５５μｍとなるよ
うにグレーティング６１の鋸歯部の高さｄを設定すれば
よい。ここでグレーティング６１の屈折率をｎとすれば
ｄ＝λ／（ｎ−１）の関係があるので、この式から鋸歯
部の高さｄを決めれば回折効率ηは最高となる。

【００１８】一方、図３に示す原稿２からの反射光は結
像レンズ８によりグレーティング１０に入射し、この入
射光は波長によって異なる角度で回折し、Ｒ、Ｇ、Ｂ光
はそれぞれ図５に示すＣＣＤ１０の画像ライン２１、２
２、２３に入射する。

【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６１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６１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。またグレーティング６１の鋸歯状
部の高さを人の分光感度特性の波長帯域の中心波長で設
定したので、高い回折効率が得られ、再生画像信号Ｓ／
Ｎ比を向上させ、高いコントラスト比が実現できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像入力
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
た高い回折効率が得られ再生画像信号のＳ／Ｎ比を向上
させ、高いコントラスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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】本実施例による回折光の波長と回折効率との関
係を示す線図

【図３】デジタル式カラー画像転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】カラー画像転写装置における画像色再生作用を
説明する線図

【図８】従来のカラー画像転写装置の一例の色分解作用
を示す説明図

【図９】従来のカラー画像転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） ６１ グレーティング（色分解プリズム）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、前記鋸歯状部の高さを人の分光
   感度曲線の波長帯域の中心波長に設定したことを特徴と
   する画像入力装置。