JPH07143281A - カラー画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３ラインセンサ間のギャップ補正に必要なＦ
ＩＦＯメモリをなくしてコストダウンを図り、光学系の
調整要素を排除し、プリズムの色分散を使って副走査方
向の解像力の低下を防止する。 【構成】 原稿を照明するランプ２と、原稿画像を結像
する結像レンズ７と、該結像レンズ７の結像面に複数の
読取ラインを持つセンサ８とを配置した光路上に、読取
画像を光学的に色分散させるためのプリズム６を挿入す
ると共に、センサ８として各読取ラインである感光画素
列上に色フィルタを貼りつけたカラーセンサを用いる。
カラーセンサ８は、感光画素列に対し転送電極を片側に
１系統のみ設けると共に、２列の感光画素列を隣接して
設けて残りの１列の感光画素列を２系統の転送電極を挟
んで設け、原稿と結像レンズとの間にプリズムを挿入
し、プリズムを結像レンズの前面にユニット化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原稿台上に載置された
原稿を照明するランプと、原稿画像を結像する結像レン
ズと、該結像レンズの結像面に複数の読取ラインを持つ
センサとを配置した光路上に、読取画像を光学的に色分
散させるためのプリズムを挿入したカラー画像読取装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラインセンサを使ってカラー画像の走査
読み取りを行う場合、従来より、白黒イメージセンサ
＋光源／フィルタの色の切り換えにより読取色の切り換
えを行う方式、イメージセンサの１ラインの画素列上
に色フィルタを３色点順次貼りつけたものを使う方式、
３色の読取ラインをイメージセンサの１チップ上に設
けたものを使う方式、ダイクロイックプリズムで３光
路に色分解し、３本のイメージセンサで読み取る方式か
らなる４つの方法が採用されてきた。

【０００３】このうち、の方式は、高速化に不向きで
あり、の方式では、高画質、高解像度を考えた場合、
画素密度が高くなることから、長尺の密着センサを使っ
た方式になり、ＣＣＤを複数チップ並べる構造となる。
この場合、チップ間の特性不整合により、各チップの読
取エリアの境界が読取画像上で目立ちやすくなるという
弱点を持っている。の方式では、３本のイメージセン
サの厳密な位置合わせが要求され、調整工数が多くかか
る。

【０００４】これらに比べの方式は、３ラインのＢＧ
Ｒの画素列が半導体基板上に作製されているので、３色
のレジストを合わせるための位置合わせの手間がいらな
い。また、１色が１チップで構成されているので、読取
エリア内での読取特性の変化点も存在しない。

【０００５】しかし、読取走査している時に、３ライン
の読取ラインが同時刻に原稿面上の同じ位置を読んでい
ないため、メモリを使って先行して読んでいる色の情報
を遅延させ、同一時刻に同一原稿面上の位置を読み取る
ようなデジタルでの補正が必要になる。

【０００６】この補正のために必要な高速ＦＩＦＯメモ
リと、メモリ制御用の回路にコストがかかり、カラー読
取装置を安価に供給しようとした場合のネックとなる。
また、この補正（ギャップ補正）を行うためには、読取
位置ズレを読取時間ズレに置き換えて補正していること
から、読取走査速度が完全に等速度であることが前提と
なっている。しかし、メカ系の振動等により走査速度ム
ラが存在した場合に、局所的な色ズレが発生する。この
ため、メカ系の走査速度の安定性への要求が厳しくな
り、高価な走査メカ系が必要になる。

【０００７】この欠点を補うため、１イメージセンサチ
ップ上に設けた３ラインの読取ラインに同一ラインの画
像情報を光学的に３色分解して結像するための提案がな
されている。例えば特開平１−２３７６１９号公報で
は、ダイクロイックミラーを使ったビームスプリッタで
結像された画像を３色に色分解している。

【０００８】しかし、この方式でも、ビームスプリッタ
の取り付け精度が問題となる。さらにビームスプリッタ
のコストも高い。また、細い幅のスリットを使って光学
像の副走査方向の幅を制限しないと３色に色分解された
スリット像が互いに重なり、光学的なクロストークが発
生してしまう。このため、精度の高いスリットを使う必
要が出てきてしまう。

【０００９】図１５は従来のＣＣＤイメージセンサとそ
の読取情報を説明するための図である。プリズムの屈折
率での色分散を使う提案もいくつかなされている。プリ
ズムでの色分散を使ってラインセンサの画素列と垂直方
向（副走査方向）に３色に色分解を行おうとした場合に
問題となるのは、副走査方向の画像のボケである。ガラ
スの屈折の色分散によって色分離を行うため、波長によ
る結像位置が画素列と垂直方向に連続的に変わってい
く。これがボケを発生させる。

【００１０】プリズムによって色分散させられたライン
から発した光線は、図１５に示すようにＣＣＤイメージ
センサ上に色毎に結像されるが、副走査方向に異なる位
置のライン２から発した光線は、ＣＣＤ上の違う点に結
像される。この際、ライン１のＢ光（４５０ｎｍの光）
とライン２のＢＧ光（５００ｎｍの光）がＣＣＤ上の同
じ位置に結像することによって、副走査方向の画像ボケ
が生じる。つまり、原稿上で位置の異なるライン１、２
の情報が同じＣＣＤの画素に受光されるため画像がボケ
てしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これを防ぐための１つ
の方法は、スリットを設けることにより副走査方向の読
取幅を制限することである。つまり、図１５でライン２
からくる光をカットしてしまうことである。しかし、ス
リット幅を読取ピッチ（１／１６ｍｍ）程度にして原稿
面に置く必要があり、しかも反射原稿読取のために、斜
め方向からの照明を行う余裕を考えると、非現実的であ
る。

【００１２】そこで、スリットを結像レンズの後段にお
く構成の提案が、例えば特開昭６０−１３６９１９号公
報や特開平２−２０５１６９号公報、特開平３−８５８
６３号公報でなされている。これらは、レンズとイメー
ジセンサとの間にシリンドリカル凹レンズ＋スリット＋
色分散プリズムとを設けた構成のものである。この光学
系は、所謂分光器の光学系の全面に平行光束にするため
の凹レンズを組み合わせたものであるが、スリットの位
置がいずれも結像位置でないため、このスリットは、単
に結像光束を制限して画像を暗くするのみでなく、読取
画像を制限する役割も果たせない。逆に、スリット位置
を結像位置にもってくれば、プリズムを置くスペースが
なくなってしまうため、所期の効果を得ることは難し
い。

【００１３】また、１つの方法は、照明光をＲＧＢの特
定の狭帯域の３波長に制限することであり、特開平３−
４２６８６号公報による提案がこれを試みようとするも
のである。しかしこの提案では、３ラインＣＣＤに白黒
センサを使っているので、照明光を狭帯域にしても、図
１５に示すようにライン２のＲの光がＧの読取画素に入
射するという３色間のクロストークが発生するため、さ
らにこのクロストークを防ぐ工夫が必要になる。また、
副走査方向の解像度の改善を単に照明光の波長帯域を狭
帯域にすることによって行おうとすると、実施例にある
ように蛍光ランプに干渉膜フィルタを蒸着して非常に狭
い帯域の分光特性にする必要があるので、蛍光ランプの
光量を大幅にカットし、十分な光量が得られなくなると
いう欠点を持っている。また、実施例では、ＢＧＲ３本
の蛍光ランプを使っているが、切り張り原稿の紙厚分の
段差を読んだ場合、照明方向で色が違うため、段差の部
分が色づくという画質欠陥が生じる。

【００１４】図１６は従来の３ラインＣＣＤの例を示す
図である。一方、の方式で使われている３ラインＣＣ
Ｄの構造は、図１６に示すように感光画素列の両側に転
送電極を設けた構造になっている。この構造では、５０
００画素の信号を１系統の転送電極で読み出すと転送効
率の低下を生じ、光束の読み出しが難しいため、偶奇２
系統に分けて読み出している。また、３ラインの感光画
素列の間のギャップが８ライン〜１２ライン分となって
いる。このため、このギャップ分の色分離をプリズムで
行おうとすると、Ｒ−Ｇ、Ｇ−Ｂの間の分離幅をこのギ
ャップ分とっているので、特にボケがひどくなってい
る。

【００１５】さらに、特開平３−４２６８６号公報に記
載されているように、ガラスの色分散の量は、Ｒ−Ｇ間
よりもＧ−Ｂ間の方が大きいため、図１６の構造のＣＣ
ＤでＲ−Ｇ間の距離を最小限にしても、Ｇ−Ｂ間の距離
はＲ−Ｇ間の距離の約２倍をとらなければならず、ギャ
ップの大きさはさらに大きくなり、副走査方向のボケを
ひどくしている。

【００１６】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、３色の読取ラインをイメージセンサの１チップ上
に設ける方式のカラー読取装置において、３ラインセン
サ間のギャップ補正に必要なＦＩＦＯメモリをなくして
コストダウンを図ることを目的とする。本発明の他の目
的は、３ラインのセンサ間の光学的なギャップ補正を行
う場合に、光学系が複雑になることを防ぎ、簡略な構成
として光学系の調整要素を排除することである。本発明
のさらに他の目的は、プリズムの色分散を使って光学的
に３ラインのセンサ間のギャップ補正を行う際に生じる
副走査方向の解像力の低下を防止することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、原
稿台上に載置された原稿を照明するランプと、原稿画像
を結像する結像レンズと、該結像レンズの結像面に複数
の読取ラインを持つセンサとを配置した光路上に、読取
画像を光学的に色分散させるためのプリズムを挿入する
と共に、センサとして各読取ラインである感光画素列上
に色フィルタを貼りつけたカラーセンサを用い、原稿上
の同一ラインの情報を複数の読取ラインに色分配して読
み取るように構成したことを特徴とする。

【００１８】また、カラーセンサは、複数色の読取ライ
ンである感光画素列に対し、転送電極を片側に１系統の
み設けると共に、２列の感光画素列を隣接して設けて残
りの１列の感光画素列を２系統の転送電極を挟んで設け
たことを特徴とする。

【００１９】さらに、原稿と結像レンズとの間にプリズ
ムを挿入し、プリズムを結像レンズの前面に一体化して
ユニット化し、ＲＧＢの３波長にピークを持った分光特
性の照明ランプを用いたことを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】本発明のカラー画像読取装置では、読取画像を
光学的に色分散させるためのプリズムを挿入すると共
に、センサとして各読取ラインである感光画素列上に色
フィルタを貼りつけたカラーセンサを用いたので、読取
ラインから副走査方向にずれたラインの発する光がクロ
ストークとして重畳し、副走査方向のボケを引き起こす
のを防ぐことができる。特に、感光画素列間のギャップ
をを小さくした場合にはスリットでこのクロストークを
防ぐことが難しくなるが、上記本発明の構成によれば、
クロストークを有効に防ぐことができる。

【００２１】また、プリズム色分散の特性上、ＲーＧ間
の分離量よりもＧーＢ間の分離量が大きくなるが、これ
を複数色の読取ラインである感光画素列に対し、転送電
極を片側に１系統のみ設けると共に、２列の感光画素列
を隣接して設けて残りの１列の感光画素列を２系統の転
送電極を挟んで設けたカラーセンサを用いることにより
補うことができる。

【００２２】さらに、原稿と結像レンズとの間にプリズ
ムを挿入し、プリズムを結像レンズの前面に一体化して
ユニット化することにより、光学部品を１つにすること
ができ、組み立て、作製を容易にし、ＲＧＢの３波長に
ピークを持った分光特性の照明ランプを用いたことによ
り、読取系の分光レスポンスを狭帯域にし副走査方向の
ボケ量を少なくすることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明に係るカラー画像読取装置の第１
の実施例を示す図であり、全体の構成は、公知の縮小型
光学系の画像読取装置の結像レンズの手前に頂角プリズ
ムを置いたものである。図２はカラーＣＣＤの構造を示
す図である。

【００２４】図１において、カラーＣＣＤ８は、図２に
示すように転送電極を片側に１系統のみ設けたものであ
り、各画素列にＲＧＢの色フィルタを貼りつけた３ライ
ンＣＣＤである。プリズム６は、読取画像を光学的に色
分散させるものである。ランプ２は、原稿台ガラス１上
に載置した原稿を照明するものであり、３枚のミラー３
〜５は、その反射光線を折り曲げ、プリズム６、レンズ
７を通してカラーＣＣＤ８に入射するように構成したも
のである。原稿の走査読取は、ミラー３〜５の走査移動
によって行われる。

【００２５】ここで３ラインＣＣＤの各画素列にＲＧＢ
の色フィルタを貼りつけたカラーＣＣＤ８としているの
は、従来例で問題とした各色間の光学的クロストークを
防ぐためである。すなわち、図１５のライン２を発した
Ｒの光線とライン１を発したＧの光線は、同じＧの読取
ラインに入射する。この場合、従来例では、白黒ＣＣＤ
を使用しているので、この２つの光線は、Ｇの読取ライ
ンを感光させるのでクロストークが発生する。しかし、
このＧの読取ラインにＧの色フィルタが貼りつけてあれ
ば、Ｒの光ははじかれるので、クロストークを防ぐこと
ができる。

【００２６】次に、頂角プリズムのパラメータについて
述べる。図３は２種のガラスの屈折率波長依存性を示す
図、図４はプリズム系のパラメータを示す図、図５はプ
リズムのパラメータと分離幅との関係を示す図、図６は
色再現性を重視した場合の読取装置のレスポンスを説明
するための図である。

【００２７】結像レンズのパラメータを 焦点距離 ８２ｍｍ 結像倍率 ４．５倍 Ｆ値 ３．１ とし、３ラインＣＣＤのギャップの大きさを Ｒ−Ｇ間 １４μｍ Ｇ−Ｂ間 ２８μｍ とする。図２に示す構造では、転送電極がＲ−Ｇ間から
なくなるので、ライン間ギャップを大幅に小さくでき
る。これらのギャップ量は、画素サイズを１４μｍとし
てほぼ１画素分と２画素分である。

【００２８】分光レスポンスのＲＧＢのピーク波長を Ｒ ６５６ｎｍ Ｇ ５５０ｎｍ Ｂ ４３６ｎｍ とした場合にプリズムのパラメータを 頂角 １．０度 硝材 Ｆ２ 厚さ ３ｍｍ 位置 結像レンズ物側主点前５０ｍｍ とすればよい。

【００２９】プリズムの設置場所は、原稿と結像レンズ
との間でよく、結像レンズも通常の読取装置のレンズで
充分である。特開平３−４２６８６号公報の実施例で
は、プリズムをレンズ２枚で挟む構成になって、プリズ
ム内での光束が平行になるようにしているがその必要は
ない。プリズムを入れることでコマ収差が発生するが、
その量は、レンズの原稿側に入れた場合、横収差にして
ＣＣＤ受光面上で２μｍ程度なので、ＣＣＤの画素サイ
ズの１４μｍに比べれば、充分小さく問題ない。これ
は、レンズの原稿側の光束の開口角が小さいためと、セ
ンサのライン間ギャップを小さくしたことで色分散量が
小さくなり、プリズムの面の傾きが小さくてよいためで
ある。プリズムをレンズ−ＣＣＤ間に置いた場合には、
縮小側で結像レンズを出射した光線の開口角が大きくな
り、コマ収差が２０μｍ程度発生するので、解像度が悪
くなる。

【００３０】なお、光束の分離幅は、プリズムの設置位
置、プリズムのあおり角などのパラメータに対して、図
５（ロ）のプリズム位置を光軸方向にずらした場合の関
係、同（ニ）のプリズムのあおり角が変わった場合の関
係にそれぞれ示すように非常に鈍感である。したがっ
て、設置場所の調整は必要ない。また、光束の分離幅
は、図５（イ）に示すようにプリズムの頂角に対して比
例するので、±０．１度程度の精度が必要であるが、こ
れはプリズム単体の作製精度によるものであり、調整の
必要のないパラメータであるので、機械の組み立てには
影響しない。また、この±０．１度という精度は、光学
機器として標準的な精度であり、容易に作製可能なもの
である。

【００３１】ここでは、色分離を重視したレスポンスに
設計された場合で、ＲＧＢのピーク波長が離されている
場合で計算したが、図６のような色再現を重視したレス
ポンスならば、各色のピーク波長が Ｒ ６１０ｎｍ Ｇ ５５０ｎｍ Ｂ ４６０ｎｍ と接近するので、プリズム頂角を１．４度程度に設計す
ればよい。

【００３２】このような広がったレスポンスの場合の各
色のレスポンスのピーク波長からの裾野の拡がりがその
まま副走査方向の読取位置のずれにつながり、ＲとＧで
±０．５画素、Ｂで±１画素程度である。Ｂの読取信号
は、補色である黄色の情報に対応しているので、高周波
情報を読み取る必要が少なく、ボケの影響は少ない。ま
た、ＲとＧの±０．５画素のボケは、４００ＳＰＩ（＝
１６ｄｏｔ／ｍｍ）での読み取りで８１ｐ／ｍｍの原稿
周波数が完全にボケることに対応している。しかし、レ
ンズの解像力は、５１ｐ／ｍｍ程度までしか必要ないの
で、この程度のボケは許容範囲である。

【００３３】上記のように本発明は、３ラインセンサ間
の光学的なギャップ補正を簡略な光学系で行うために
は、プリズムでの屈折による色分散を使うのが簡便でよ
いが、従来より副走査方向にボケを生じるという問題が
あったのに対し、このボケの影響を低減する方法とし
て、３ラインＣＣＤのライン間ギャップを小さくする方
法を採用するものであり、このようにすることで小さな
色分散量で色分離ができるので、ボケも小さくすること
ができる。

【００３４】従来型の３ラインＣＣＤは、図１６に示す
ように感光画素列の両側に転送電極を設けていた。これ
は、信号読み出し速度を上げるためと、画素数が多くな
ったときに信号転送効率が落ちないようにするためであ
る。しかし、半導体技術の進歩により５０００画素（Ａ
３−４００ＳＰＩの読取用）程度のＣＣＤならば、１系
統の転送電極で十分に読み出せるようになってきた。こ
のことにより従来感光画素列の両側にあった転送電極が
片側のみでよくなり、ライン間ギャップを短くすること
ができる。

【００３５】さらにここで、「転送電極を感光画素列の
どちら側におくか？」の自由度を使って、図２に示すよ
うにＲ−Ｇ間の間隔を２ライン以下までに詰めることが
できる。この際、Ｇ−Ｂ間には、転送電極が間に入る形
になるので、Ｒ−Ｇ間に比べギャップが大きくなる。

【００３６】しかし、プリズムによる色分散を行った場
合には、元々図３に示すようにガラスの色分散の特性か
ら光の波長が短くなるほど色分散が大きくなるので、こ
のＧ−Ｂ間のギャップがＲ−Ｇ間のギャップよりも大き
い構造は、プリズムによる色分散光学系と組み合わせた
場合に非常に好適な構造となっている。

【００３７】さらに、従来技術でプリズム色分散を使っ
た場合には、図１５に示すように読取位置の異なるライ
ン２のＲの画像がライン１のＧの画像と混ざる光学的な
クロストークが生じていた。この現象を防ぐためには、
原稿側にスリットを入れる必要があるが、センサライン
のギャップが小さくなった場合には、スリットの幅を１
／１６ｍｍ程度にする必要があり、スリットを入れる構
成では実現性が難しかった。

【００３８】本発明の実施例では、３ラインＣＣＤ上に
印刷工程を使ったＲＧＢのゼラチンフィルタを貼り付け
ておくことで、ギャップ間隔を小さくした構造の３ライ
ンセンサを使っても、後述するように他の色のクロスト
ークのない良好な読取を行うことができる。なおこの技
術は、既にカラーＣＣＤとして採用されている技術であ
り、僅かなコストアップでＣＣＤチップ上に作製でき
る。

【００３９】また、色分解系の光量ロスの面で従来例と
比べてみる。原稿面上の単一の点から発した光で考える
と、プリズムの色分散効果により単一の波長のみしかセ
ンサの読取ラインに達しないので、一見光量ロスがある
ように見える。しかし、図１５に示すライン２から発し
たＢＧ（青緑色）の光がセンサのＢの読取ラインに入る
ようにセンサの読取ラインの位置と光の波長に応じて原
稿面上に対応する被読取ラインが存在する。こうして波
長により副走査方向に位置のずれる被読取ラインからの
光を積分すれば、プリズムがない場合と同じだけの光量
がセンサに入光していることがわかる。また、その副走
査方向への広がりの幅は、青でも±１ライン程度なの
で、原稿照明幅である±２０ライン程度に比べ十分に小
さいので、被読取ラインは均質に照明されている。

【００４０】このことから、波長により読取位置が変わ
るのみで、プリズムによる光量ロスは、プリズムの表面
反射分（コーティングすれば、２％程度）しか発生しな
いので、従来の３ラインカラーセンサを使ってデジタル
で読取位置の補正をする方式と同程度の光量を確保する
ことができる。

【００４１】さらに、本発明の他の実施例を説明する。

【００４２】上記実施例１では、副走査方向のボケを改
善したが、さらに解像力を上げるためには、各色のレス
ポンスを狭帯域にする方法がある。特開平３ー４２６８
６号公報でも照明光を狭帯域にすることが提案されてい
るが、３ラインセンサギャップを充分小さくしていない
ため、照明光の帯域幅を１０ｎｍ程度にしなければなら
ず、これを特開平３ー４２６８６号公報の実施例のよう
に干渉フィルタを照明ランプに蒸着する方法で実現する
のでは、光量ロスが大きくなりすぎる。

【００４３】また上記のように、単純にセンサの読取ラ
イン間ギャップを小さくしただけでは、光学的なクロス
トークが発生する。３ラインＣＣＤの各読取ラインに波
長選択性の色フィルタを設けなければ、この影響をさけ
ることが難しい。

【００４４】そこで、実施例１の光学系に加えて、３波
長型の蛍光ランプを照明として使うことで、さらに副走
査方向の解像力を改善することができる。

【００４５】図７に３波長型の蛍光ランプの分光特性を
示す図、図８はカラーＣＣＤの分光感度特性を示す図、
図９は３波長型蛍光ランプとカラーＣＣＤをかけあわせ
た分光レスポンスを示す図である。

【００４６】分光特性が図７に示すようなタイプの３波
長型蛍光ランプは、蛍光管の内壁に３色発行の蛍光体を
塗布したもので、すでに家庭用にも使われているもので
ある。図７に示した分光特性は３波長型の中でも、青の
強いデイライト型のものである。これに対して、カラー
ＣＣＤは、図８に示すような分光感度特性を有する。し
たがって、これらをかけあわせると、その分光レスポン
スは、図９に示すようなものとなり、図６に示したレス
ポンスに比べて、レスポンスの帯域幅が約半分となるの
で、副走査方向のボケも半分にすることができる。

【００４７】このようにレスポンスを狭帯域にすること
で、読取原稿の色材の差によって、読取特性に影響をう
けるメタメリズムという問題が出てくる。カラー複写機
の読取系として原稿に忠実な色再現が求められる場合に
は、このメタメリズムが問題となるが、コンピュータ周
辺機器用の画像入力機器などの用途ではこのメタメリズ
ムの影響はさして重要とはならない。

【００４８】特開平３ー４２６８６号公報では、３ライ
ンセンサのライン間ギャップが大きかったため、照明と
して帯域幅を±１０ｎｍ程度に狭めた狭帯域バンドパス
干渉フィルタを用いていた。このため、光量ロスが多す
ぎて実用的でなかったが、本実施例では先のセンサ構造
の提案により、予め副走査方向のボケに対策をうった光
学系と組み合わせることで、３波長型蛍光ランプという
実用的な光源と組み合わせることが可能となった。この
光源はバンドパスフィルタに比べれば、波長の帯域は広
くなるが、実施例１の元々副走査方向のボケの少ない光
学系と組合せれば充分な性能となる。また、３波長型蛍
光ランプは、発光の過程で、ＲＧＢの３波長に光エネル
ギが集中しているので、バンドパスフィルタなどによる
光量ロスも発生しない。

【００４９】また、特開平３ー４２６８６号公報の提案
で、単純にセンサギャップを小さくしていっただけで
は、上記のような光学的クロストークの影響が非常に強
くなるので、実用化が難しい。しかし本発明のように、
３ラインセンサにカラーフィルタを被せた構造のカラー
ＣＣＤと組み合わせることで、狭帯域光源を用いた効果
を高めることができる。

【００５０】本発明の実施例では、カラーセンサのフィ
ルタの分光感度特性として、従来あるＣＣＤの分光感度
特性のものを使ったが、ＣＣＤチップ上に被せるフィル
タの色特性は、染料・顔料の種類の選択による自由度が
あるので、これを短波長側によせることで、ブロードな
青の分光特性をさらに狭帯域にすることができる。

【００５１】図１０はＢの分光感度特性を短波長側にず
らしたカラーＣＣＤセンサの分光感度特性を示す図、図
１１は図１０に示すカラーＣＣＤセンサと３波長型蛍光
ランプとを組み合わせた場合の分光レスポンスを示す図
である。

【００５２】図８に示したＢの分光感度特性を短波長側
に３０ｎｍずらし、５００ｎｍ付近のＢとＧの重なりを
なくしたものが図１０であり、この分光感度特性を使え
ば分光レスポンスは、図１１に示すようになるので、Ｂ
の帯域幅が狭まって、副走査方向のボケがさらに改善す
ることができる。

【００５３】なお、この分光感度特性にした場合、Ｂの
出力が減るという問題もあるが、３波長型蛍光ランプの
場合、３色の蛍光体のブレンド比を変えることで、カラ
ーバランスの調整を行うことができ、青の発光比の強い
蛍光ランプにすることは、容易である。

【００５４】図１２はプリズムとレンズをユニット化し
た構成例を示す図、図１３は２種のガラスの屈折率波長
依存性を示す図、図１４はプリズム系のパラメータの例
を示す図である。

【００５５】上記の実施例１では、プリズムをレンズと
独立して設置していたが、上記のようにプリズムの設置
位置・設置角度に対して、色分散量がほどんど変化しな
い。このことは、逆にいえば、個々の機械に対して調整
の必要がないということである。そこで、図１２に示す
ようにレンズとプリズムを１つのユニットにしてしまう
ことができる。このようにすることで、個々に位置調整
を行う必要がなくなるだけでなく、マシンの組立て時に
レンズとプリズムが１つの部品として扱えるので、作業
工数を少なくすることができる。また組み立てにおい
て、光学部品が１つになるので、組立て工程上も簡単に
なる。しかも、この際の調整作業は、レンズユニット全
体と、ＣＣＤとの位置調整のみとなる。

【００５６】また、このレンズユニットに、ハロゲンと
組み合わせる場合や、蛍光ランプが低温時に発する赤外
アルゴン輝線をカットするために用いる熱線吸収フィル
タを組み込んでもよい。

【００５７】１つのプリズムのみで色分散を行う場合、
収差が若干残り、特に、レンズ系への入射画角が大きく
なる主走査方向周辺部の解像度が悪くなる。また、歪曲
も若干発生する。図１４はこれらの対策として図１３に
示す屈折率がほぼ等しく色分散の大きさの異なる２種の
ガラスを使って互いに屈折力を打ち消し、色分散の効果
のみを持たせたものである。この対策により上記収差と
歪曲の問題は改善される。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、プリズムによる色分散効果と組み合わせて３
ラインカラーＣＣＤにより選択的に色光を読み取るの
で、読取ラインから副走査方向にずれたラインの発した
光によりクロストークとして重畳される情報を除くこと
ができ、副走査方向のボケを引き起こす要因を低減する
ことができる。また、各読取ラインの間隔を小さし、副
走査方向のボケ量を小さくすることができる。さらに、
プリズム色分散の特性とカラーＣＣＤの配置、間隔を合
わせることにより、製作が容易で、なおかつコストの安
い、高性能のカラー画像読取装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るカラー画像読取装置の第１の実
施例を示す図である。

【図２】 カラーＣＣＤの構造を示す図である。

【図３】 ２種のガラスの屈折率波長依存性を示す図で
ある。

【図４】 プリズム系のパラメータを示す図である。

【図５】 プリズムのパラメータと分離幅との関係を示
す図である。

【図６】 色再現性を重視した場合の読取装置のレスポ
ンスを説明するための図である。

【図７】 ３波長型の蛍光ランプの分光特性を示す図で
ある。

【図８】 カラーＣＣＤの分光感度特性を示す図であ
る。

【図９】 ３波長型蛍光ランプとカラーＣＣＤをかけあ
わせた分光レスポンスを示す図である。

【図１０】 Ｂの分光感度特性を短波長側にずらしたカ
ラーＣＣＤセンサの分光感度特性を示す図である。

【図１１】 図１０に示すカラーＣＣＤセンサと３波長
型蛍光ランプとを組み合わせた場合の分光レスポンスを
示す図である。

【図１２】 プリズムとレンズをユニット化した構成例
を示す図である。

【図１３】 ２種のガラスの屈折率波長依存性を示す図
である。

【図１４】 プリズム系のパラメータの例を示す図であ
る。

【図１５】 従来のＣＣＤイメージセンサとその読取情
報を説明するための図である。

【図１６】 従来の３ラインＣＣＤの例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…原稿台ガラス、２…ランプ、３〜５ミラー、６…プ
リズム、７…レンズ、８…カラーＣＣＤ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿台上に載置された原稿を照明するラ
   ンプと、原稿画像を結像する結像レンズと、該結像レン
   ズの結像面に複数の読取ラインを持つセンサとを配置し
   た光路上に、読取画像を光学的に色分散させるためのプ
   リズムを挿入すると共に、センサとして各読取ラインで
   ある感光画素列上に色フィルタを貼りつけたカラーセン
   サを用い、原稿上の同一ラインの情報を複数の読取ライ
   ンに色分配して読み取るように構成したことを特徴とす
   るカラー画像読取装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラー画像読取装置にお
   いて、カラーセンサは、複数色の読取ラインである感光
   画素列に対し、転送電極を片側に１系統のみ設けると共
   に、２列の感光画素列を隣接して設けて残りの１列の感
   光画素列を２系統の転送電極を挟んで設けたことを特徴
   とするカラー画像読取装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のカラー画像読取装置にお
   いて、原稿と結像レンズとの間にプリズムを挿入したこ
   とを特徴とするカラー画像読取装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のカラー画像読取装置にお
   いて、プリズムを結像レンズの前面に一体化してユニッ
   ト化したことを特徴とするカラー画像読取装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のカラー画像読取装置にお
   いて、ＲＧＢの３波長にピークを持った分光特性の照明
   ランプを用いたことを特徴とするカラー画像読取装置。