JPH0563906A - Picture reader - Google Patents

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Publication number
JPH0563906A
JPH0563906A JP3218562A JP21856291A JPH0563906A JP H0563906 A JPH0563906 A JP H0563906A JP 3218562 A JP3218562 A JP 3218562A JP 21856291 A JP21856291 A JP 21856291A JP H0563906 A JPH0563906 A JP H0563906A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion element
original
image
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP3218562A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Takase
修 高瀬
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP3218562A priority Critical patent/JPH0563906A/en
Publication of JPH0563906A publication Critical patent/JPH0563906A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To attain reading with high quality and higher resolution and with less production of noise from three components of a color picture signal. CONSTITUTION:A light resulting from scanning a face of an original 2 and reflected therein is collected by an image forming lens 3 and made incident on a photoelectric conversion element 6. An electric signal in response to the reflectance of the original 2 is detected as a power supply and picture information is obtained thereby. The photoelectric conversion element 6 on which three kinds of read picture elements having different spectral distribution are arranged in a line sequentially is provided and optical low pass filters 4, 5 are provided to a front face of the photoelectric conversion element 6. A null frequency of low pass filters 4, 5 in the main scanning direction is set at least to 1/3 and 2/3 of the picture element pitch of the photoelectric conversion element 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像の読取りに係り、
特に高密度で画像情報を取込むことのできる画像読取装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to image reading,
In particular, the present invention relates to an image reading device capable of capturing image information at high density.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複写機、ファクシミリ、画像ファ
イル装置等において、原稿画像を読取るのにCCDセン
サ等の光電変換素子が数多く用いられている。例えば、
特開昭62−235872号公報等に開示されているよ
うなものでは、光電変換素子は、1ライン構成で1mm
を数本〜数十本の分解能で読み取れるだけの微小セルか
らなっており、そのライン方向への読取りはセンサ自身
の電気的な走査(主走査方向)で、これと垂直方向(副
走査方向)への読取りには光電変換素子全体を移動させ
ることにより行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, a large number of photoelectric conversion elements such as CCD sensors have been used to read original images in copying machines, facsimiles, image filing devices and the like. For example,
In a device such as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-235872, the photoelectric conversion element has a one-line configuration of 1 mm.
It consists of minute cells that can be read with a resolution of several to several tens of lines, and the reading in the line direction is the electrical scanning (main scanning direction) of the sensor itself, and the vertical direction (sub scanning direction). The reading is performed by moving the entire photoelectric conversion element.

【0003】また、近年カラー化が進み、色分解して画
像情報を取込む一つの方法として、例えば、特開平1−
264058号公報、特開平1−233880号公報等
に開示されているように、カラーフィルタをチップ上に
有するカラーセンサを用いるものがある。
Also, as colorization has progressed in recent years, one method for color-separating and capturing image information is, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There are some which use a color sensor having a color filter on a chip, as disclosed in Japanese Patent No. 264058, Japanese Patent Laid-Open No. 1-233880, and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、階調性のある
カラー情報を得ようとすると、各々の画素に対する情報
量は、モノクロに比べて3倍(例えば、R、G、B)必
要となる。このため、モノクロセンサの一画素の占める
面積を3つに分けてR画素、B画素、G画素を配置した
カラーセンサが用いられ、これによりモノクロと同一の
解像度でカラー化を達成するようにしているが、それぞ
れのカラー画素は1/3の大きさとなる。従って、限ら
れたセンサの微細加工技術のもとでは、カラー化と高解
像度化(高密度化)とは相反するものとなり、その要求
に応えるのは難しい。また、感度を確保する意味でも画
素面積はなるべく大きい方が望ましいが、従来の方法で
はその要求に十分応えたものとは言えない。
Generally, in order to obtain color information having gradation, the amount of information for each pixel needs to be three times (for example, R, G, B) as compared with monochrome. .. For this reason, a color sensor in which an area occupied by one pixel of the monochrome sensor is divided into three and R pixels, B pixels, and G pixels are arranged is used, and thereby colorization is achieved with the same resolution as monochrome. However, the size of each color pixel is 1/3. Therefore, under the limited fine processing technology of the sensor, colorization and high resolution (high density) are contradictory, and it is difficult to meet the demand. In addition, it is desirable that the pixel area is as large as possible in terms of ensuring the sensitivity, but it cannot be said that the conventional method sufficiently meets the demand.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、原稿面上を走査しこれにより反射された光を結像レ
ンズにより集光して光電変換素子に入射させることによ
り、前記原稿の反射率に応じた電気信号を画像信号とし
て検出しこれにより画像情報を得る画像読取装置におい
て、異なる分光分布をもつ3種の読取画素を順次一列に
配列した光電変換素子を設け、この光電変換素子の前面
に光学的なローパスフィルタを設け、このローパスフィ
ルタの主走査方向のヌル周波数を少なくとも前記光電変
換素子の画素ピッチの1/3及び2/3に設定した。
According to a first aspect of the present invention, the surface of the original is scanned, and the light reflected by the original is condensed by an imaging lens and made incident on a photoelectric conversion element. In an image reading apparatus that detects an electric signal corresponding to the reflectance as an image signal to obtain image information by this, a photoelectric conversion element in which three kinds of reading pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and the photoelectric conversion element is provided. An optical low-pass filter was provided on the front surface of, and the null frequency in the main scanning direction of this low-pass filter was set to at least 1/3 and 2/3 of the pixel pitch of the photoelectric conversion element.

【0006】請求項2記載の発明では、原稿面上を走査
しこれにより反射された光を結像レンズにより集光して
光電変換素子に入射させることにより、前記原稿の反射
率に応じた電気信号を画像信号として検出しこれにより
画像情報を得る画像読取装置において、異なる分光分布
をもつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電変換素
子を設け、この光電変換素子の順次出力より高密度の画
像情報を抽出する抽出手段を設けた。
According to the second aspect of the invention, the surface of the original is scanned, and the light reflected thereby is condensed by the imaging lens and is incident on the photoelectric conversion element. In an image reading device that detects a signal as an image signal and obtains image information by this, a photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and a higher density than the sequential output of this photoelectric conversion element is provided. An extracting means is provided for extracting the image information of.

【0007】請求項3記載の発明では、原稿面上を走査
しこれにより反射された光を結像レンズにより集光して
光電変換素子に入射させることにより、前記原稿の反射
率に応じた電気信号を画像信号として検出しこれにより
画像情報を得る画像読取装置において、異なる分光分布
をもつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電変換素
子を設け、この光電変換素子の順次出力より高密度の画
像情報の高域成分を抽出する抽出手段を設け、この抽出
手段より抽出された高密度の画像情報を3種の色成分の
高域周波数成分としてもたせるように演算を行う演算手
段を設けた。
According to the third aspect of the present invention, the surface of the original is scanned, and the light reflected by the original is condensed by the imaging lens and is incident on the photoelectric conversion element. In an image reading device that detects a signal as an image signal and obtains image information by this, a photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and a higher density than the sequential output of this photoelectric conversion element is provided. The extracting means is provided for extracting the high frequency component of the image information of, and the calculating means is provided for performing the operation so that the high density image information extracted by the extracting means is also provided as the high frequency components of the three kinds of color components. ..

【0008】[0008]

【作用】請求項1記載の発明においては、異なる分光分
布をもつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電変換
素子の前面に設けられたローパスフィルタの主走査方向
のヌル周波数を少なくとも光電変換素子の画素ピッチの
1/3及び2/3に設定したので、読取画素によるサン
プリングの折り返し歪を効果的に抑圧し高品位な画像読
取りを行うことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, at least the null frequency in the main scanning direction of the low-pass filter provided on the front surface of the photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is photoelectrically converted. Since the pixel pitches of the elements are set to 1/3 and 2/3, it is possible to effectively suppress the sampling aliasing distortion due to the read pixels and perform high-quality image reading.

【0009】請求項2記載の発明においては、異なる分
光分布をもつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電
変換素子の順次出力より抽出手段を用いて高密度の画像
情報を抽出するようにしたので、高解像な画像読取りが
可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the high-density image information is extracted by using the extracting means from the sequential output of the photoelectric conversion element in which the three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line. Therefore, it is possible to read an image with high resolution.

【0010】請求項3記載の発明においては、異なる分
光分布をもつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電
変換素子の順次出力より抽出手段を用いて高密度の画像
情報の高域成分を抽出し、その抽出された高密度の画像
情報を演算手段により3種の色成分の高域周波数成分と
してもたせるようにしたので、高密度の画像読取り信号
を3種の色信号の組として出力することができる。
According to the third aspect of the invention, high-frequency components of high-density image information are extracted by using extraction means from the sequential output of the photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line. Since the extracted high-density image information is provided as the high frequency components of the three types of color components by the calculating means, the high-density image read signal is output as a set of three types of color signals. be able to.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。ここでは、原稿面上を走査しこれにより反射された
光を結像レンズにより集光して光電変換素子に入射する
ことにより、前記原稿の反射率に応じた電気信号を画像
信号として検出しこれにより画像情報を得る画像読取装
置において、異なる分光分布をもつ3種の読取画素を順
次一列に配列したセンサ(光電変換素子)を設け、この
センサの前面に光学的なローパスフィルタを設け、この
ローパスフィルタの主走査方向のヌル周波数を少なくと
も前記センサの画素ピッチの1/3及び2/3に設定し
たものである。以下、センサ、ローパスフィルタ等を設
けた理由について述べる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the surface of the original is scanned, and the light reflected by the original is condensed by an imaging lens and is incident on a photoelectric conversion element, whereby an electric signal corresponding to the reflectance of the original is detected as an image signal. In an image reading apparatus for obtaining image information by means of a sensor (photoelectric conversion element) in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line, an optical low-pass filter is provided in front of this sensor, and the low-pass filter is provided. The null frequency in the main scanning direction of the filter is set to at least 1/3 and 2/3 of the pixel pitch of the sensor. The reason why the sensor, the low-pass filter and the like are provided will be described below.

【0012】このような構成において、モノクロセンサ
の一画素を3つに分けて各々画素面積が1/3になるカ
ラー読取画素をそれぞれ同一分光特性を持っているもの
として、その出力を密度3倍のモノクロ情報として扱
う。この情報は原稿の低域周波数成分に対しては忠実な
読取出力とはいえないが、ある程度の高周波成分に対し
ては肉眼の視覚特性が色相の変化に対し感度が鈍くなる
ことから近似的にみなすことができる。すなわち、色の
細かい変化をモノクロ情報として忠実に読み取らない
が、輝度の細かい変化は読み取られる(これは肉眼の特
性に合致するものである)。このモノクロ情報のうち高
域の情報を利用し、各色成分(すなわち、通常の方法で
得られる各色ごとの読取出力)の高域情報として加える
ことにより高解像のカラー読取信号を得ることができ
る。また、この時、各色ごとに読み取られる画素の開口
が飛び飛びになることにより発生する読取画素のサンプ
リングによる折り返し歪を抑圧するため、センサの前面
に光学的なローパスフィルタを配設する。これにより、
サンプリングする前に高域成分を除去しておくことにな
り、折り返し歪の発生を効果的に抑圧することができ
る。
In such a structure, one pixel of the monochrome sensor is divided into three, and color reading pixels each having a pixel area of 1/3 have the same spectral characteristic, and the output is tripled in density. Treated as monochrome information. This information cannot be said to be a faithful read output for low-frequency components of the original, but for some high-frequency components, the visual characteristics of the naked eye are less sensitive to changes in hue, so it is approximately Can be considered That is, a minute change in color is not faithfully read as monochrome information, but a minute change in brightness is read (this matches the characteristics of the naked eye). A high-resolution color read signal can be obtained by using the high-frequency information of this monochrome information and adding it as the high-frequency information of each color component (that is, the read output for each color obtained by a normal method). .. Further, at this time, an optical low-pass filter is arranged in front of the sensor in order to suppress aliasing distortion due to sampling of the read pixels, which is caused by the openings of the pixels read for each color being scattered. This allows
Since the high frequency component is removed before sampling, the occurrence of aliasing distortion can be effectively suppressed.

【0013】また、原稿に含まれる高域周波数成分は、
ローパスフィルタの少なくとも各色毎のサンプリングピ
ッチに相当する空間周波数とその2倍の空間周波数とが
その周波数特性により減衰させられる。これにより、サ
ンプリング周波数及びその2倍の周波数の周りに発生す
る折り返し成分の原帯域に対する影響は非常に小さくな
る。このようにしてセンサに検出された原稿像のセンサ
出力(3つの色成分の順次信号)を高解像の輝度の変化
の信号とみなし輝度信号Yとする。その一方、各色ごと
の信号(Y信号の1/3の読取密度)をデマルチプレク
スして順次信号として作り、その3成分から線形結合と
して輝度信号を合成する。この輝度信号は、色成分のサ
ンプリング密度に相当する周波数成分までしか持ちえな
いので、前記輝度信号Yより帯域は狭いものとなる。
今、それをYl と表示し、これと前記Yとにより演算
(Y−Yl )を行うことにより高域輝度成分Yh を得
る。この高域輝度成分Yh を前記各色成分の信号にそれ
ぞれ加算し、3成分からなるカラー画像信号を得ること
ができる。このカラー画像信号はその低域成分として各
色の成分を、また、その高域成分として輝度の変化を示
す成分をそれぞれ持ち合わせており、これらは視覚特性
に適合した高密度カラー画像の読取信号を示すものであ
る。
The high frequency components included in the original are
The spatial frequency corresponding to at least the sampling pitch of each color of the low-pass filter and the spatial frequency twice as high are attenuated by the frequency characteristic. As a result, the influence of the folding component generated around the sampling frequency and twice the sampling frequency on the original band becomes very small. The sensor output (sequential signal of three color components) of the original image detected by the sensor in this way is regarded as a signal of a change in brightness with high resolution, and is set as a brightness signal Y. On the other hand, a signal for each color (reading density of 1/3 of the Y signal) is demultiplexed to form a sequential signal, and a luminance signal is synthesized as a linear combination from the three components. This luminance signal can have only a frequency component corresponding to the sampling density of the color component, so that the band is narrower than that of the luminance signal Y.
Now, it is displayed as Yl, and a high-frequency luminance component Yh is obtained by performing an operation (Y-Yl) with this and Y. This high-frequency luminance component Yh can be added to the signals of the respective color components to obtain a color image signal composed of three components. This color image signal has a component of each color as its low-frequency component and a component showing a change in luminance as its high-frequency component, and these represent read signals of a high-density color image that match visual characteristics. It is a thing.

【0014】次に、上述したような一般論を踏まえて、
本実施例の具体例について説明する。まず、図1に示す
ように、光源1の上部には原稿2が載置されており、そ
の光源1から出射された光が原稿2に照射され、これに
より反射された光の光路上には結像レンズとしてのレン
ズアレイ3が設けられている。そのレンズアレイ3を通
過した光の光路上には2枚重ねられた光学的なローパス
フィルタ4,5が設けられており、これらローパスフィ
ルタ4,5の下方には光電変換素子としてのセンサ6が
センサ基板7上に固定された形で設けられている。そし
て、上述したような各部品はキャリッジ8a内に収めら
れており、副走査方向(Y方向)に移動できるようにな
っている。なお、図1(a)において、画素列の長手方
向のX方向が主走査方向とされ、紙面と垂直方向が副走
査方向とされている。
Next, based on the above general theory,
A specific example of this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 1, a document 2 is placed above the light source 1, and the light emitted from the light source 1 is applied to the document 2 and is reflected on the optical path of the light reflected thereby. A lens array 3 as an imaging lens is provided. Two optical low-pass filters 4 and 5 are provided on the optical path of the light passing through the lens array 3, and a sensor 6 as a photoelectric conversion element is provided below the low-pass filters 4 and 5. It is provided in a fixed form on the sensor substrate 7. The above-mentioned components are housed in the carriage 8a so that they can be moved in the sub-scanning direction (Y direction). Note that in FIG. 1A, the X direction in the longitudinal direction of the pixel row is the main scanning direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the sub scanning direction.

【0015】このような構成において、光源1により原
稿2面上に照明されこれにより反射された光は、レンズ
アレイ3、ローパスフィルタ4,5を順次透過してセン
サ6上に結像される。この時、ローパスフィルタ4,5
により光の高域周波数成分は減衰される。センサ6の各
読取画素の配列は、図2に示すように、3つの色成分
R、G、Bの順に配列されている。図3は、画素R、
G、Bの分光透過率特性(分光読取特性)を示すもので
ある。また、図4はローパスフィルタ4の周波数特性を
示し、図5はローパスフィルタ5の周波数特性特性を示
すものである。図3、図4において、fsrはR読取画素
のサンプリング空間周波数を示し、これはG読取画素の
サンプリング空間周波数fsg、B読取画素のサンプリン
グ空間周波数fsbと等しい。fsyは各読取画素を同一と
みなした時のサンプリング空間周波数であり、すなわ
ち、fsy=3fsr(=3fsg=3fsb)である。そし
て、ローパスフィルタ4,5の総合特性は、図6に示す
ようになる。これにより、サンプリング周波数fsr(=
fsg=fsb)及びその2倍、3倍の周波数の周りに発生
する折り返し成分の原帯域に対する影響は非常に小さく
なることが示される。なお、ローパスフィルタ4,5と
しては、例えば、水晶の複屈折を利用して作ることがで
きる。
In such a structure, the light illuminated on the surface of the original 2 by the light source 1 and reflected by the light is sequentially transmitted through the lens array 3 and the low-pass filters 4 and 5 to form an image on the sensor 6. At this time, the low-pass filters 4, 5
Due to this, the high frequency components of the light are attenuated. As shown in FIG. 2, the read pixels of the sensor 6 are arranged in the order of three color components R, G, and B. FIG. 3 shows the pixel R,
9 shows the spectral transmittance characteristics (spectral reading characteristics) of G and B. FIG. 4 shows the frequency characteristic of the low-pass filter 4, and FIG. 5 shows the frequency characteristic of the low-pass filter 5. In FIGS. 3 and 4, fsr represents the sampling spatial frequency of the R reading pixel, which is equal to the sampling spatial frequency fsg of the G reading pixel and the sampling spatial frequency fsb of the B reading pixel. fsy is a sampling spatial frequency when each read pixel is regarded as the same, that is, fsy = 3fsr (= 3fsg = 3fsb). The overall characteristics of the low pass filters 4 and 5 are as shown in FIG. As a result, the sampling frequency fsr (=
It is shown that the influence on the original band of the folding component generated around fsg = fsb) and its double or triple frequency is very small. The low-pass filters 4 and 5 can be made, for example, by utilizing the birefringence of quartz.

【0016】次に、センサ6の出力信号の処理の一例を
図7に基づいて説明する。CCDセンサ8(これは、前
述したセンサ6に相当する)の後段には、サンプルホー
ルド回路9(S/H回路)、A/D変換回路10、シェ
ーディング補正回路11、デマルチプレクサ12が順次
接続されている。前記CCDセンサ8、前記サンプルホ
ールド回路9、前記A/D変換回路10には、クロック
ジェネレータ13が接続されている。前記シェーディン
グ補正回路11には、補正メモリ14が備えられてい
る。また、前記デマルチプレクサ12には、3つの補間
処理回路15,16,17が接続されており、この後段
には演算手段としての加算回路18,19,20がそれ
ぞれ対応して接続されている。また、前記補間処理回路
15,16,17はYl 演算回路21に接続され、この
Yl 演算回路21は減算回路22に接続されている。前
記Yl 演算回路21と前記減算回路22とは、抽出手段
を構成している。さらに、前記減算回路22と前記シェ
ーディング補正回路11との間には、抽出手段としての
色キャリア除去回路23が接続されている。そして、前
記加算回路18,19,20の後段は、出力端子R’,
G’,B’にそれぞれ接続されている。
Next, an example of processing of the output signal of the sensor 6 will be described with reference to FIG. A sample hold circuit 9 (S / H circuit), an A / D conversion circuit 10, a shading correction circuit 11, and a demultiplexer 12 are sequentially connected in a subsequent stage of the CCD sensor 8 (which corresponds to the sensor 6 described above). ing. A clock generator 13 is connected to the CCD sensor 8, the sample hold circuit 9, and the A / D conversion circuit 10. The shading correction circuit 11 is provided with a correction memory 14. Further, three interpolation processing circuits 15, 16 and 17 are connected to the demultiplexer 12, and adder circuits 18, 19 and 20 as arithmetic means are correspondingly connected to the subsequent stages thereof. The interpolation processing circuits 15, 16 and 17 are connected to a Yl operation circuit 21, and the Yl operation circuit 21 is connected to a subtraction circuit 22. The Yl operation circuit 21 and the subtraction circuit 22 constitute extraction means. Further, a color carrier removing circuit 23 as an extracting means is connected between the subtracting circuit 22 and the shading correcting circuit 11. Then, the subsequent stages of the adder circuits 18, 19 and 20 have output terminals R ′,
It is connected to G'and B ', respectively.

【0017】この場合、前記色キャリア除去回路23よ
りなる抽出手段及び前記Yl 演算回路21と前記減算回
路22とよりなる抽出手段とは、それぞれ、前記CCD
センサ8の順次出力より高密度の画像情報を抽出する働
きがある。また、前記加算回路18,19,20からな
る演算手段は、それら抽出手段より抽出された高密度の
画像情報を3種の色成分の高域周波数成分としてもたせ
るように演算を行う働きがある。
In this case, the extraction means composed of the color carrier removal circuit 23 and the extraction means composed of the Yl calculation circuit 21 and the subtraction circuit 22 respectively correspond to the CCD.
It has a function of extracting high-density image information from the sequential output of the sensor 8. Further, the arithmetic means composed of the adder circuits 18, 19 and 20 has a function of performing arithmetic so that the high-density image information extracted by the extraction means is provided as the high frequency components of the three kinds of color components.

【0018】このような構成において、CCDセンサ8
により検出された3つの色成分の順次信号はクロックジ
ェネレータ13により転送出力され、その出力値はサン
プルホールド回路9に導かれることにより転送クロック
成分が取り除かれる。次に、A/D変換回路10により
デジタル信号に変換され、シェーディング補正回路11
に送られる。このシェーディング補正回路11は、照明
系、結像系による明るさのバラツキ、センサの感度のバ
ラツキ等を補正する働きがある。これは、予め記憶され
ているデータを補正メモリ14から呼出し、読取画素毎
に演算することによる。そして、そのシェーディング補
正された出力は、図8(a)に示すように、順次信号に
なっている。これをデマルチプレクサ12にその内部で
1/2画素クロック分遅延させた信号を作り(図8
(e))、さらに、R信号、G信号、B信号に分ける。
これは、それぞれ図8(f)、(g)、(h)のように
なる。R信号、G信号、B信号はそれぞれ補間処理回路
15,16,17に送られ、補間が行われる。これは、
例えば、R信号では、
In such a structure, the CCD sensor 8
The sequential signals of the three color components detected by are transferred and output by the clock generator 13, and the output values thereof are guided to the sample hold circuit 9 so that the transfer clock components are removed. Next, the shading correction circuit 11 converts the digital signal by the A / D conversion circuit 10.
Sent to. The shading correction circuit 11 has a function of correcting variations in brightness due to the illumination system and the imaging system, variations in sensor sensitivity, and the like. This is because data stored in advance is called from the correction memory 14 and calculation is performed for each read pixel. The shading-corrected output is a sequential signal, as shown in FIG. The demultiplexer 12 internally produces a signal delayed by 1/2 pixel clock (see FIG. 8).
(E)), and further divided into R signal, G signal, and B signal.
This becomes like FIG.8 (f), (g), (h), respectively. The R signal, G signal and B signal are sent to the interpolation processing circuits 15, 16 and 17, respectively, and are interpolated. this is,
For example, for the R signal,

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】のように行う。なお、G信号、B信号につ
いても同様にして処理することができる。
The procedure is as follows. The G signal and the B signal can be processed in the same manner.

【0021】そして、補間処理回路15,16,17の
出力は、図8(i)、(j)、(k)に示すようにな
る。これらの信号は単に補間しただけであるから、デー
タレートは3倍となるものの、その1/3までの周波数
成分(すなわち、もとの周波数成分)しか持ちえない。
これらR信号、G信号、B信号をそれぞれ加算回路1
8,19,20に導くと共に、Yl 演算回路21に導
き、Yl=rR+gG+bBの演算を行う。r+g+b
=1であり、例えば、R,G,B各画素の分光読取特性
が前述した図3に示すようになっている時は、r=0.
3、g=0.6、b=0.1位となる。従って、これに
よりYl 演算回路21の出力には、輝度成分の低域部分
Yl を得ることができる(図8(l))。
The outputs of the interpolation processing circuits 15, 16 and 17 are as shown in FIGS. 8 (i), (j) and (k). Since these signals are simply interpolated, the data rate is tripled, but only the frequency component up to 1/3 (that is, the original frequency component) can be held.
These R signal, G signal, and B signal are added to the adder circuit 1 respectively.
It is led to 8, 19 and 20, and is led to the Yl arithmetic circuit 21 to perform the arithmetic operation of Yl = rR + gG + bB. r + g + b
= 1 and, for example, when the spectral reading characteristics of the R, G, and B pixels are as shown in FIG. 3 described above, r = 0.
3, g = 0.6, b = 0.1 place. Therefore, as a result, the low-frequency part Yl of the luminance component can be obtained at the output of the Yl arithmetic circuit 21 (FIG. 8 (l)).

【0022】一方、シェーディング補正回路11の出力
を色キャリア除去回路23に導き、色キャリアの除去を
行う。その色キャリアとは順次信号を全て同一の画素の
出力とみなした時発生する3画素を単位とする周波数成
分であり、これは当然ながら3種の分光分布特性が繰り
返されることから生じるものである。この成分の除去に
は、例えば、3画素を単位とする成分であるから、その
半分の1.5画素遅延させた信号と加算することによれ
ばよい。すなわち、図8(a)の入力に対して1.5画
素遅延させた信号(図8(b))を作り、両者を加算す
る。この時、データのタイミングが合わないので図8
(b)の信号に合わせ、図8(a)の方は隣接2画素の
平均値を用いることにする。このようにして求められる
信号は、図8(c)に示されるようにそのデータの示す
位置は、1.75,2.75,3.75,… のように端数が付く。そこ
で、これらをそれぞれ2,3,4…にそのまま近似させ
るか、その位置の補間データを求めることによって、図
8(d)のように出力する。なお、このタイミングに合
わせるため、デマルチプレクサ12の遅延が行われる。
この図8(d)の信号は、輝度信号として各色のサンプ
リング周波数fsr(=fsg=fsb)の直前までの帯域を
有する。
On the other hand, the output of the shading correction circuit 11 is guided to the color carrier removing circuit 23 to remove the color carrier. The color carrier is a frequency component with three pixels as a unit, which is generated when all the signals are sequentially regarded as outputs of the same pixel, which naturally results from repetition of three types of spectral distribution characteristics. .. To remove this component, for example, since it is a component in units of 3 pixels, it may be added by a signal delayed by 1.5 pixels, which is half the component. That is, a signal (FIG. 8 (b)) delayed by 1.5 pixels from the input of FIG. 8 (a) is created, and both are added. At this time, the data timing does not match, so
In accordance with the signal of FIG. 8B, the average value of two adjacent pixels is used in FIG. 8A. In the signal thus obtained, as shown in FIG. 8 (c), the positions indicated by the data have fractions such as 1.75, 2.75, 3.75, .... Therefore, these are approximated to 2, 3, 4, ... As they are, or interpolated data at that position are obtained, and output as shown in FIG. 8D. The demultiplexer 12 is delayed to match this timing.
The signal of FIG. 8D has a band up to immediately before the sampling frequency fsr (= fsg = fsb) of each color as a luminance signal.

【0023】そして、前述したYl 演算回路21の出力
を減算回路22の負側入力に導くと共に、色キャリア除
去回路23の出力を減算回路22の正側入力に導き、Y
−Yl の演算を行い、これによりYh 信号(図8
(m))をその出力として得る。そのYh 信号を加算回
路18,19,20に導き、それぞれ補間処理回路1
5,16,17の出力と加算する。この結果は図8
(o)、(p)、(q)のようになり、それぞれ出力端
子R’,G’,B’に導かれる。これら3つの色成分
は、その低域部分に各色の成分をまたその高域部分に輝
度の成分をもち画像として合成された場合に高解像画像
を得ることができる。
Then, the output of the Yl operation circuit 21 described above is led to the negative side input of the subtraction circuit 22, and the output of the color carrier removal circuit 23 is led to the positive side input of the subtraction circuit 22, and Y
-Yl is calculated and the Yh signal (Fig.
(M)) as its output. The Yh signal is led to the adder circuits 18, 19 and 20, and the interpolation processing circuit 1
It is added to the outputs of 5, 16 and 17. This result is shown in Figure 8.
As shown in (o), (p), and (q), they are led to the output terminals R ′, G ′, and B ′, respectively. A high-resolution image can be obtained when these three color components have the respective color components in the low-frequency part and the luminance component in the high-frequency part and are combined as an image.

【0024】次に、上述したような処理を図9に示す各
信号の周波数帯域に基づいて説明する。図9(a)は色
キャリア除去回路23の出力の帯域を示しており、各色
のサンプリング周波数fsr、fsg、fsb の直前までの周
波数帯域を持っている。図9(c)、(d)、(e)は
それぞれ補間処理回路15,16,17の出力の帯域で
あり、サンプリング周波数の1/2までの有効な各色成
分を持っている。図9(e)は、Yl 演算回路21の出
力であり、同様の帯域になる。図9(f)は減算回路2
2の出力であり、輝度の高域成分が分離されている。図
9(g)、(h)、(i)はそれぞれ加算回路18,1
9,20の出力である。従って、このようなことから、
各色成分の帯域の約2倍の高密度情報が得られることに
なる。
Next, the above-mentioned processing will be described based on the frequency band of each signal shown in FIG. FIG. 9A shows the band of the output of the color carrier removing circuit 23, which has a frequency band up to immediately before the sampling frequencies fsr, fsg, and fsb of each color. 9C, 9D, and 9E are output bands of the interpolation processing circuits 15, 16 and 17, respectively, and have effective color components up to 1/2 of the sampling frequency. FIG. 9E shows the output of the Yl operation circuit 21, which has the same band. FIG. 9F shows the subtraction circuit 2
2 and the high-frequency component of luminance is separated. 9 (g), 9 (h) and 9 (i) are addition circuits 18 and 1, respectively.
These are the outputs of 9 and 20. Therefore, from such a thing,
High-density information about twice the band of each color component can be obtained.

【0025】ここで、図1に示したセンサ6の読取画素
の配列は、図2に示したような配列の他に、図10、図
11、図12に示すような配列としてもよい。すなわ
ち、図10の読取画素の配列は、各画素の形状を横1、
縦1.5の割合にしたものであり、これは主走査方向X
の解像特性に合わせて副走査方向Yの画素の長さを設定
したものである。また、図11に示す読取画素の配列
は、各画素の形状を斜めに傾けており、これにより成分
ごとのサンプリングの開口が飛び飛びになることを和ら
げ、折り返し歪がなお小さくなるようにしたものであ
る。さらに、図12に示す読取画素の配列では、図1
0、図11の配列の特徴部分を合わせ持つように形成し
たものである。
Here, the read pixel array of the sensor 6 shown in FIG. 1 may be the array shown in FIGS. 10, 11 and 12 in addition to the array shown in FIG. That is, the read pixel array in FIG.
The vertical ratio is 1.5, which is the main scanning direction X.
The length of the pixel in the sub-scanning direction Y is set according to the resolution characteristics of. In the arrangement of the read pixels shown in FIG. 11, the shape of each pixel is inclined, so that the sampling aperture for each component is prevented from being scattered and the aliasing distortion is further reduced. is there. Furthermore, in the read pixel array shown in FIG.
No. 0 and FIG. 11 are formed so as to have the characteristic portions of the arrangement together.

【0026】[0026]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、原稿面上を走査
しこれにより反射された光を結像レンズにより集光して
光電変換素子に入射させることにより、前記原稿の反射
率に応じた電気信号を画像信号として検出しこれにより
画像情報を得る画像読取装置において、異なる分光分布
をもつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電変換素
子を設け、この光電変換素子の前面に光学的なローパス
フィルタを設け、このローパスフィルタの主走査方向の
ヌル周波数を前記光電変換素子の画素ピッチの少なくと
も1/3及び2/3に設定したので、読取画素によるサ
ンプリングの折り返し歪を効果的に抑圧し高品位な画像
読取りを行うことが可能となるものである。
According to the first aspect of the present invention, the surface of the original is scanned, and the light reflected by the original is condensed by the image forming lens and is incident on the photoelectric conversion element. In an image reading apparatus that detects an electric signal as an image signal and obtains image information by this, a photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and an optical signal is provided in front of the photoelectric conversion element. Since a typical low-pass filter is provided and the null frequency in the main scanning direction of this low-pass filter is set to at least 1/3 and 2/3 of the pixel pitch of the photoelectric conversion element, the aliasing distortion of sampling by the read pixel is effectively performed. It is possible to suppress and read a high-quality image.

【0027】請求項2記載の発明は、原稿面上を走査し
これにより反射された光を結像レンズにより集光して光
電変換素子に入射させることにより、前記原稿の反射率
に応じた電気信号を画像信号として検出しこれにより画
像情報を得る画像読取装置において、異なる分光分布を
もつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電変換素子
を設け、この光電変換素子の順次出力より高密度の画像
情報を抽出する抽出手段を設けたので、高解像な画像読
取りが可能となるものである。
According to a second aspect of the present invention, the surface of the original is scanned, and the light reflected by the original is condensed by an imaging lens and made incident on a photoelectric conversion element, so that the electric power corresponding to the reflectance of the original is obtained. In an image reading device that detects a signal as an image signal and obtains image information by this, a photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and a higher density than the sequential output of this photoelectric conversion element is provided. Since the extraction means for extracting the image information is provided, it is possible to read the image with high resolution.

【0028】請求項3記載の発明は、原稿面上を走査し
これにより反射された光を結像レンズにより集光して光
電変換素子に入射させることにより、前記原稿の反射率
に応じた電気信号を画像信号として検出しこれにより画
像情報を得る画像読取装置において、異なる分光分布を
もつ3種の読取画素を順次一列に配列した光電変換素子
を設け、この光電変換素子の順次出力より高密度の画像
情報の高域成分を抽出する抽出手段を設け、この抽出手
段より抽出された高密度の画像情報を3種の色成分の高
域周波数成分としてもたせるように演算を行う演算手段
を設けたので、高密度の画像読取り信号を3種の色信号
の組として出力することができるものである。
According to the third aspect of the present invention, the surface of the original is scanned, and the light reflected by the original is condensed by the imaging lens and is incident on the photoelectric conversion element, so that the electric power corresponding to the reflectance of the original is changed. In an image reading device that detects a signal as an image signal and obtains image information by this, a photoelectric conversion element in which three types of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and a higher density than the sequential output of this photoelectric conversion element is provided. The extracting means is provided for extracting the high frequency component of the image information of, and the calculating means is provided for performing the operation so that the high density image information extracted by the extracting means is also provided as the high frequency components of the three kinds of color components. Therefore, a high-density image read signal can be output as a set of three kinds of color signals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すものであり、(a)は
画像読取装置の正面図、(b)はその側面図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which (a) is a front view of an image reading apparatus and (b) is a side view thereof.

【図2】センサの読取画素の配列の様子を示す状態図で
ある。
FIG. 2 is a state diagram showing an arrangement of read pixels of a sensor.

【図3】各読取画素の分光読取特性を示す特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a spectral reading characteristic of each reading pixel.

【図4】ローパスフィルタの周波数特性を示す特性図で
ある。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of a low-pass filter.

【図5】他のローパスフィルタの周波数特性を示す特性
図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of another low-pass filter.

【図6】図4及び図5の2つのローパスフィルタの総合
特性を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an overall characteristic of the two low-pass filters of FIGS. 4 and 5.

【図7】センサの出力信号の信号処理回路の様子を示す
回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a state of a signal processing circuit for an output signal of a sensor.

【図8】信号処理回路の各回路での出力状態を示す状態
図である。
FIG. 8 is a state diagram showing an output state in each circuit of the signal processing circuit.

【図9】信号処理回路の各回路での各信号の周波数帯域
の様子を示す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a state of a frequency band of each signal in each circuit of the signal processing circuit.

【図10】センサの読取画素の配列の変形例を示す状態
図である。
FIG. 10 is a state diagram showing a modified example of an array of read pixels of the sensor.

【図11】センサの読取画素の配列の他の変形例を示す
状態図である。
FIG. 11 is a state diagram showing another modification of the arrangement of the read pixels of the sensor.

【図12】図10及び図11のセンサの読取画素の配列
の特徴を合わせもつ配列の変形例を示す状態図である。
12 is a state diagram showing a modified example of an array having the characteristics of the array of read pixels of the sensor of FIGS. 10 and 11. FIG.

【符号の説明】 2 原稿 3 結像レンズ 4,5 ローパスフィルタ 6 光電変換素子 21,22,23 抽出手段 18,19,20 演算手段[Explanation of reference numerals] 2 original 3 imaging lens 4,5 low-pass filter 6 photoelectric conversion elements 21, 22, 23 extraction means 18, 19, 20 calculation means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原稿面上を走査しこれにより反射された
光を結像レンズにより集光して光電変換素子に入射させ
ることにより、前記原稿の反射率に応じた電気信号を画
像信号として検出しこれにより画像情報を得る画像読取
装置において、異なる分光分布をもつ3種の読取画素を
順次一列に配列した光電変換素子を設け、この光電変換
素子の前面に光学的なローパスフィルタを設け、このロ
ーパスフィルタの主走査方向のヌル周波数を少なくとも
前記光電変換素子の画素ピッチの1/3及び2/3に設
定したことを特徴とする画像読取装置。
1. An electric signal according to the reflectance of the original is detected as an image signal by scanning the surface of the original and condensing the light reflected by the original with an imaging lens to enter the photoelectric conversion element. In an image reading apparatus for obtaining image information by this, a photoelectric conversion element in which three types of reading pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and an optical low-pass filter is provided in front of the photoelectric conversion element. An image reading apparatus characterized in that a null frequency of a low-pass filter in a main scanning direction is set to at least 1/3 and 2/3 of a pixel pitch of the photoelectric conversion element.
【請求項2】 原稿面上を走査しこれにより反射された
光を結像レンズにより集光して光電変換素子に入射させ
ることにより、前記原稿の反射率に応じた電気信号を画
像信号として検出しこれにより画像情報を得る画像読取
装置において、異なる分光分布をもつ3種の読取画素を
順次一列に配列した光電変換素子を設け、この光電変換
素子の順次出力より高密度の画像情報を抽出する抽出手
段を設けたことを特徴とする画像読取装置。
2. An electric signal according to the reflectance of the original is detected as an image signal by scanning the surface of the original and condensing the light reflected by the original with an imaging lens to enter the photoelectric conversion element. Then, in the image reading apparatus for obtaining the image information by this, a photoelectric conversion element in which three kinds of read pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and high-density image information is extracted from the sequential output of the photoelectric conversion element. An image reading apparatus comprising extraction means.
【請求項3】 原稿面上を走査しこれにより反射された
光を結像レンズにより集光して光電変換素子に入射させ
ることにより、前記原稿の反射率に応じた電気信号を画
像信号として検出しこれにより画像情報を得る画像読取
装置において、異なる分光分布をもつ3種の読取画素を
順次一列に配列した光電変換素子を設け、この光電変換
素子の順次出力より高密度の画像情報の高域成分を抽出
する抽出手段を設け、この抽出手段より抽出された高密
度の画像情報を3種の色成分の高域周波数成分としても
たせるように演算を行う演算手段を設けたことを特徴と
する画像読取装置。
3. An electric signal corresponding to the reflectance of the original is detected as an image signal by scanning the surface of the original and condensing the light reflected by the original with an imaging lens to enter the photoelectric conversion element. Therefore, in the image reading apparatus for obtaining the image information by this, a photoelectric conversion element in which three kinds of reading pixels having different spectral distributions are sequentially arranged in a line is provided, and the high range of the image information having a higher density than the sequential output of the photoelectric conversion element is provided. An image characterized by being provided with an extraction means for extracting a component, and provided with an operation means for performing operation so that the high-density image information extracted by this extraction means is also provided as high-frequency components of three types of color components. Reader.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008171107A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Face condition determining device and imaging device
JP2008171108A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Face condition determining device and imaging device

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JP2008171107A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Face condition determining device and imaging device
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