JPH0618808A - Color image reader - Google Patents

Color image reader

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JPH0618808A
JPH0618808A JP4195956A JP19595692A JPH0618808A JP H0618808 A JPH0618808 A JP H0618808A JP 4195956 A JP4195956 A JP 4195956A JP 19595692 A JP19595692 A JP 19595692A JP H0618808 A JPH0618808 A JP H0618808A
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JP
Japan
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light
color
polarization
color image
ccd
Prior art date
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Application number
JP4195956A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Koide
小出  純
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To provide a color image reader for reading the color image with high accuracy by plural color light beams by using a color separating means properly set. CONSTITUTION:When a color image illuminated by a light beam from an illuminating means 2 forms the image on a light receiving means 14 arranging plural line sensors RS, BS, GS on the same substrate through a color separating means so as to be read, the color separating means is composed in combination with a wavelength selecting element causing a light beam in the prescribed wavelength range to pass, a polarization element emitting a light beam in a prescribed polarization state and a birefringent element 13 having a different optical action to the light beam in a different polarization state so that the incident light beam is separated into plural color light beams.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はカラー画像読取装置に関
し、特に原稿面上のカラー画像に基づく光束を複数の色
光に色分解して、各色光に基づくカラー画像を複数のラ
インセンサーを有した受光手段で読取るようにした例え
ばカラースキャナや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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image reading apparatus, and in particular, it has a plurality of line sensors for color images based on the respective color lights by separating a light flux based on the color image on the original surface into a plurality of color lights. The present invention relates to a color image reading device which is suitable for a color scanner, a color facsimile, etc., which is read by a light receiving means.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より原稿面上のカラー画像情報を光
学系を介してラインセンサー(CCD)面上に結像させ
て、このときの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装置が種々と提
案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, color image information on a document surface is imaged on a line sensor (CCD) surface via an optical system, and the output signal from the line sensor at this time is used to generate color image information. Various digital reading devices have been proposed.

【0003】例えば図22は従来のカラー画像読取装置
の光学系の要部概略図である。同図では原稿面211上
のカラー画像からの光束を結像レンズ219で集光し後
述するラインセンサー面上に結像させる際、該光束を3
Pプリズム220を介して例えば赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)の3色に色分解した後、各々のライ
ンサンサー221,222,223面上に導光してい
る。そして各ラインセンサー221,222,223面
上に結像したカラー画像を各々副走査方向にライン走査
し各色光毎に読取りを行っている。
For example, FIG. 22 is a schematic view of a main part of an optical system of a conventional color image reading apparatus. In the figure, when the light flux from the color image on the document surface 211 is condensed by the imaging lens 219 and is focused on the line sensor surface described later, the light flux is converted into 3
After being color-separated into three colors of red (R), green (G), and blue (B) through the P prism 220, the light is guided to the surfaces of the respective line sensors 221, 222, and 223. The color images formed on the surfaces of the line sensors 221, 222, and 223 are line-scanned in the sub-scanning direction and read for each color light.

【0004】図23は従来のカラー画像読取装置の光学
系の要部概略図である。同図では原稿面211上のカラ
ー画像からの光束を結像レンズ229で集光し後述する
ラインセンサー面上に結像させる際、該光束を2色性を
有する波長選択透過膜が付加された2つの色分解用のビ
ームスプリッター230,231を介して3色に対応す
る3つの光束に分離している。
FIG. 23 is a schematic view of a main part of an optical system of a conventional color image reading apparatus. In the figure, when a light flux from a color image on the original surface 211 is condensed by the imaging lens 229 and imaged on a line sensor surface described later, the wavelength selective transmission film having dichroism is added to the light flux. The light beams are separated into three light beams corresponding to three colors via two color separation beam splitters 230 and 231.

【0005】そして該3つの色光に基づくカラー画像を
3つのラインセンサーを同一基板面上に設けた所謂モノ
リシック3ラインセンサー232面上に各々結像させて
いる。これによりカラー画像を副走査方向にライン走査
し各色光毎に読取りを行なっている。
Color images based on the three color lights are respectively formed on the surface of a so-called monolithic three-line sensor 232 in which three line sensors are provided on the same substrate surface. As a result, a color image is line-scanned in the sub-scanning direction and read for each color light.

【0006】この他1次元ブレーズド回折格子より成る
色分解手段と3つのラインセンサーを同一基板面上に設
けた受光手段とを利用することにより原稿面上のカラー
画像を読取るようにしたカラー画像読取装置が例えば特
開平3−179868号公報や特開平3−181269
号公報等で提案されている。
In addition to this, a color image reading means for reading a color image on the original surface by utilizing a color separating means composed of a one-dimensional blazed diffraction grating and a light receiving means provided with three line sensors on the same substrate surface The apparatus is, for example, JP-A-3-179868 or JP-A-3-181269.
It is proposed in Japanese Patent Publication.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図22に示すカラー画
像読取装置では3つの独立のラインセンサーを必要と
し、又高精度化が要求され、しかも製作上困難な3Pプ
リズムを必要とする為、装置全体が複雑化し、又高価と
なってくる。更に結像光束と各ラインセンサーとの合致
調整を各々独立に3回行なう必要があり、組立調整が面
倒となる等の問題点があった。
The color image reading apparatus shown in FIG. 22 requires three independent line sensors, requires high precision, and requires a 3P prism which is difficult to manufacture. The whole becomes complicated and expensive. Furthermore, it is necessary to perform matching adjustment between the image forming light flux and each line sensor independently three times, which causes a problem that assembly adjustment becomes troublesome.

【0008】又、図23に示すカラー画像読取装置はビ
ームスプリッター230,231の
The color image reading apparatus shown in FIG. 23 includes beam splitters 230 and 231.

【0009】[0009]

【外1】 今、製作上好ましいラインセンサーの各ライン間の距離
を0.1〜0.2mm程度とするとビームスプリッター
230,231の板厚xは35〜70μm程度となる。
[Outer 1] Now, assuming that the distance between the lines of the line sensor which is preferable in manufacturing is about 0.1 to 0.2 mm, the plate thickness x of the beam splitters 230 and 231 is about 35 to 70 μm.

【0010】一般にこのような薄い厚さで光学的に平面
性を良好に維持したビームスプリッターを構成すること
は大変難しく、このような厚さのビームスプリッターを
用いるとラインセンサー面上に結像させるカラー画像の
光学性能が低下してくるという問題点があった。
Generally, it is very difficult to construct a beam splitter having such a thin thickness and maintaining a good optical flatness. When a beam splitter having such a thickness is used, an image is formed on a line sensor surface. There is a problem that the optical performance of a color image is deteriorated.

【0011】回折格子を用いたカラー画像読取装置は回
折格子への軸上及び軸外光束で入射角度が異なってきて
回折作用が異なり画角により色度変化を起こし、又3つ
のラインセンサーを3つの色光によるカラー画像に対応
して高精度に配置しなければならないといった問題点が
あった。
In a color image reading apparatus using a diffraction grating, the incident angle differs depending on whether the light beam is on-axis or off-axis to the diffraction grating, the diffraction action is different, and the chromaticity changes depending on the angle of view. There has been a problem in that it is necessary to arrange the images with high accuracy corresponding to a color image formed by three colored lights.

【0012】本発明は結像光学系を通過するカラー画像
に基づく光束を所定の波長域の光束を通過させる波長選
択素子と所定の偏光状態の光束を射出させる偏光素子そ
して偏光状態により異なった光学作用を有する複屈折素
子等を適切に組み合わせた色分解手段を用いて複数の色
光に色分解して、各々対応するラインセンサー面上に導
光することによりカラー画像を高精度に読取ることので
きるカラー画像読取装置の提供を目的とする。
The present invention is directed to a wavelength selection element for passing a light beam based on a color image which passes through an image forming optical system and a light beam in a predetermined wavelength range, a polarizing element for emitting a light beam in a predetermined polarization state, and different optics depending on the polarization state. A color image can be read with high accuracy by performing color separation into a plurality of color lights using a color separation means that is an appropriate combination of birefringent elements having an action, and guiding the light onto the corresponding line sensor surfaces. An object is to provide a color image reading device.

【0013】[0013]

【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、 (1−イ)カラー物体またはカラー画像原稿等の被投影
物体を黒体輻射による光で照明し、前記被投影物体から
の散乱光を光投影手段によりCCD等の固体撮像素子に
投影結像し該被投影物体の画像を電気信号に変換し画像
データ化するカラー画像読取装置において、該固体撮像
素子に入射する光波を波長と偏光方向と位置の各状態の
組み合わせでN個(N≧2)に分解することを特徴とし
ている。
A color image reading apparatus according to the present invention comprises: (1-a) illuminating a projected object such as a color object or a color image original with light from a black body, and irradiating the projected object from the projected object. In a color image reading apparatus for projecting an image of scattered light onto a solid-state image pickup device such as a CCD by a light projection means to convert an image of the projected object into an electric signal and converting it into image data, a light wave incident on the solid-state image pickup device is converted into a wavelength. It is characterized in that it is decomposed into N (N ≧ 2) by combining each state of polarization direction and position.

【0014】(1−イ−1)分解されたN個の光波に対
応した状態またはN個の光波の各状態に含まれる状態の
みを通過させて固体撮像素子のN個以下の領域に導く手
段を有すること。
(1-a-1) Means for guiding only the states corresponding to the decomposed N light waves or the states contained in each of the N light waves to lead to N or less regions of the solid-state image pickup device To have.

【0015】(1−イ−2)偏光方向と位置の分解手段
は異方性結晶中の光波伝播で常光線と異常光線によって
分解すること。
(1-a-2) The means for resolving the polarization direction and position is to decompose the ordinary ray and the extraordinary ray by light wave propagation in the anisotropic crystal.

【0016】(1−イ−3)波長と偏光方向の分解手段
は偏光ビームスプリッタの透過成分によってS偏光,P
偏光で個別色分解すること。
(1-a-3) The wavelength and polarization direction decomposing means is S-polarized light, P-polarized light depending on the transmission component of the polarization beam splitter.
Separate each color with polarized light.

【0017】(1−イ−4)偏光ビームスプリッタは平
行平板タイプであり、入射光束に対して傾けることによ
り光束の位置を変位させること。
(1-a-4) The polarization beam splitter is a parallel plate type, and the position of the light beam is displaced by tilting it with respect to the incident light beam.

【0018】(1−イ−5)分解されたN個の光波に対
応した状態またはN個の光波の各状態に含まれる状態の
選別は偏光透過フィルターと波長選択フィルターの組み
合わせによって行なうこと。
(1-a-5) The state corresponding to the decomposed N light waves or the state included in each state of the N light waves is selected by a combination of a polarization transmission filter and a wavelength selection filter.

【0019】(1−イ−6)固体撮像素子は2ライン以
上の複数の並列光電変換素子アレイが配列されたもので
あること等を特徴としている。
(1-a-6) The solid-state image pickup device is characterized in that a plurality of parallel photoelectric conversion device arrays each having two or more lines are arranged.

【0020】(1−ロ)カラー物体またはカラー画像原
稿等の被投影物体を黒体輻射による光で照明し、前記カ
ラー物体またはカラー画像原稿からの散乱光を光投影手
段によりCCD等の固体撮像素子に投影結像し該被投影
物体の画像を電気信号に変換し画像データ化するカラー
画像読取装置において、該固体撮像素子は直線状のCC
Dが3ラインまたはそれ以上配列されており各直線状の
CCDはそのライン内に複数の光電変換領域(以後ビッ
トと呼ぶ)を配列させたものであり、光投影手段は光束
規制の絞りの位置において光束領域を2つに分割し、一
方の領域は固体撮像素子であるCCDビット配列方向
(以後副走査方向と呼ぶ)に平行または直角(光軸に対
しても直角)方向へ偏光波を通過させる偏光透過フィル
ターと、青色の波長領域を通過させる波長選択フィルタ
ーを設け、他方の領域においては黄色の波長領域を通過
させる波長選択フィルターを設け、必要に応じて2つの
領域を通過する波面伝搬距離(空気換算の光路長)を同
等になるように平行平板ガラスを配置し、前記カラー物
体または画像原稿と前記光投影手段の光路中または前記
光投影手段と前記固体撮像素子の光路中において前記黄
色の波長選択フィルターを通過する光束の光路中に固体
撮像素子であるCCDのライン配列方向(以後主走査方
向と呼ぶ)と光軸方向に対して傾けた平行平板タイプの
偏光ビームスプリッタを配し、この偏光ビームスプリッ
タはP偏光に対してはほぼ100%透過で、S偏光に対
しては赤色の波長領域を透過させ(この場合、青色の波
長領域を透過させるものであってもかまわなく、ただし
このときには入射する光の波長領域は黄色でなくてはな
らない)るものであり、かつ平行平板タイプの偏光ビー
ムスプリッタによる副走査方向の光束の位置シフト量は
固体撮像素子であるCCDラインの間隔の2つ分に相当
しており、前記青色の波長選択フィルターを通過する光
束の光路中には前記平行平板タイプの偏光ビームスプリ
ッタの波面伝搬距離(空気換算の光路長)と同等になる
ような平行平板ガラスが配置され、また前記カラー物体
またはカラー画像原稿と前記光投影手段の光路中または
光投影手段と前記固体撮像素子の光路中に異方性結晶の
平行平板が所定の厚さで配され、その異方性結晶の光軸
は前記光投影手段の光軸に対して副走査方向に傾いてお
り、傾け角は45度前後であり、かつ異方性結晶の切り
出し面は前記光投影手段の光軸に対してほぼ垂直であ
り、この異方性結晶を通過する光束の常光束(常光線)
と異常光束(異常光線)の分離間隔が前記固体撮像素子
であるCCDの特定ライン間隔に相当し、常光束と異常
光束の偏光方向が互いに垂直に分離され、その一方が前
記固体撮像素子であるCCDのライン方向と一致するよ
うに構成され、固体撮像素子であるCCDから見て入射
光束側においてカラー物体またはカラー画像原稿の読み
取りラインから散乱された光において前記構成で分離さ
れた光束がCCDの各ラインに入射する通過空間上にC
CDのライン方向に垂直と平行な偏光波が通過できる偏
光透過フィルターを交互に配置され、固体撮像素子であ
るCCDの表面には各ラインにおいて赤、緑、青または
青、緑、赤の順序で波長選択コーティングフィルターが
配され、前記構成で分離された複数の光束において固体
撮像素子であるCCD表面のコーティングフィルターと
CCDの入射光束に対してCCDより入射側に設けられ
た偏光透過フィルターの組合せが各複数の光束の偏光状
態と波長領域の組合わせと1対1対応することを特徴と
している。
(1-b) A color object or a projected object such as a color image original document is illuminated with light by black body radiation, and scattered light from the color object or color image original document is solid-state imaged by a light projecting means such as a CCD. In a color image reading device for projecting an image on a device and converting an image of the projected object into an electric signal to convert it into image data, the solid-state image sensor is a linear CC.
D is arranged in three lines or more, and each linear CCD has a plurality of photoelectric conversion regions (hereinafter referred to as bits) arranged in the line, and the light projecting means is the position of the light flux regulating diaphragm. , The light flux area is divided into two, and one area passes the polarized wave in the direction parallel to or perpendicular to the CCD bit array direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction), which is the solid-state image sensor (right angle to the optical axis). A polarized light transmission filter and a wavelength selection filter that passes the blue wavelength region are provided, and a wavelength selection filter that passes the yellow wavelength region is provided in the other region, and a wavefront propagation distance that passes two regions as necessary. The parallel flat plate glass is arranged so that the (optical path length in terms of air) is equal, and the color object or the image original is in the optical path of the light projecting means or the light projecting means and the solid state. In the optical path of the image pickup device, a parallel plate type tilted with respect to the line array direction (hereinafter referred to as the main scanning direction) of the CCD, which is a solid-state image pickup device, and the optical axis direction in the optical path of the light flux passing through the yellow wavelength selection filter. The polarizing beam splitter is arranged so that the polarizing beam splitter transmits almost 100% of P polarized light and transmits the red wavelength region of S polarized light (in this case, transmits the blue wavelength region). However, the wavelength range of the incident light must be yellow at this time), and the position shift amount of the light flux in the sub-scanning direction by the parallel plate type polarization beam splitter is the solid-state imaging It corresponds to two intervals of the CCD line which is an element, and is of the parallel plate type in the optical path of the light flux passing through the blue wavelength selection filter. A parallel flat plate glass is arranged so as to have a wavefront propagation distance (optical path length equivalent to air) of the light beam splitter, and the color object or color image original and the light projection means and the solid state are in the light path of the light projection means. An anisotropic crystal parallel plate is arranged in the optical path of the image pickup device with a predetermined thickness, and the optical axis of the anisotropic crystal is tilted in the sub-scanning direction with respect to the optical axis of the light projecting means. The angle is about 45 degrees, the cut surface of the anisotropic crystal is almost perpendicular to the optical axis of the light projection means, and the ordinary light flux (ordinary light ray) of the light flux passing through this anisotropic crystal.
And the extraordinary light beam (extraordinary light beam) are separated from each other by a specific line interval of the CCD which is the solid-state image sensor, and the polarization directions of the ordinary light beam and the extraordinary light beam are vertically separated from each other, one of which is the solid-state image sensor. The light beam, which is configured so as to match the line direction of the CCD and is scattered by the above-described configuration in the light beam scattered from the reading line of the color object or the color image original on the incident light beam side when viewed from the CCD which is the solid-state image sensor, C on the passage space incident on each line
Polarization transmission filters capable of passing polarized waves parallel to the CD line direction are alternately arranged. On the surface of the CCD, which is a solid-state image sensor, red, green, blue or blue, green, red are arranged in this order in each line. A combination of a coating filter on the surface of the CCD, which is a solid-state image sensor, and a polarization transmission filter provided on the incident side of the CCD with respect to the incident light flux of the CCD, in which a plurality of light fluxes separated by the above-mentioned configuration are arranged with the wavelength selection coating filter. It is characterized in that there is a one-to-one correspondence with the combination of the polarization state of each of the plurality of light beams and the wavelength region.

【0021】(1−ロ−1)固体撮像素子であるCCD
は4ラインで構成され、光投影手段の絞りの位置に設け
られた偏光透過フィルターを配さず、CCD表面のコー
ティングフィルターは各ラインにおいて加法混色におけ
る赤の正感度の分光スペクトル成分、緑の分光スペクト
ル成分、赤の負感度の分光スペクトル成分の正透過、青
の分光スペクトル成分の順序またはその反対順序または
赤の負感度の分光スペクトル成分の正透過と青のスペク
トル成分の順序を交換した順序で配され、CCDに入射
する各分離された光束は1つの隣り合うラインの間隔以
上、3つの隣り合うライン間隔未満で光束規制をするス
リット部材等の画像読み取り規制手段を配したこと。
(1-B-1) CCD which is a solid-state image pickup device
Is composed of 4 lines, a polarization transmission filter provided at the position of the diaphragm of the light projecting means is not arranged, and the coating filter on the CCD surface has a spectral component of red positive sensitivity in additive color mixing in each line and a spectral component of green. Spectral components, positive transmission of red spectral components of negative sensitivity, order of blue spectral spectral components or vice versa, or in order of exchanging forward transmission of spectral components of red negative spectral components of blue and spectral components of blue The image reading regulation means such as a slit member that regulates the luminous flux of the separated luminous fluxes incident on the CCD is equal to or more than the interval between one adjacent line and less than the interval between three adjacent lines.

【0022】(1−ロ−2)前記4ラインのCCD等の
固体撮像素子からの画像情報信号において加法混色の原
理に従って赤の負感度の分光スペクトル成分の正透過信
号は他の色信号に対して減算を行なうこと。
(1-b-2) In the image information signal from the solid-state image pickup device such as the CCD of four lines, the positive transmission signal of the spectral spectrum component of red negative sensitivity is compared with other color signals in accordance with the principle of additive color mixing. To subtract.

【0023】(1−ロ−3)光投影手段の絞り位置にお
いての光束領域分割の割合はCCD等の固体撮像素子か
らの画像情報信号が、被読取物体または原稿が白色であ
る時の青と赤(赤の正感度の分光スペクトル成分)のラ
イン信号出力がほぼ同強度となるように設定すること。
(1-b-3) The ratio of the luminous flux area division at the diaphragm position of the light projection means is such that the image information signal from the solid-state image pickup device such as CCD is blue when the object to be read or the original is white. The line signal output for red (red spectral component of positive sensitivity) should be set to have almost the same intensity.

【0024】(1−ロ−4)光投影手段の絞り位置に配
された青色波長領域透過の波長選択フィルターの分光透
過率分布と固体撮像素子であるCCDの表面の赤ライン
のコーティングフィルターの分光透過率分布において共
通の透過波長領域がほぼ存在しないこと等を特徴として
いる。
(1-b-4) Spectral transmittance distribution of the wavelength selection filter for transmitting in the blue wavelength region arranged at the stop position of the light projecting means and spectrum of the coating filter of the red line on the surface of the CCD which is the solid-state image sensor It is characterized in that there is almost no common transmission wavelength region in the transmittance distribution.

【0025】(1−ハ)照明手段からの光束で証明した
カラー画像に基づく光束を結像光学系に入射させ、該結
像光学系の瞳面よりも射出側に設けた色分解手段を介し
て複数の色光に分解し、各色光に基づくカラー画像を複
数のラインセンサーを同一基板面上に配置した受光手段
面上に結像させ、該受光手段で各色光に基づくカラー画
像を読取る際、該色分解手段は該結像光学系の瞳面を近
傍に設けた波長選択素子により該瞳面を複数の領域に分
割し、該分割した各瞳領域への入射光束に対して各々異
なった波長域の光束を通過させ、該分割した各瞳領域か
らの所定の色光を有する光束を偏光素子により所定の偏
光面を有する偏光光束として射出させ、該偏光光束から
の光束を複屈折素子により互いに直交する偏光状態の2
つの光束のうち一方を他方に対して射出位置を変位させ
て射出させ、該複屈折素子の異なった位置から射出した
複数の光束を偏光フィルターと色フィルターを介して複
数の色光に色分解して、該複数のラインセンサーに導光
していることを特徴としている。
(1-c) A light beam based on a color image proved by the light beam from the illuminating means is made incident on the imaging optical system, and is passed through a color separation means provided on the exit side of the pupil plane of the imaging optical system. When the color image based on each color light is read on the surface of the light receiving means having a plurality of line sensors arranged on the same substrate surface, and the color image based on each color light is read by the light receiving means, The color separation means divides the pupil plane into a plurality of regions by a wavelength selection element provided in the vicinity of the pupil plane of the image forming optical system, and has different wavelengths for the light fluxes incident on the respective divided pupil regions. Light beam having a predetermined color light from each divided pupil region is emitted as a polarized light beam having a predetermined polarization plane by the polarizing element, and the light beam from the polarized light beam is orthogonal to each other by the birefringent element. 2 of the polarization state
One of the two light beams is emitted by displacing the emission position with respect to the other, and a plurality of light beams emitted from different positions of the birefringent element are color-separated into a plurality of color lights through a polarization filter and a color filter. The light is guided to the plurality of line sensors.

【0026】(1−ニ)照明手段からの光束で照明した
カラー画像を結像光学系により、入射光束を複数の色光
に色分解して射出させる色分解手段を介して複数のライ
ンセンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に結
像させ、該受光手段により該カラー画像を読取る際、該
色分解手段は所定の波長域の光束を通過させる波長選択
素子と、所定の偏光状態の光束を射出させる偏光素子、
そして異なった偏光状態の光束に対して異なった光学作
用を有する複屈折素子とを組み合わせて入射光束を複数
の色光に色分解していることを特徴としている。
(1-d) A plurality of line sensors are made to be the same through color separation means for color-separating the color image illuminated by the light flux from the illumination means into a plurality of color lights by the imaging optical system and emitting the color light. When the color image is read by the light receiving means by forming an image on the surface of the light receiving means arranged on the surface of the substrate, the color separation means has a wavelength selection element for passing a light beam in a predetermined wavelength range and a predetermined polarization state. A polarizing element that emits a light beam,
It is characterized in that an incident light beam is color-separated into a plurality of color lights by combining light beams having different polarization states with birefringent elements having different optical effects.

【0027】[0027]

【実施例】図1は本発明の実施例1の要部概略図、図2
は図1の一部分の説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of the essential portions of a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a part of FIG. 1.

【0028】図中1aは原稿面であり、その面上にはカ
ラー画像1が形成されている。2は照明手段であり、例
えば図3に示す分光特性の光束(黒体輻射)を放射して
おり、カラー画像1を照明している。
In the figure, reference numeral 1a denotes a document surface on which a color image 1 is formed. Reference numeral 2 denotes an illuminating means, which radiates a luminous flux (black body radiation) having the spectral characteristic shown in FIG. 3, for example, and illuminates the color image 1.

【0029】3は赤外カットフィルターであり、図4に
示す分光特性を有している。4は結像光学系であり、カ
ラー画像1を後述する各要素を介して所定の3つの色光
に色分解して3つのラインセンサー(RS,GS,B
S)を同一基板面上に形成した受光手段14面上に結像
している。
Reference numeral 3 denotes an infrared cut filter, which has the spectral characteristics shown in FIG. Reference numeral 4 denotes an image forming optical system, which color-separates the color image 1 into predetermined three color lights through respective elements described later, and three line sensors (RS, GS, B).
S) is imaged on the surface of the light receiving means 14 formed on the same substrate surface.

【0030】3つのラインセンサー(RS,GS,B
S)は図2に示すように紙面を垂直方向(主走査方向)
に平行に配列している。9は遮光部材であり、結像光学
系の4の瞳面近傍に配置しており、瞳面を図13に示す
ように2つの領域9a,9bに分割している。
Three line sensors (RS, GS, B
S) is a vertical direction (main scanning direction) on the paper surface as shown in FIG.
Are arranged in parallel with. Reference numeral 9 denotes a light shielding member, which is arranged in the vicinity of the pupil plane of the imaging optical system 4, and divides the pupil plane into two regions 9a and 9b as shown in FIG.

【0031】瞳面の一方の領域9aには青色透過フィル
ター5とその後方に偏光フィルター6を設け、他方の領
域9bには黄色透過フィルター7とその後方に透明な平
行平面板8を設けている。青色透過フィルター5と黄色
透過フィルター7は波長選択素子を構成している。青色
透過フィルター5は図5に示す分光特性を有している。
A blue transmission filter 5 and a polarization filter 6 are provided in one area 9a of the pupil plane, and a yellow transmission filter 7 and a transparent plane-parallel plate 8 are provided behind it in the other area 9b. . The blue transmission filter 5 and the yellow transmission filter 7 constitute a wavelength selection element. The blue transmission filter 5 has the spectral characteristics shown in FIG.

【0032】図11は偏光フィルター6を通過する光束
の分光特性の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the spectral characteristics of the light flux passing through the polarization filter 6.

【0033】図11の曲線XAはラインセンサーの並び
方向(Z方向,主走査方向)に偏光面を有する偏光Sの
分光透過率、曲線XBは偏光Sと直交する方向(Y方
向,副走査方向)に偏光面を有する偏光Pの分光透過率
である。
A curve XA in FIG. 11 is the spectral transmittance of the polarized light S having a polarization plane in the line sensor arrangement direction (Z direction, main scanning direction), and a curve XB is a direction orthogonal to the polarized light S (Y direction, sub-scanning direction). ) Is the spectral transmittance of the polarized light P having a polarization plane.

【0034】黄色透過フィルター7は図6に示す分光特
性を有している。平行平面板8は青色透過フィルター5
側の領域9aを通過した光束と光路長をそろえる為の光
路長補正フィルターとしての作用を有している。
The yellow transmission filter 7 has the spectral characteristics shown in FIG. The plane parallel plate 8 is the blue transmission filter 5
It acts as an optical path length correction filter for aligning the optical path length with the light flux that has passed through the side region 9a.

【0035】10は平行平面型の偏光ビームスプリッタ
ーであり、図7に示す分光特性を有している。図7にお
いて曲線YSは主走査方向に偏光面を有する偏光S(S
偏光)に対する分光透過率、曲線YPは副走査方向に偏
光面を有する偏光P(P偏光)に対する分光透過率であ
る。図に示すようにP偏光は全て透過させ、S偏光は黄
色光のみを透過している。
Reference numeral 10 denotes a parallel plane type polarization beam splitter having the spectral characteristics shown in FIG. In FIG. 7, a curve YS indicates a polarized light S (S which has a polarization plane in the main scanning direction).
The spectral transmittance for polarized light) and the curve YP are the spectral transmittance for polarized light P (P polarized light) having a plane of polarization in the sub-scanning direction. As shown in the figure, all P-polarized light is transmitted, and S-polarized light is transmitted only yellow light.

【0036】11は誘電体膜であり、偏光ビームスプリ
ッター10に接合している。偏光フィルター6と偏光ビ
ームスプリッター10は偏光素子を構成している。12
は透明な平行平面板であり、偏光ビームスプリッター1
0側の領域9bを通過する光束と光路長をそろえる光路
長補正フィルターとしての作用を有している。
Reference numeral 11 denotes a dielectric film, which is joined to the polarization beam splitter 10. The polarization filter 6 and the polarization beam splitter 10 form a polarization element. 12
Is a transparent plane-parallel plate, and a polarizing beam splitter 1
It acts as an optical path length correction filter that aligns the optical path length with the light flux passing through the 0-side region 9b.

【0037】13は複屈折板(複屈折素子)であり、図
12に示すように結晶光軸は副走査方向に45度傾いて
いる。複屈折板13は偏光方向が主走査方向と同じ常光
線OLはそのまま通過し、偏光方向が副走査方向と同じ
異常光線ELは紙面内(副走査方向)に所定量シフトさ
せて射出している。即ち異なった偏光状態の光束に対し
て異なった光学作用を有している。
Reference numeral 13 is a birefringent plate (birefringent element), and the crystal optical axis is inclined by 45 degrees in the sub-scanning direction as shown in FIG. The ordinary ray OL whose polarization direction is the same as the main scanning direction passes through the birefringence plate 13 as it is, and the extraordinary ray EL whose polarization direction is the same as the sub-scanning direction is emitted after being shifted by a predetermined amount in the plane of the paper (sub-scanning direction). . That is, they have different optical effects with respect to light beams having different polarization states.

【0038】15は透明な平行平面板であり、その面上
には偏光フィルター16,17,18を設けている。偏
光フィルター16,17,18は順に偏光面が主走査方
向、副走査方向、主走査方向の偏光に対しては透過率が
例えば図11の曲線XAとなるように設定している。
Reference numeral 15 is a transparent plane-parallel plate, and polarization filters 16, 17 and 18 are provided on the surface thereof. The polarization filters 16, 17, and 18 are set such that the transmittances thereof are, for example, the curve XA in FIG. 11 for the polarized light in the main scanning direction, the sub-scanning direction, and the main scanning direction.

【0039】又、偏光面がそれらと直交する偏光に対し
ては透過率が例えば図11の曲線XBとなるようにして
いる。14は受光手段であり透明な平行平面板22と3
つのラインセンサーRS,GS,BSそして色フィルタ
ー19,20,21を有している。
Further, the transmittance is set to, for example, the curve XB in FIG. 11 for the polarized light whose polarization plane is orthogonal to them. Reference numeral 14 denotes a light receiving means, which are transparent plane parallel plates 22 and
It has two line sensors RS, GS, BS and color filters 19, 20, 21.

【0040】透明な平行平面板22の一部に3つのライ
ンセンサーRS,GS,BSが設けられており、かつ各
ラインセンサー面上には波長選択フィルターとしての赤
フィルター19,緑色フィルター20,青フィルター2
1がコーティングして設けている。
Three line sensors RS, GS, BS are provided on a part of the transparent plane-parallel plate 22, and a red filter 19, a green filter 20, and a blue as wavelength selection filters are provided on the surface of each line sensor. Filter 2
1 is provided by coating.

【0041】赤フィルター19の分光特性を図8に、緑
フィルター20の分光特性を図9に、青フィルター21
の分光特性を図10に示す。
FIG. 8 shows the spectral characteristics of the red filter 19, FIG. 9 shows the spectral characteristics of the green filter 20, and the blue filter 21.
The spectral characteristics of the are shown in FIG.

【0042】図14は図2の偏光フィルター(16,1
7,18)と色フィルター(19,20,21)を結像
光学系4側から見たときの概略図である。前述した各要
素(5,6,7,10,13,16,17,18,1
9,20,21)は色分解手段の一要素を構成してい
る。
FIG. 14 shows the polarization filter (16, 1) of FIG.
7 and 18) and a color filter (19, 20, 21) are schematic views when viewed from the imaging optical system 4 side. Each element (5, 6, 7, 10, 13, 16, 17, 18, 1) described above
9, 20, 21) constitute one element of the color separation means.

【0043】本実施例ではカラー画像1からの光束のう
ち赤外カットフィルター3で赤外光をカットし、可視光
(白色光、図4参照)のみを通過させて結像光学系4に
入射している。結像光学系4に入射した白色光のうち領
域9aの青色透過フィルター5と偏光ビームスプリッタ
ー6を通過する光束は青色の紙面に垂直方向(主走査方
向)に振動する青色偏光BLSとなっている。
In the present embodiment, the infrared light of the light flux from the color image 1 is cut by the infrared cut filter 3, only visible light (white light, see FIG. 4) passes through and enters the image forming optical system 4. is doing. Of the white light that has entered the imaging optical system 4, the light flux that passes through the blue transmission filter 5 and the polarization beam splitter 6 in the area 9a is blue polarized BLS that oscillates in the direction perpendicular to the blue paper surface (main scanning direction). .

【0044】そして該青色偏光BLSは平行平面板12
を通過し、複屈折板13を常光線として通過し、主走査
方向の偏光のみを通過させる偏光フィルター18と青フ
ィルター21を介して青色用のラインセンサーBSに入
射している。該青色用のラインセンサーBSによりカラ
ー画像1のうち青色の画像情報を読取っている。
The blue polarized BLS is formed by the plane parallel plate 12
Through the birefringent plate 13 as an ordinary ray, and enters the blue line sensor BS via the polarizing filter 18 and the blue filter 21 that pass only the polarized light in the main scanning direction. The blue image information of the color image 1 is read by the blue line sensor BS.

【0045】一方、結像光学系4に入射した白色光のう
ち黄色透過フィルター9と平行平面板8を通過した光束
(緑色光と赤色光,図6参照)は偏光していない、即ち
かたよりのない光束として射出し、偏光ビームスプリッ
ター10と誘電体膜11に入射している。
On the other hand, of the white light incident on the imaging optical system 4, the light flux (green light and red light, see FIG. 6) that has passed through the yellow transmission filter 9 and the plane-parallel plate 8 is not polarized, that is, Exits as a light beam having no light and enters the polarization beam splitter 10 and the dielectric film 11.

【0046】偏光ビームスプリッター10と誘電体膜1
1に入射した光束は主走査方向に偏光面を有する赤色偏
光RLSと副走査方向に偏光面を有する黄色偏光YLP
とに分割射出して複屈折板13に入射させている。
Polarizing beam splitter 10 and dielectric film 1
The light flux entering 1 is a red polarization RLS having a polarization plane in the main scanning direction and a yellow polarization YLP having a polarization plane in the sub-scanning direction.
The light is split and emitted into the birefringent plate 13.

【0047】偏光ビームスプリッター10は図1に示す
ように副走査方向に傾けてある為に射出光束が位置変化
を起こす。このときの位置変化量が2つのラインセンサ
ーGS,RSの間隔に一致するように設定している。
Since the polarization beam splitter 10 is tilted in the sub-scanning direction as shown in FIG. 1, the position of the emitted light beam changes. The position change amount at this time is set to match the interval between the two line sensors GS and RS.

【0048】赤色偏光RLSは複屈折板13を常光線と
してそのまま通過し、主走査方向の偏光のみを通過させ
る偏光フィルター16と赤フィルター19を介して赤色
用のラインセンサーRSに入射している。該赤色用のラ
インセンサーRSによりカラー画像1のうちの赤色の画
像情報を読取っている。
The red polarized light RLS passes through the birefringent plate 13 as an ordinary ray as it is, and is incident on the red line sensor RS via a polarizing filter 16 and a red filter 19 which pass only polarized light in the main scanning direction. The red line sensor RS reads the red image information of the color image 1.

【0049】黄色偏向YLPは複屈折板13を異常光線
として射出位置が副走査方向に一定量シフトして射出
し、副走査方向の偏光のみを通過させる偏光フィルター
17と緑フィルター20を介して、緑色偏光GLPとし
て緑色用のラインセンサーGSに入射している。
The yellow-deflection YLP is emitted from the birefringent plate 13 as an extraordinary ray with its emission position being shifted by a certain amount in the sub-scanning direction and emitted, and passing through only the polarized light in the sub-scanning direction and the green filter 20, It is incident on the green line sensor GS as green polarized light GLP.

【0050】尚、このとき黄色偏光YLPの複屈折板1
3による副走査方向のシフト量は図12に示すように赤
色用のラインセンサーRSと緑色用のラインセンサーG
Sとの間隔となるように複屈折板13の厚さを設定して
いる。緑色用のラインセンサーGSによりカラー画像1
のうちの緑色の画像情報を読取っている。
At this time, the birefringent plate 1 for the yellow polarized YLP
The shift amount in the sub-scanning direction by 3 is the line sensor RS for red and the line sensor G for green as shown in FIG.
The thickness of the birefringent plate 13 is set so as to be spaced from S. Color image 1 by line sensor GS for green
The image information of the green color is read.

【0051】本実施例において赤色用のラインセンサー
RSに入射する赤色偏光RLSは偏光面が主走査方向
に、黄色偏光YLPは偏光面が副走査方向に、緑色用の
ラインセンサーGSに入射する緑色偏光GLPは偏光面
が副走査方向に、青色用のラインセンサーBSに入射す
る青色偏光BLSは偏光面が主走査方向に向いている。
In this embodiment, the red polarized light RLS incident on the red line sensor RS has its polarization plane in the main scanning direction, and the yellow polarized light YLP has its polarization plane in the sub-scanning direction, and the green light is incident on the green line sensor GS. The polarization plane of the polarized light GLP is in the sub-scanning direction, and the polarization plane of the blue polarized light BLS entering the blue line sensor BS is in the main scanning direction.

【0052】本実施例では以上のような構成により原稿
面1a上のカラー画像1を3つの色光に色分解して、各
々ラインセンサー(RS,GS,BS)により読取って
いる。
In this embodiment, the color image 1 on the original surface 1a is color-separated into three color lights by the above-described structure, and the color images are read by the line sensors (RS, GS, BS).

【0053】図15は本実施例における3つのラインセ
ンサー(RS,GS,BS)からの出力信号における相
対分光特性(R,G,B)である。
FIG. 15 shows the relative spectral characteristics (R, G, B) of the output signals from the three line sensors (RS, GS, BS) in this embodiment.

【0054】尚、本実施例において赤色偏光RLSは緑
色用のラインセンサーGSには偏光フィルター17で遮
光され、青色光のラインセンサーBSには青フィルター
21により遮光され、いずれにも入射しない。青色偏光
BLSは緑色用のラインセンサーGSには偏光フィルタ
ー17で遮光され、赤色用のラインセンサーRSには赤
フィルタ19で遮光され、いずれにも入射しない。緑色
偏光GLPは赤色用のラインセンサーRSと青色用のラ
インセンサーBSには各々偏光フィルター16,18で
遮光され、いずれにも入射しない。
In this embodiment, the red polarized light RLS is blocked by the green line sensor GS by the polarizing filter 17, and the blue light line sensor BS is blocked by the blue filter 21 and does not enter either. The blue polarized light BLS is shielded by the polarizing filter 17 for the green line sensor GS, and is shielded by the red filter 19 for the red line sensor RS, and does not enter either. The green polarized light GLP is shielded by the red line sensor RS and the blue line sensor BS by the polarization filters 16 and 18, respectively, and does not enter either.

【0055】このように本実施例では1つのラインセン
サーには1つの色光のみが入射するようにしてノイズ光
となる他の色光が入射しないようにしてカラー画像の読
取り精度を高めている。
As described above, in this embodiment, only one color light is made incident on one line sensor, and the other color light which becomes noise light is not made incident so that the reading accuracy of the color image is improved.

【0056】又、3つのラインセンサー(RS,GS,
BS)からの出力信号のS/N比が均一となるように結
像光学系4の瞳面を図13(領域5)に示すように青色
成分が他の色成分に比べて多くなるように分割してい
る。
Further, three line sensors (RS, GS,
(BS) so that the S / N ratio of the output signal is uniform and the pupil plane of the imaging optical system 4 is made to have a larger blue component than other color components as shown in FIG. 13 (region 5). It is divided.

【0057】以上のように本実施例のカラー画像読取装
置では、光投影手段のレンズの絞り領域を2分割し、一
方に青色波長選択フィルターと、偏光透過フィルターを
設け、他方に黄色波長選択フィルターと光路長補正用平
行平板ガラスを設け、2領域分割された光束に対して青
色の光束においては光路長補正用平行平板を設け黄色の
光束においては平行平板タイプの偏光ビームスプリッタ
ーを副走査方向に傾け、S偏光成分に対しては赤色波長
領域透過しP偏光成分に対してはそのまま黄色で透過す
るものを設け、平行平板による光束の位置シフト量は固
体撮像素子であるモノリシック3ラインCCD間隔2つ
分に相当させ、全光束の光路中に、異方性結晶の平行平
板を設けその結晶光軸は副走査方向に傾けてあり結晶中
光伝搬の常光束、異常光束の分離間隔がCCDの特定ラ
イン間隔に相当させ、CCDの各ラインに入射する光束
に対してCCDのライン方向に垂直と平行な偏光波が通
過できる偏光透過フィルターを交互に配置しCCDの表
面には各ラインにおいて、R,G,BまたはB,G,R
の順序で波長選択コーティングフィルターを配置する。
As described above, in the color image reading apparatus of this embodiment, the aperture area of the lens of the light projecting means is divided into two, the blue wavelength selection filter and the polarization transmission filter are provided on one side, and the yellow wavelength selection filter is provided on the other side. And a parallel plate glass for optical path length correction, a parallel plate for optical path length correction is provided for a blue light beam with respect to a light beam divided into two regions, and a parallel plate type polarization beam splitter is provided in the sub-scanning direction for a yellow light beam. A tilted, S-polarized component is transmitted in the red wavelength region and a P-polarized component is transmitted in yellow as it is. The position shift amount of the light flux by the parallel plate is a monolithic 3-line CCD interval 2 which is a solid-state image sensor. The parallel optical plate of an anisotropic crystal is provided in the optical path of the entire light flux, and the crystal optical axis is inclined in the sub-scanning direction, and the ordinary light flux of light propagation in the crystal, The separation interval of the ordinary light flux is made to correspond to a specific line interval of the CCD, and polarization transmission filters capable of passing a polarized wave parallel to the line direction of the CCD with respect to the light flux incident on each line of the CCD are alternately arranged. R, G, B or B, G, R in each line on the surface
The wavelength selective coating filters are arranged in this order.

【0058】これによって被読取物体の同一位置のカラ
ー情報を各R,G,BのCCDライン固体撮像素子で検
知することが可能であるため被読取物体と固体撮像素子
または画像読取装置の相対運動による色分解画像データ
の整合性に悪影響を受けず、かつ色分散を用いないため
結像解像度も高く、カラー読取色度が安定しており、ま
たCCDの近傍に配された偏光選択フィルターと波長選
択フィルターによって必要情報を選択するためCCDの
各ラインに投影する光束を制限する必要がなく、スリッ
ト板等の光束規制手段の配置精度やこれを保持する部材
の経時変化や応力変化に対しての条件は非常に緩和さ
れ、また縮小投影系にできるため装置コストも非常に安
くできる。このように簡単で配置精度もゆるい装置で高
精度、高解像、高色再現性な高品質カラー画像を読み取
ることができるようにしている。
As a result, the color information of the same position of the object to be read can be detected by the CCD line solid-state image pickup device of each R, G, B, so that the relative movement of the object to be read and the solid-state image pickup device or the image reading device. Does not adversely affect the consistency of the color separation image data and does not use chromatic dispersion, so the imaging resolution is high, the color reading chromaticity is stable, and the polarization selection filter and wavelength disposed near the CCD Since it is not necessary to limit the luminous flux projected on each line of the CCD in order to select necessary information by the selection filter, it is possible to prevent the positional accuracy of the luminous flux restricting means such as the slit plate and the temporal change and stress change of the member holding it. The conditions are very relaxed, and the apparatus cost can be very low because a reduced projection system can be used. As described above, it is possible to read a high-quality color image with high accuracy, high resolution, and high color reproducibility using a device that is simple and has a low placement accuracy.

【0059】図21は本発明のカラー画像読取装置をカ
ラー複写機に適用したときの要部概略図である。図中、
図1と図2で示した要素と同一要素には同符番を付して
いる。
FIG. 21 is a schematic view of a main part when the color image reading apparatus of the present invention is applied to a color copying machine. In the figure,
The same elements as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals.

【0060】本実施例では照明手段2で照明した原稿台
ガラス50に載置したカラー画像1に基づく光束をミラ
ー51,52,53と赤外カットフィルター3を介して
結像光学系4に入射している。そして結像光学系4によ
り前述した各要素より成る色分解手段を用いて3つの色
光に色分解して、各色光に基づくカラー画像を受光手段
14の各ラインセンサー面上に結像している。
In this embodiment, the light flux based on the color image 1 placed on the original table glass 50 illuminated by the illumination means 2 is incident on the imaging optical system 4 via the mirrors 51, 52 and 53 and the infrared cut filter 3. is doing. Then, the image forming optical system 4 separates the light into three color lights by using the color separation means including the above-described elements, and forms a color image based on each color light on each line sensor surface of the light receiving means 14. .

【0061】そして照明手段2とミラー51,52,5
3とを矢印の如く原稿台ガラス50に沿って移動させて
カラー画像1面上を光走査して、これによりカラー画像
1全面を読取っている。そして受光手段14からの画像
信号を画像処理装置54で処理し、記憶装置55又は出
力装置56に各々デジタル出力している。
The illumination means 2 and the mirrors 51, 52, 5
3 and 3 are moved along the platen glass 50 as indicated by arrows to optically scan the surface of the color image 1 to read the entire surface of the color image 1. The image signal from the light receiving means 14 is processed by the image processing device 54 and digitally output to the storage device 55 or the output device 56.

【0062】図16は本発明の実施例2の要部概略図、
図17は図16の一部分の説明図である。本実施例の基
本構成は図1の実施例1と略同じである為、実施例1と
異なる点を中心に説明する。
FIG. 16 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram of a part of FIG. Since the basic configuration of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the points different from the first embodiment will be mainly described.

【0063】照明手段102で照明したカラー画像10
1からの光束はスリット部材130のスリット開口13
0aを通過して赤外カットフィルター103で赤外光が
除去されて、結像光学系104に入射している。スリッ
ト部材130は3つのラインセンサー(RS,GS,B
S)に投影光束がまたがらないように不要な光束を規制
している。
Color image 10 illuminated by the illumination means 102
The light flux from No. 1 is the slit opening 13 of the slit member 130.
After passing through 0a, infrared light is removed by the infrared cut filter 103 and is incident on the imaging optical system 104. The slit member 130 has three line sensors (RS, GS, B
Unwanted luminous flux is regulated so that the projected luminous flux does not straddle S).

【0064】結像光学系104に入射した光束は赤の負
の波長領域を含む青色波長選択フィルター105で波長
選択を行い(本実施例では実施例1のように偏光フィル
ターは用いていない)、かたよりのない青色光BLとし
て平行平面版112を通過して複屈折板113に入射し
ている。
The light beam incident on the image forming optical system 104 is wavelength-selected by the blue wavelength selection filter 105 including the red negative wavelength region (in this embodiment, no polarization filter is used as in the first embodiment), The blue light BL having no bias passes through the plane-parallel plate 112 and is incident on the birefringent plate 113.

【0065】複屈折板113を通過する青色光BLは偏
光方向によって常光線と異常光線とに分離し、赤の負の
波長領域を包含する青色光(以下「特別青色」という)
でその偏光方向が主走査方向の特別青色偏光BBLSと
偏光方向が副走査方向の特別青色偏光BBLPとに分か
れる。赤色偏光RLSは偏光方向が主走査方向、黄色偏
光YLPは偏光方向が副走査方向となっている。これは
図1の実施例1と同じである。
The blue light BL passing through the birefringent plate 113 is separated into an ordinary ray and an extraordinary ray depending on the polarization direction, and a blue light including a red negative wavelength region (hereinafter referred to as "extra blue").
Then, the polarization direction is divided into the special blue polarization BBLS having the main scanning direction and the special blue polarization BBLP having the polarization direction having the sub-scanning direction. The polarization direction of the red polarized light RLS is the main scanning direction, and the polarization direction of the yellow polarized light YLP is the sub scanning direction. This is the same as the first embodiment in FIG.

【0066】平行平面板115の面上には偏光面が主走
査方向の偏光Sを通過させる偏光フィルター116,1
18と偏光面が副走査方向の偏光Pを通過させる偏光フ
ィルター117,119が設けられている。
On the plane of the plane-parallel plate 115, polarization filters 116, 1 whose polarization plane passes the polarized light S in the main scanning direction.
18 and polarization filters 117 and 119 that pass the polarized light P whose polarization plane is in the sub-scanning direction.

【0067】平行平面板125の一部には特別青色偏光
BBLP用のラインセンサーBBPと特別青色偏光BB
LS用のラインセンサーBBSと緑色偏光GLP用のラ
インセンサーGSそして赤色偏光BLS用のラインセン
サーRSが設けられている。
A line sensor BBP for special blue polarized light BBLP and a special blue polarized light BB are provided on a part of the plane-parallel plate 125.
A line sensor BBS for LS, a line sensor GS for green polarization GLP, and a line sensor RS for red polarization BLS are provided.

【0068】そしてラインセンサーBBP面上には波長
選択フィルターとしての青フィルター124が、ライン
センサーBBS面上には図18に示す分光特性を有した
赤色の負成分の正波長透過用の色フィルター123が、
ラインセンサーGS面上には緑フィルター121が、そ
してラインセンサーRS面上には赤フィルター120が
各々コーティングにより設けている。
A blue filter 124 as a wavelength selection filter is provided on the surface of the line sensor BBP, and a color filter 123 for transmitting a positive wavelength of a red negative component having the spectral characteristic shown in FIG. 18 is provided on the surface of the line sensor BBS. But,
A green filter 121 is provided on the surface of the line sensor GS, and a red filter 120 is provided on the surface of the line sensor RS by coating.

【0069】図19は偏光フィルター(116〜11
9)と色フィルター(120,121,123,12
4)そして各光束(RLS,YLP,BBLS,BBL
P)を結像光学系104側から見たときの概略図であ
る。
FIG. 19 shows polarization filters (116 to 11).
9) and color filters (120, 121, 123, 12)
4) And each luminous flux (RLS, YLP, BBLS, BBL
FIG. 4 is a schematic view of P) when viewed from the imaging optical system 104 side.

【0070】図20は本実施例における4つのラインセ
ンサー(BBP,BBS,GS,RS)からの出力信号
における相対分光特性(R,G,B,BB)。
FIG. 20 shows the relative spectral characteristics (R, G, B, BB) of the output signals from the four line sensors (BBP, BBS, GS, RS) in this embodiment.

【0071】本実施例では以上のような構成により加法
混色法を利用してカラー画像101を各色光に色分解し
て色判定を行って各ラインセンサーで読取ることによ
り、色再現性の良い高精度のカラー画像の読取りを行っ
ている。
In the present embodiment, with the above-described structure, the color image 101 is color-separated into color lights by using the additive color mixture method, color determination is performed, and each color is read by each line sensor. We are reading accurate color images.

【0072】このように本実施例では物体101からの
散乱光を投影レンズ104の絞り位置を通過させる時に
赤の負の波長領域を包含する青色波長選択フィルター1
05で波長選択を行ない(この時偏光透過フィルターは
用いない)複屈折結晶を通過する光束Fは偏光方向によ
って常光束と異常光束を分離し、赤の負の波長領域を包
含する青色(以後特別青色と呼ぶ)の偏光方向が主走査
方向の光束BBLSと、特別青色の偏光方向が副走査方
向の光束BBLPとに分かれる。
As described above, in this embodiment, when the scattered light from the object 101 passes through the diaphragm position of the projection lens 104, the blue wavelength selection filter 1 including the red negative wavelength region 1
The wavelength F is selected in 05 (the polarization transmission filter is not used at this time), and the light beam F passing through the birefringent crystal separates the ordinary light beam and the extraordinary light beam according to the polarization direction, and the blue light (hereinafter special A light beam BBLS whose polarization direction is called blue) is in the main scanning direction and a light beam BBLP whose special blue polarization direction is in the sub-scanning direction.

【0073】ここで、光束RLSは赤色の正の波長領域
で偏光方向が主走査方向、光束YLPは黄色で偏光方向
が副走査方向、光束BBLSは特別青色で偏光方向が主
走査方向、光束BBLPは特別青色で偏光方向が副走査
方向のものとなり、CCDユニット114は偏光方向が
主走査方向透過の偏光透過フィルター116と偏光方向
が副走査方向透過の偏光透過フィルター117と偏光透
過フィルター116を同じ特性の偏光透過フィルター1
18と偏光透過フィルター117と同じ特性の偏光透過
フィルター119と光電変換面上にコーティングされた
赤色波長透過フィルター120と、緑色波長透過フィル
ター121と、図18の分光透過率を有する赤色の負成
分の正波長透過フィルター123と、青色波長透過フィ
ルター124が配されており(フィルター123とフィ
ルター124は特性が交換されたものであってもかまわ
ない)この組合せによって光波特性を選択して読み込ん
でいる。
Here, the light beam RLS has a polarization direction in the main scanning direction in the red positive wavelength region, the light beam YLP has a yellow color in the sub-scanning direction, the light beam BBLS has a special blue color in the main scanning direction, and the light beam BBLP. Is a special blue color and the polarization direction is the sub-scanning direction. In the CCD unit 114, the polarization transmission filter 116 that transmits the main scanning direction and the polarization transmission filter 117 and the polarization transmission filter 116 that transmits the sub-scanning direction are the same. Characteristic polarized light transmission filter 1
18 and a polarized light transmission filter 119 having the same characteristics as the polarized light transmission filter 117, a red wavelength transmission filter 120 coated on the photoelectric conversion surface, a green wavelength transmission filter 121, and a red negative component having the spectral transmittance of FIG. A positive wavelength transmission filter 123 and a blue wavelength transmission filter 124 are arranged (the characteristics of the filters 123 and 124 may be exchanged), and the light wave characteristic is selected and read by this combination.

【0074】ただし、緑色のCCDラインに入射する光
束と、青色または赤色の負成分のCCDラインに入射す
る光束は偏光方向が同一方向で波長領域で重なりが生じ
るため、図19に示すように図16のスリット遮光部材
130によって光束を規制し、CCD3ライン以上に投
影光束がまたがらないようにする必要がある。ちなみに
CCDの出力相対比は図20に示すものである。
However, since the light beams incident on the green CCD line and the light beams incident on the blue or red negative component CCD line have the same polarization directions and overlap with each other in the wavelength region, as shown in FIG. It is necessary to regulate the luminous flux by means of 16 slit light shielding members 130 so that the projected luminous flux does not extend beyond the CCD 3 lines. Incidentally, the output relative ratio of the CCD is shown in FIG.

【0075】このようにカラー分解した情報信号にもと
づいて色判定することで読取色空間は従来のものに対し
て大きな範囲で検知できるようにしている。
As described above, the read color space can be detected in a larger range than that of the conventional one by performing color determination based on the information signal color-separated.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明によれば以上のように結像光学系
を通過するカラー画像に基づく光束を所定の波長域の光
束を通過させる波長選択素子と所定の偏光状態の光束を
射出させる偏光素子そして偏光状態により異なった光学
作用を有する複屈折素子等を適切に組み合わせた色分解
手段を用いて複数の色光に色分解して、各々対応するラ
インセンサー面上に導光することによりカラー画像を高
精度に読取ることのできるカラー画像読取り装置を達成
することができる。
According to the present invention, as described above, a wavelength selecting element for passing a light beam based on a color image which passes through the imaging optical system and a light beam in a predetermined wavelength range and a polarized light for emitting a light beam in a predetermined polarization state. Color image by color-separating into a plurality of color lights using color separation means that is an appropriate combination of elements and birefringent elements that have different optical effects depending on the polarization state, and guiding each to the corresponding line sensor surface. It is possible to achieve a color image reading device capable of reading the image with high accuracy.

【0077】特にCCD等の固体撮像素子に入射する光
波を波長と偏光方向と位置の各状態の組み合わせでN個
に分解し、分解された光波に対応した状態を通過させて
固体撮像素子のN個の領域に導くことで、物体と撮像素
子または読取り装置の相対運動に依存しないカラー画像
読取りができ、かつ解像度も高く色度精度も良く装置構
成の物理的精度に対しても厳しくなく高品質なカラー画
像の読取りが可能なカラー画像読取装置を達成してい
る。
Particularly, the light wave incident on the solid-state image sensor such as CCD is decomposed into N pieces by the combination of each state of wavelength, polarization direction and position, and the state corresponding to the decomposed light wave is passed through to obtain N of the solid-state image sensor. By guiding to individual areas, color images can be read without depending on the relative movement of the object and the image sensor or the reading device, and the resolution is high, the chromaticity accuracy is good, and the physical accuracy of the device configuration is not severe and high quality. A color image reading device capable of reading various color images is achieved.

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

【図1】 本発明の実施例1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の一部分の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a part of FIG.

【図3】 図1の照明手段からの光束の分光特性の説明
FIG. 3 is an explanatory diagram of spectral characteristics of a light beam from the illumination unit of FIG.

【図4】 図1の赤外カットフィルターの分光特性の説
明図
4 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the infrared cut filter of FIG.

【図5】 図1の青色透過フィルターの分光特性の説明
5 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the blue transmission filter of FIG.

【図6】 図1の黄色透過フィルターの分光特性の説明
FIG. 6 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the yellow transmission filter of FIG.

【図7】 図1の偏光ビームスプリッターの分光特性の
説明図
7 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the polarization beam splitter in FIG.

【図8】 図1の赤フィルターの分光特性の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the red filter of FIG.

【図9】 図1の緑フィルターの分光特性の説明図9 is an explanatory diagram of the spectral characteristics of the green filter of FIG.

【図10】 図1の青フィルターの分光特性の説明図FIG. 10 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the blue filter of FIG.

【図11】 図1の偏光フィルターの分光特性の説明図11 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the polarization filter of FIG.

【図12】 図1の複屈折板の説明図12 is an explanatory view of the birefringent plate of FIG.

【図13】 図1の結像光学系の瞳近傍の説明図13 is an explanatory diagram of the vicinity of the pupil of the imaging optical system in FIG.

【図14】 図1の一部分の説明図FIG. 14 is an explanatory diagram of a part of FIG.

【図15】 実施例1の3ラインCCDの各ライン出力
相対図
FIG. 15 is a relative diagram of each line output of the 3-line CCD of the first embodiment.

【図16】 本発明の実施例2の要部概略図FIG. 16 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the present invention.

【図17】 図16の一部分の説明図FIG. 17 is an explanatory diagram of a part of FIG.

【図18】 図16の色フィルターの分光特性の説明図18 is an explanatory diagram of spectral characteristics of the color filter of FIG.

【図19】 図16の一部分の説明図FIG. 19 is an explanatory diagram of a part of FIG.

【図20】 実施例2の4ラインCCDの各ライン出力
相対図
FIG. 20 is a relative diagram of each line output of the 4-line CCD of the second embodiment.

【図21】 本発明をカラー複写機(カラースキャナ
ー)に適用したときの一実施例の概略図
FIG. 21 is a schematic view of an embodiment when the present invention is applied to a color copying machine (color scanner).

【図22】 従来のカラー画像読取装置の要部概略図FIG. 22 is a schematic view of a main part of a conventional color image reading device.

【図23】 従来のカラー画像読取装置の要部概略図FIG. 23 is a schematic view of a main part of a conventional color image reading device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カラー画像 2 照明手段 3 赤外カットフィルター 4 結像光学系 5 青色透過フィルター 6,16,17,18 偏光フィルター 7 黄色透過フィルター 8,12 平行平面板 9 遮光部材 10 偏光ビームスプリッター 11 誘電体膜 13 複屈折板 14 受光手段 19 赤フィルター 20 緑フィルター 21 青フィルター BS 青ラインセンサー GS 緑ラインセンサー RS 赤ラインセンサー 1 Color image 2 Illumination means 3 Infrared cut filter 4 Imaging optical system 5 Blue transmission filter 6,16,17,18 Polarization filter 7 Yellow transmission filter 8,12 Parallel plane plate 9 Light shielding member 10 Polarization beam splitter 11 Dielectric film 13 birefringent plate 14 light receiving means 19 red filter 20 green filter 21 blue filter BS blue line sensor GS green line sensor RS red line sensor

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月25日[Submission date] September 25, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0033】図11の曲線XAはラインセンサーの並び
方向(Z方向,主走査方向)に偏光面を有する分光透過
率、曲線XBは偏光Sと直交する方向(Y方向,副走査
方向)に偏光面を有する分光透過率である。
The alignment direction (Z-direction, the main scanning direction) curve XA is a line sensor of FIG. 11 min light transmittance that having a plane of polarization, the curve XB direction perpendicular to the polarization S is (Y-direction, the sub scanning direction ) to a partial light transmittance that having a polarization plane.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0035】10は平行平面型の偏光ビームスプリッタ
ーであり、図7に示す分光特性を有している。図7にお
いて曲線YSは主走査方向に偏光面を有する偏光S(S
偏光)に対する分光透過率、曲線YPは副走査方向に偏
光面を有する偏光P(P偏光)に対する分光透過率であ
る。図に示すようにP偏光は全て透過させ、S偏光は
光のみを透過している。
Reference numeral 10 denotes a parallel plane type polarization beam splitter having the spectral characteristics shown in FIG. In FIG. 7, a curve YS indicates a polarized light S (S which has a polarization plane in the main scanning direction).
The spectral transmittance for polarized light) and the curve YP are the spectral transmittance for polarized light P (P polarized light) having a plane of polarization in the sub-scanning direction. As shown in the figure, all P-polarized light is transmitted and S-polarized light is red.
And transmits only color light.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図16[Correction target item name] Fig. 16

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図16】 FIG. 16

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カラー物体またはカラー画像原稿等の被
投影物体を黒体輻射による光で照明し、前記被投影物体
からの散乱光を光投影手段によりCCD等の固体撮像素
子に投影結像し該被投影物体の画像を電気信号に変換し
画像データ化するカラー画像読取装置において、該固体
撮像素子に入射する光波を波長と偏光方向と位置の各状
態の組み合わせでN個(N≧2)に分解することを特徴
とするカラー画像読取装置。
1. A color object or a projected object such as a color image original document is illuminated with light by black body radiation, and scattered light from the projected object is projected and imaged on a solid-state imaging device such as a CCD by a light projecting means. In a color image reading device for converting an image of the projected object into an electric signal and converting it into image data, N (N ≧ 2) light waves incident on the solid-state imaging device are combined in each state of wavelength, polarization direction and position. A color image reading device characterized by being decomposed into.
【請求項2】 分解されたN個の光波に対応した状態ま
たはN個の光波の各状態に含まれる状態のみを通過させ
て固体撮像素子のN個以下の領域に導く手段を有するこ
とを特徴とする請求項1のカラー画像読取装置。
2. A means for allowing only a state corresponding to the decomposed N light waves or a state included in each state of the N light waves to pass and leading to N or less regions of the solid-state imaging device. The color image reading device according to claim 1.
【請求項3】 偏光方向と位置の分解手段は異方性結晶
中の光波伝播で常光線と異常光線によって分解すること
を特徴とする請求項1のカラー画像読取装置。
3. The color image reading apparatus according to claim 1, wherein the means for resolving the polarization direction and the position is decomposed into ordinary rays and extraordinary rays by light wave propagation in the anisotropic crystal.
【請求項4】 波長と偏光方向の分解手段は偏光ビーム
スプリッタの透過成分によってS偏光,P偏光で個別色
分解することを特徴とする請求項1のカラー画像読取装
置。
4. The color image reading apparatus according to claim 1, wherein the wavelength and polarization direction separating means separates the S-polarized light and the P-polarized light into individual colors according to the transmission components of the polarization beam splitter.
【請求項5】 偏光ビームスプリッタは平行平板タイプ
であり、入射光束に対して傾けることにより光束の位置
を変位させることを特徴とする請求項4のカラー画像読
取装置。
5. The color image reading apparatus according to claim 4, wherein the polarization beam splitter is a parallel plate type, and the position of the light beam is displaced by tilting it with respect to the incident light beam.
【請求項6】 分解されたN個の光波に対応した状態ま
たはN個の光波の各状態に含まれる状態の選別は偏光透
過フィルターと波長選択フィルターの組み合わせによっ
て行なうことを特徴とする請求項2のカラー画像読取装
置。
6. The selection of a state corresponding to the decomposed N light waves or a state included in each state of the N light waves is performed by a combination of a polarization transmission filter and a wavelength selection filter. Color image reading device.
【請求項7】 固体撮像素子は2ライン以上の複数の並
列光電変換素子アレイが配列されたものであることを特
徴とする請求項2のカラー画像読取装置。
7. The color image reading apparatus according to claim 2, wherein the solid-state image pickup device is an array of a plurality of parallel photoelectric conversion device arrays each having two or more lines.
【請求項8】 カラー物体またはカラー画像原稿等の被
投影物体を黒体輻射による光で照明し、前記カラー物体
またはカラー画像原稿からの散乱光を光投影手段により
CCD等の固体撮像素子に投影結像し該被投影物体の画
像を電気信号に変換し画像データ化するカラー画像読取
装置において、該固体撮像素子は直線状のCCDが3ラ
インまたはそれ以上配列されており各直線状のCCDは
そのライン内に複数の光電変換領域(以後ビットと呼
ぶ)を配列させたものであり、光投影手段は光束規制の
絞りの位置において光束領域を2つに分割し、一方の領
域は固体撮像素子であるCCDビット配列方向(以後副
走査方向と呼ぶ)に平行または直角(光軸に対しても直
角)方向へ偏光波を通過させる偏光透過フィルターと、
青色の波長領域を通過させる波長選択フィルターを設
け、他方の領域においては黄色の波長領域を通過させる
波長選択フィルターを設け、必要に応じて2つの領域を
通過する波面伝搬距離(空気換算の光路長)を同等にな
るように平行平板ガラスを配置し、前記カラー物体また
は画像原稿と前記光投影手段の光路中または前記光投影
手段と前記固体撮像素子の光路中において前記黄色の波
長選択フィルターを通過する光束の光路中に固体撮像素
子であるCCDのライン配列方向(以後主走査方向と呼
ぶ)と光軸方向に対して傾けた平行平板タイプの偏光ビ
ームスプリッタを配し、この偏光ビームスプリッタはP
偏光に対してはほぼ100%透過で、S偏光に対しては
赤色の波長領域を透過させ(この場合、青色の波長領域
を透過させるものであってもかまわなく、ただしこのと
きには入射する光の波長領域は黄色でなくてはならな
い)るものであり、かつ平行平板タイプの偏光ビームス
プリッタによる副走査方向の光束の位置シフト量は固体
撮像素子であるCCDのライン間隔の2つ分に相当して
おり、前記青色の波長選択フィルターを通過する光束の
光路中には前記平行平板タイプの偏光ビームスプリッタ
の波面伝搬距離(空気換算の光路長)と同等になるよう
な平行平板ガラスが配置され、また前記カラー物体また
はカラー画像原稿と前記光投影手段の光路中または光投
影手段と前記固体撮像素子の光路中に異方性結晶の平行
平板が所定の厚さで配され、その異方性結晶の光軸は前
記光投影手段の光軸に対して副走査方向に傾いており、
傾け角は45度前後であり、かつ異方性結晶の切り出し
面は前記光投影手段の光軸に対してほぼ垂直であり、こ
の異方性結晶を通過する光束の常光束(常光線)と異常
光束(異常光線)の分離間隔が前記固体撮像素子である
CCDの特定ライン間隔に相当し、常光束と異常光束の
偏光方向が互いに垂直に分離され、その一方が前記固体
撮像素子であるCCDのライン方向と一致するように構
成され、固体撮像素子であるCCDから見て入射光束側
においてカラー物体またはカラー画像原稿の読み取りラ
インから散乱された光において前記構成で分離された光
束がCCDの各ラインに入射する通過空間上にCCDの
ライン方向に垂直と平行な偏光波が通過できる偏光透過
フィルターを交互に配置され、固体撮像素子であるCC
Dの表面には各ラインにおいて赤、緑、青または青、
緑、赤の順序で波長選択コーティングフィルターが配さ
れ、前記構成で分離された複数の光束において固体撮像
素子であるCCD表面のコーティングフィルターとCC
Dの入射光束に対してCCDより入射側に設けられた偏
光透過フィルターの組合せが各複数の光束の偏光状態と
波長領域の組合わせと1対1対応することを特徴とする
カラー画像読取装置。
8. A color object or a projected object such as a color image original document is illuminated with light by black body radiation, and scattered light from the color object or color image original document is projected onto a solid-state imaging device such as a CCD by a light projecting means. In a color image reading apparatus which forms an image of the projected object and converts it into an electric signal to convert it into image data, in the solid-state image pickup device, linear CCDs are arranged in three lines or more, and each linear CCD is A plurality of photoelectric conversion regions (hereinafter referred to as "bits") are arranged in the line, and the light projecting means divides the light flux region into two at the position of the diaphragm for regulating the light flux, and one region is a solid-state image sensor. And a polarization transmission filter that allows polarized waves to pass in a direction parallel to or perpendicular to the CCD bit array direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction), which is also perpendicular to the optical axis.
A wavelength selection filter that passes the blue wavelength region is provided, and a wavelength selection filter that passes the yellow wavelength region is provided in the other region, and a wavefront propagation distance (air-equivalent optical path length) that passes two regions as necessary. ) Are arranged parallel to each other, and pass through the yellow wavelength selection filter in the optical path of the color object or image original and the light projection means or in the optical path of the light projection means and the solid-state image sensor. A parallel plate type polarization beam splitter inclined with respect to the line array direction (hereinafter referred to as the main scanning direction) of the CCD, which is a solid-state image sensor, and the optical axis direction is arranged in the optical path of the light beam to be transmitted.
Almost 100% of the polarized light is transmitted and S-polarized light is transmitted in the red wavelength region (in this case, it may be transmitted in the blue wavelength region. The wavelength region must be yellow), and the position shift amount of the light flux in the sub-scanning direction by the parallel plate type polarization beam splitter corresponds to two line intervals of the CCD which is a solid-state image sensor. The parallel plate glass is arranged in the optical path of the light flux passing through the blue wavelength selection filter to be equal to the wavefront propagation distance of the parallel plate type polarization beam splitter (optical path length in air), A parallel plate of anisotropic crystals having a predetermined thickness is provided in the light path of the color object or color image original and the light projection means or in the light path of the light projection means and the solid-state imaging device. Is, the optical axis of the anisotropic crystal is inclined in the sub-scanning direction with respect to the optical axis of said light projecting means,
The tilt angle is about 45 degrees, the cut surface of the anisotropic crystal is almost perpendicular to the optical axis of the light projection means, and the ordinary light beam (ordinary ray) of the light beam passing through this anisotropic crystal is The separation interval of the extraordinary light beam (extraordinary light beam) corresponds to a specific line interval of the CCD which is the solid-state image sensor, and the polarization directions of the ordinary light beam and the extraordinary light beam are vertically separated from each other, one of which is the solid-state image sensor. Of the CCD, which is configured to match the line direction of the solid-state image sensor, and is separated by the above-described configuration in the light scattered from the reading line of the color object or the color image original on the incident light flux side when viewed from the CCD which is the solid-state image sensor. CCs, which are solid-state image pickup devices, are arranged by alternately arranging polarization transmission filters capable of passing polarization waves parallel to the direction perpendicular to the CCD line direction in a passage space incident on a line.
On the surface of D, red, green, blue or blue in each line,
The wavelength selective coating filters are arranged in the order of green and red, and the plurality of luminous fluxes separated by the above-mentioned structure are coated with the CC on the CCD surface which is a solid-state image sensor and the CC.
A color image reading apparatus characterized in that a combination of polarization transmission filters provided on the incident side of the CCD with respect to the incident light flux of D corresponds to the combination of the polarization state and the wavelength region of each of the plurality of light fluxes in a one-to-one correspondence.
【請求項9】 固体撮像素子であるCCDは4ラインで
構成され、光投影手段の絞りの位置に設けられた偏光透
過フィルターを配さず、CCD表面のコーティングフィ
ルターは各ラインにおいて加法混色における赤の正感度
の分光スペクトル成分、緑の分光スペクトル成分、赤の
負感度の分光スペクトル成分の正透過、青の分光スペク
トル成分の順序またはその反対順序または赤の負感度の
分光スペクトル成分の正透過と青のスペクトル成分の順
序を交換した順序で配され、CCDに入射する各分離さ
れた光束は1つの隣り合うラインの間隔以上、3つの隣
り合うライン間隔未満で光束規制をするスリット部材等
の画像読み取り規制手段を配したことを特徴とする請求
項8のカラー画像読取装置。
9. A CCD which is a solid-state image pickup device is composed of four lines, a polarization transmission filter provided at the position of the diaphragm of the light projecting means is not arranged, and the coating filter on the CCD surface is red in the additive color mixture in each line. Positive sensitivity spectral component, green spectral component, red negative sensitive spectral component, positive transmission, blue spectral component order or vice versa, or red negative sensitive spectral component An image of a slit member or the like that is arranged in an order in which the order of the blue spectral components is exchanged, and each separated light flux incident on the CCD regulates the light flux at a distance between one adjacent line and less than three adjacent line intervals. 9. The color image reading apparatus according to claim 8, further comprising a reading control unit.
【請求項10】 前記4ラインのCCD等の固体撮像素
子からの画像情報信号において加法混色の原理に従って
赤の負感度の分光スペクトル成分の正透過信号は他の色
信号に対して減算を行なうことを特徴とする請求項9の
カラー画像読取装置。
10. In the image information signal from the solid-state image pickup device such as a CCD of 4 lines, the positive transmission signal of the spectral spectrum component of red negative sensitivity is subtracted from other color signals according to the principle of additive color mixing. The color image reading device according to claim 9.
【請求項11】 光投影手段の絞り位置においての光束
領域分割の割合はCCD等の固体撮像素子からの画像情
報信号が、被読取物体または原稿が白色である時の青と
赤(赤の正感度の分光スペクトル成分)のライン信号出
力がほぼ同強度となるように設定することを特徴とする
請求項8のカラー画像読取装置。
11. The ratio of the luminous flux area division at the diaphragm position of the light projecting means is such that the image information signal from the solid-state image pickup device such as CCD indicates that the object to be read or the document is white and red (red positive). 9. The color image reading apparatus according to claim 8, wherein the line signal outputs of the spectral spectrum component of sensitivity are set to have substantially the same intensity.
【請求項12】 光投影手段の絞り位置に配された青色
波長領域透過の波長選択フィルターの分光透過率分布と
固体撮像素子であるCCDの表面の赤ラインのコーティ
ングフィルターの分光透過率分布において共通の透過波
長領域がほぼ存在しないことを特徴とする請求項8のカ
ラー画像読取装置。
12. The spectral transmittance distribution of a wavelength selection filter for transmitting in the blue wavelength region, which is arranged at the stop position of the light projecting means, and the spectral transmittance distribution of a coating filter of a red line on the surface of CCD, which is a solid-state image sensor, are common. 9. The color image reading apparatus according to claim 8, wherein the transmission wavelength region of the color image reading apparatus does not substantially exist.
【請求項13】 照明手段からの光束で照明したカラー
画像に基づく光束を結像光学系に入射させ、該結像光学
系の瞳面よりも射出側に設けた色分解手段を介して複数
の色光に分解し、各色光に基づくカラー画像を複数のラ
インセンサーを同一基板面上に配置した受光手段面上に
結像させ、該受光手段で各色光に基づくカラー画像を読
取る際、該色分解手段は該結像光学系の瞳面近傍に設け
た波長選択素子により該瞳面を複数の領域に分割し、該
分割した各瞳領域への入射光束に対して各々異なった波
長域の光束を通過させ、該分割した各瞳領域からの所定
の色光を有する光束を偏光素子により所定の偏光面を有
する偏光光束として射出させ、該偏光光束からの光束を
複屈折素子により互いに直交する偏光状態の2つの光束
のうち一方を他方に対して射出位置を変位させて射出さ
せ、該複屈折素子の異なった位置から射出した複数の光
束を偏光フィルターと色フィルターを介して複数の色光
に色分解して、該複数のラインセンサーに導光している
ことを特徴とするカラー画像読取装置。
13. A light flux based on a color image illuminated by a light flux from an illumination means is made incident on an imaging optical system, and a plurality of color separation means are provided on an exit side of a pupil plane of the imaging optical system. When a color image based on each color light is read and a color image based on each color light is read on the surface of the light receiving means where a plurality of line sensors are arranged on the same substrate surface and the light receiving means reads the color image based on each color light The means divides the pupil plane into a plurality of regions by a wavelength selection element provided in the vicinity of the pupil plane of the imaging optical system, and produces light fluxes of different wavelength ranges with respect to the incident light fluxes to the respective divided pupil regions. A light beam having a predetermined color light from each of the divided pupil regions is passed through and emitted as a polarized light beam having a predetermined polarization plane by a polarizing element, and the light beam from the polarized light beam is polarized by a birefringent element in mutually orthogonal polarization states. One of the two light beams to the other On the other hand, the emission position is displaced and emitted, and a plurality of light beams emitted from different positions of the birefringent element are color-separated into a plurality of color lights through a polarization filter and a color filter, and are guided to the plurality of line sensors. A color image reading device characterized by being illuminated.
【請求項14】 照明手段からの光束で照明したカラー
画像を結像光学系により、入射光束を複数の色光に色分
解して射出させる色分解手段を介して複数のラインセン
サーを同一基板面上に配置した受光手段面上に結像さ
せ、該受光手段により該カラー画像を読取る際、該色分
解手段は所定の波長域の光束を通過させる波長選択素子
と、所定の偏光状態の光束を射出させる偏光素子、そし
て異なった偏光状態の光束に対して異なった光学作用を
有する複屈折素子とを組み合わせて入射光束を複数の色
光に色分解していることを特徴とするカラー画像読取装
置。
14. A plurality of line sensors are provided on the same substrate surface via a color separation unit that color-separates an incident light beam into a plurality of color lights by an imaging optical system to illuminate a color image illuminated by the light beams from the illumination unit. When the color image is read by the light receiving means, an image is formed on the surface of the light receiving means arranged at, and the color separation means emits a light beam of a predetermined polarization state and a wavelength selection element that passes a light beam of a predetermined wavelength range. A color image reading apparatus, characterized in that an incident light beam is color-separated into a plurality of color lights by combining a polarizing element for controlling the light beam and a birefringent element having a different optical action with respect to light beams having different polarization states.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894357A (en) * 1996-10-16 1999-04-13 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Color separation optical system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5894357A (en) * 1996-10-16 1999-04-13 Fuji Photo Optical Co., Ltd. Color separation optical system

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