JPH0758908A - カラー重ね合せ誤差の補正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】色分解光学系における各色のイメージ間の倍率
の違いによる重ね合せ誤差を補償する。 【構成】３色分解システムの線形フォト・センサ・アレ
イ１１２（赤色イメージ用）、１１４（緑色イメージ
用）、１１６（青色イメージ用）は、その上のピクセル
の間隔がそこに結像されるイメージの倍率に比例するよ
うに構成されている。これにより、各センサの出力に関
しては倍率の相違は相殺されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、物体のカラー
・イメージを表したデータ信号を発生する光学システム
に関するものであり、とりわけ、こうした光学システム
に用いられる、色の間のずれを補正するマルチ・アレイ
光センサ装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】カラー・スキャナ、ビデオ
・カメラ、カムコーダ(camcorder)等のようなイメージ
ング装置(imaging device)は、対象となる物体のカラー
・イメージを表したデータ信号を発生する。こうしたデ
ータ信号は、一般に、物体の赤、緑及び青のカラー成分
イメージを表した３つの独立したデータ信号から構成さ
れる。例えばVincentの米国特許第４，７０９，１４４
号にはカラー成分イメージ信号を発生するためのさまざ
まな方法が解説されているので、必要に応じてこの米国
特許を参照されたい。

【０００３】図１に、Boyd他の米国特許第４，９２６，
０４１号に解説されているフラット・ベッド・スキャナ
のような、先行技術による光学式スキャナの概略を示
す。この光学式スキャナ装置１０は、イメージング・レ
ンズ・アセンブリ１４によって走査線１２のイメージを
形成する。レンズ・アセンブリ１４は、像面ＰＰに走査
線１２のイメージを形成する。イメージング光ビーム１
８の光路内にはビーム・スプリッタ・アセンブリ１６が
配置されており、イメージング・ビーム１８を分割し
て、平行で、間隔のあいた長手方向の中心軸を備える、
赤、緑及び青のカラー成分ビーム２２、２４、２６を形
成させる。

【０００４】ビーム・スプリッタ・アセンブリ１６は、
支持部材３２、第１の透明板部材３４及び第２の透明板
部材３６を有する第１のビーム・スプリッタ３０を具備
している。第１の透明板部材３４には、その一方の表面
にダイクロイック・コーティング３８が施されている。
このコーティングは、赤色光を反射するダイクロイック
・コーティングであってよい。第１の透明板部材３４
は、そのもう一方の表面に、緑色光を反射する第２のダ
イクロイック・コーティング４２が施されている。第２
の透明板部材３６の第１の表面４６が、ダイクロイック
・コーティング４４に隣接して配置されている。第２の
透明板部材３６の第２の表面４８には、青色光を反射す
るダイクロイック・コーティングであってよい第３のダ
イクロイック・コーティング４９が施されている。第１
のダイクロイック・コーティングと第２のダイクロイッ
ク・コーティングとの距離Ｘ₁は、第２のダイクロイッ
ク・コーティングと第３のダイクロイック・コーティン
グとの距離Ｘ₂に等しい。

【０００５】ビーム・スプリッタ・アセンブリ１６は、
支持部材５２、第１の透明板部材５４及び第２の透明板
部材５６を有する第２のビーム・スプリッタ５０を具備
している。第２のビーム・スプリッタは、ダイクロイッ
ク層の順序が逆になっている、すなわち赤色光を反射す
るダイクロイック層５７がビーム・スプリッタ５０の露
出表面に配置され、緑色光を反射するダイクロイック層
５８が２つの透明板部材の間に配置され、青色光を反射
するダイクロイック層６０が透明板部材５４と支持部材
５２の間に配置されるという点を除けば、第１のビーム
・スプリッタと同じになるように構成してよい。コーテ
ィング層５７、５８、５９及び６０の間の距離は透明板
部材３４と３６での距離に等しい。従って、Ｘ₁＝Ｘ₂＝
Ｘ₃＝Ｘ₄となる。上で引用した米国特許に詳述されてい
るように、こうした複合ビーム・スプリッタ・アセンブ
リ１６を利用する目的は、カラー成分ビーム２２、２
４、２６がビーム・スプリッタを通過する際のこれらの
ビームのそれぞれの光路長を等しくして、フォーカシン
グされた赤、緑及び青のイメージ６２、６４、６６が、
全て、成分ビームの中心縦軸に対して垂直に延びる単一
の像面ＰＰに焦点を結ぶようにすることにある。しか
し、図１に図示されているように、フォーカシングされ
たイメージ６２、６４及び６６は、実際には、レンズ・
アセンブリ１４の色収差のために同じ平面上にはこな
い。色収差の量は、特定のレンズ設計及び機能によって
決まる。図１の例では、赤及び青の成分ビーム２２、２
６は、最良の焦点距離がほぼ同じであるが、緑の成分ビ
ーム２４は、他の２つのビームに比べると、最良の焦点
距離がかなり短くなっている。

【０００６】図２は、光学式スキャナ装置１０に用いる
のに適した光センサ装置８０の平面図を示す。光センサ
装置８０には、赤色光イメージ６２を検知するようにし
た第１の線形センサ・アレイ８２、緑色光イメージ６４
を検知するようにした第２の線形センサ・アレイ８４、
青色光イメージ６６を検知するようにした第３の線形セ
ンサ・アレイ８６が設けられている。線形センサ・アレ
イ８２、８４、８６は同一平面上にあり、長さが等し
く、等しい間隔をあけて配置されている。

【０００７】各線形センサ・アレイは、それぞれ、光セ
ンサ８０の各動作間隔毎に、それに入射した光の強度及
び持続時間を表すデータ信号を発生する、隣接して配置
された単一の行をなす画素（ピクセル）９１、９３、９
５から構成される。各ピクセルのサイズ及び形状は同一
である。典型的なピクセルは、形状が正方形で、例えば
縦方向及び横方向が７．０００ミクロンであってよい。
ある典型的な光センサ装置では、各線形センサ・アレイ
８２、８４、８６毎に、５，３４０個のピクセルが設け
られている。光センサ装置８０の典型的な動作間隔は
４．６ミリ秒である。従って、各動作間隔の終了時に、
光センサ装置は、第１の線形センサ・アレイ中の個々の
ピクセルからの離散的データを含む第１の信号部分、第
２の線形センサ・アレイ中の個々のピクセルからの離散
的データを含む第２の信号部分及び第３の線形センサ・
アレイ中の個々のピクセルからの離散的データを含む第
３の信号部分を有するデータ信号を発生する。このデー
タ信号は、例えば電気接点８８、９０等によってフィル
タリング回路等に送られ、更に、最終的には、データ信
号中の情報を記憶したり、あるいはこの信号を使って、
例えば従来のディスプレイ・モニタ（図示せず）または
従来のカラー・プリンタ（図示せず）を用いて、物体の
カラー表示イメージを生成することのできるパーソナル
・コンピュータ等（図示せず）に送られる。

【０００８】図１に示すように、光センサ装置８０は、
３つのセンサ・アレイ８２、８４、８６の平面がレンズ
・アセンブリ１４の公称像面ＰＰと一致するように配置
されている。しかし、レンズの色収差により、フォーカ
シングされたカラー成分イメージ６２、６４、６６が全
て単一平面内に位置するわけではないので、実際には、
単一像面ＰＰは存在しない。前述のように、この例で
は、カラー成分イメージ６２及び６４はほぼ同じ平面内
に位置するが、カラー成分イメージ６４はこの平面内に
は位置しない。倍率が−０．１６５のレンズ・アセンブ
リを利用した典型的な実施例では、イメージ６４は、イ
メージ６２及び６６の面から７０〜９５ミクロンの間隔
があいているかもしれない。こうした状況では、イメー
ジ６４の位置とイメージ６２及び６６の位置との間のほ
ぼ中間にあたる公称像面ＰＰにセンサ装置８０のセンサ
面を置くことによって、各成分イメージの近似焦点が得
られる。従って、平面ＰＰは、フォーカシングされたイ
メージ６２、６４、６６のいずれの位置とも一致しない
ので、イメージ６２、６４、６６のそれぞれにわずかな
ぼけが生じる。

【０００９】現在のところ、色収差の影響を最小限に抑
えるため、色消し二重レンズ及びその他の複合レンズの
設計が利用されている。これらのシステムは、２つの設
計波長で同時に焦点を合わせることが可能であるが、連
続スペクトルに対しては、同じ像面に３つのカラー成分
ビームの焦点を同時に合わせることはやはり不可能であ
る。色消し二重レンズは生産コストも高くつく。

【００１０】上述の焦点エラーの問題を克服するために
用いられる別の方法は、レンズではなく曲面リフレクタ
またはミラーを利用する光学系を設計することである。
しかし、こうした解決案は極めてコストが高く、また曲
面リフレクタの中央が暗くなるため光センサに送られる
イメージング光の量が制限される。

【００１１】レンズ色収差の別の補正方法は、Steinle
の米国特許第５，０４０，８７２号に解説されているよ
うに、特定の成分ビームの光路長を変えるため、厚さの
異なるガラス板を備えた複合ビーム・スプリッタを用い
ることである。しかし、この技法に関する問題は、フォ
ーカシングされた成分ビームの像面における倍率が異な
るので、その結果得られるデータ信号にカラー重ね合せ
誤差が生じるということである。

【００１２】一般に、カラー成分のフォーカス精度に関
する上述の問題点を克服し、それにもかかわらず、比較
的製造コストが安価であり、イメージの解像度に優れ、
関連するレンズ・アセンブリにおいて必要なレンズの数
を最小限に抑える光学系を提供することが望ましい。

【００１３】

【目的】本発明は、イメージング・レンズの色収差によ
って生じる、カラー・イメージング装置におけるフォー
カス誤差の問題を克服するための方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【概要】本発明のイメージング・システムでは、各カラ
ー成分ビームによって生じるイメージの焦点が同じ像面
に正確に合うように、カラー成分ビームの光路長を互い
に調整する。複合ビーム・スプリッタ装置では、この調
整は、ビーム・スプリッタ及び透明板部材の板厚調整に
よって行うことができる。しかし、３つのカラー成分イ
メージの焦点距離は同じではないので、比較的短い焦点
距離のカラー成分ビームは、比較的長い焦点距離のカラ
ー成分ビームに比べて、像面に生じるイメージが相対的
に小さくなる。その結果、線形センサ・アレイ中の照射
されるピクセル数は、小さいイメージよりも、大きいイ
メージのほうが多くなるので、カラー重ね合せ誤差とし
て知られる問題が生じる。この問題を単純に述べると、
各カラー成分イメージに関連したピクセルが１対１で対
応しないということである。

【００１５】本発明は、２つの代替方法によってこの複
数の色の間の重ね合せの問題を克服する。

【００１６】１つの方法によれば、線形光センサ・アレ
イのそれぞれが発生するデータ信号を操作することによ
って、各光センサ・アレイからのピクセル・データの量
を等しくする。この結果は、大きい方のイメージに関連
した光センサからの信号から選択されたピクセル・デー
タを取り除くことによって得ることもできるし、あるい
は、「擬似ピクセル」または「エミュレートされたピク
セル」データを生成して、小さい方のイメージに関連し
た光センサからの信号に加えることによって得てもよ
い。小さい方のイメージによって照射されない、小さい
方のイメージに関連したアレイの端部ピクセルについて
は、ディスエーブルすることもできるし、あるいは信号
処理技法を利用して信号から取り除いてもよい。こうし
た技法（ピクセルの追加及びピクセルの除去）は、両方
とも、すぐに利用できる。

【００１７】カラー重ね合せ誤差問題を補正するための
別の方法は、光センサ・アレイが全て同じサイズではな
い場合でも各光センサ・アレイに含まれるピクセル数が
同じになるように、配置されている特定の線形センサ・
アレイに合わせて拡大または縮小されたピクセルを備え
る光センサ・アレイを構成することである。これを行う
方法の１つは、各線形センサ・アレイに入射するイメー
ジの相対的なサイズに合わせて、各ピクセルのサイズを
正確に拡大または縮小(scale)することである。例えば
一対の線形光センサ・アレイでは、第１の線形光センサ
・アレイにピントを合わせられるライン・イメージが、
第２の線形光センサ・アレイに対応したライン・イメー
ジより２パーセント長い場合、第１の線形光センサ・ア
レイのピクセルは第２の線形光センサ・アレイのピクセ
ルに比べて２パーセント長いものと解釈される。この同
じ技法は、長さではなくピクセルの長さと幅の両方を拡
大または縮小することを除けば、２次元タイプのアレイ
に利用することできる。

【００１８】従って、本発明は、イメージングされる物
体の第１のカラー成分イメージを表した第１のデータ信
号を発生するための第１の所定数のピクセルを備える第
１の光センサ・アレイと、イメージングされる前記物体
の第２のカラー成分イメージを表した第２のデータ信号
を発生するための第２の所定数のピクセルを備える第２
の光センサ・アレイと、光センサ・アレイ手段に動作上
関連付けられ、第１のカラー成分イメージと第２のカラ
ー成分イメージとの間におけるイメージ・サイズの予め
定められた差によるカラー重ね合せ誤差の補正を行うカ
ラー重ね合せ誤差補正手段を設ける事ができる。

【００１９】本発明は、また、光センサ装置の第１と第
２のピクセル・アレイに同じ物体の第１と第２のカラー
成分イメージを形成させる光学系において、第１と第２
のカラー成分のイメージ間のサイズ比を求めるステップ
と、第１のカラー成分イメージに対応するデータ信号に
第２のカラー成分イメージに対応するデータ信号と同じ
数のピクセルからのデータが含まれるように光センサ装
置を構成するステップを設けたカラー重ね合せ誤差を補
正する方法とすることができる。

【００２０】

【実施例】図３には、距離Ｘ₁がＸ₂より長く、距離Ｘ₃
が距離Ｘ₄より長く、Ｘ₁＝Ｘ₃及びＸ₂＝Ｘ₄である点を
除けば、図１を参照して上で述べたものと同一のレンズ
・アセンブリ１４及びビーム・スプリッタ・アセンブリ
１６を備えていてよいカラー光学式スキャナ装置１１が
示されている。距離Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄は、カラー成分
ビーム２２（赤）及び２６（青）がカラー成分ビーム２
２及び２６の焦点距離にちょうど等しいところの、夫々
等しい像面までの光路長を持ち、またカラー成分ビーム
２４（緑）の像面までの光路長が、カラー成分ビーム２
４及び２６の光路長より短くなるように選択されてい
る。従って、３つのカラー成分イメージ６２、６４、６
６は、全てセンサ装置１１０のセンサ・アレイが配置さ
れた像面ＱＱ上で正確にピントが合う。

【００２１】・ピクセルの物理的拡大または縮小 図４は、それぞれ、赤、緑及び青のイメージ６２、６４
及び６６を検知するのに適した３つの線形光センサ・ア
レイ１１２、１１４、１１６を備える光センサ装置１１
０の一実施例の平面図である。光センサ１１２と１１６
は長さが等しい。光センサ１１４は、他の２つの光セン
サ・アレイに比べると長さが例えば０．１１５％といっ
たわずかな値だけ短い。３つの線形光センサ・アレイの
全ての中央のピクセル１２２、１２４、１２６は、各線
形アレイの長手方向の軸を二等分し、またこの軸に対し
て垂直に延びる軸ＣＣに沿って横方向に整列している。

【００２２】光センサ・アレイ１１４と光センサ・アレ
イ１１２の長さ比は、赤のイメージ６２と緑のイメージ
６４とのイメージ・サイズ比と同じである。本発明の一
実施例では、線形光センサ・アレイ１１２のピクセルに
対する線形フォトセンサ・アレイ１１４のピクセルの縮
尺が、ピクセル長、すなわち光センサ・アレイの長手方
向の軸に沿って測定された寸法で見た場合の２つの線形
光センサ・アレイの長さ比に完全に一致する。各アレイ
における各ピクセルの幅、すなわち線形光センサ・アレ
イの横方向に測定された寸法は、各アレイで同一であっ
てよい。従って、線形光センサ・アレイ１２２、１２４
及び１２６中のピクセル数は等しく、この結果、各アレ
イのピクセルが１対１で対応して、このシステムでのカ
ラー重ね合せ誤差が回避される。

【００２３】本発明の別の望ましい実施例では、線形光
センサ・アレイ１１４の一部だけが線形光センサ・アレ
イ１１２及び１１６とサイズが異なる。特定の拡大また
は縮小を施されたサイズのピクセル長を指定するのが困
難かまたは不可能な本発明の商用の実現形態では、この
構成によって妥当な代替案が得られる。もっと寸法の小
さいピクセルが線形光センサ・アレイ１１４全体にわた
って等間隔に配置され、線形光センサ・アレイ１１４中
のピクセルの個数が線形光センサ・アレイ１１２中のピ
クセルの個数と同じになるようなサイズ及び数になって
いる。本発明のこの実施例では、各線形光センサ・アレ
イ中のピクセル数が等しいとしても、線形光センサ・ア
レイ１１４と１１２のピクセル間には各色の間にごくわ
ずかな重ね合せ誤差が生じる。しかし、サイズを縮小し
たピクセルを等しい間隔で充分な個数混入させることに
よって、任意の２つのピクセル間における最大重ね合せ
誤差を極めて小さく、また人間の目には見えないよう
に、重ね合せの誤差をごく低いレベルに抑えることがで
きる。表１及び２には、カラー光学スキャナにおけるピ
クセルの典型的な寸法及び間隔を示す。ここで、線形光
センサ・アレイ１１２及び１１６の長さは３７，３８０
μｍ、線形光センサ・アレイ１１４の長さは３７，３３
７μｍであり、各線形ピクセル・アレイには５，３４０
個のピクセルが含まれている。表１に示すように、緑用
のアレイの長さが緑のイメージの長さに釣り合った長さ
にまで短くなるように、緑用のアレイのピクセルは３１
個毎に縮小されたサイズを持っている。従って、この線
形光センサ装置１１０によって生じるデータ信号では、
３つのカラー成分イメージの全てについてほぼ正確な色
の間の重ね合せが得られる。もちろん、短い（緑の）光
センサ・アレイにおける間隔をあけた小さいピクセルを
用いるかわりに、各アレイ中のピクセル数を等しいもの
に保つようにすることために普通のものよりも間隔があ
いたピクセルを長いアレイに混ぜる事によって、同じ結
果を得ることができることが理解できるだろう。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】・ピクセル・データ信号の操作 各アレイ中で、全てのピクセルが同じサイズでありまた
各アレイの長さが等しい線形フォトセンサからのデータ
信号を調節する方法を図５中の処理シーケンスに示す。
この例でも、前述の例のように、緑のイメージが短いイ
メージであり、青のイメージは赤のイメージと等しい長
さなのであるが、これが長いイメージである。この実施
例では、光センサ１１０（図３）は、図２の装置８０に
関して上述したものと同じ構成にしてよい。すなわち全
ての線形アレイを同じ長さにし、そのピクセルを全く同
じサイズにし、ピクセル数を同じにしてよい。この実施
例では、データ処理装置１１１の処理回路またはソフト
ウェアが図５に示す機能を実行してよい。もちろん、図
５に示すデータ操作法の最初の３ステップは、ピクセル
・データをカウントして適切なデータを除外することが
この回路で実行される唯一の機能になるようにするとい
う特定のシステム仕様に基づく設計時点での設定ステッ
プとして実現する事もできる。

【００２７】以下に、図５の各ブロックでの動作の内容
を示す。 ５０１：長い方のカラー成分イメージが夫々のアレイ中
の全ピクセルに入射するイメージング・アセンブリにお
いて、短い方の（つまり緑の）色成分イメージと長い方
の（つまり赤あるいは青の）色成分イメージの間の長さ
の比Ｒを求める。 ５０２：１つの線形フォトセンサ・アレイ中のピクセル
の個数にＲを乗算し、その結果から１つの線形フォトセ
ンサ・アレイ中のピクセルの個数を引き算して、各フォ
トセンサ・アレイ信号から除外すべき「除外ピクセル」
の個数Ｎを求める。 ５０３：１つのフォトセンサ・アレイ中のピクセルの個
数をＮで除算して各長い方のイメージ・アレイ中の除外
ピクセルの位置を求める（すなわち、Ｎ番目毎のピクセ
ルが除外ピクセルである）。 ５０４：データ信号中の長い方のイメージ・センサ・ア
レイ（赤及び青）に対応する部分で、中央のピクセルか
ら始めて両方向で外側へ向かって、Ｎ番目毎のピクセル
に対応するデータを除去する。 ５０５：データ信号中の短い方のイメージ・センサ・ア
レイ（緑）に対応する部分で、その先頭Ｎ／２個及び末
尾Ｎ／２個のピクセルに対応するデータを除去する。 ５０６：各線形フォトセンサからの残ったピクセル・デ
ータの間の関係を付ける。この関係付けは、各アレイの
中央からのデータを関係付け、次に両方向に外側へ向か
って、各アレイ中の各ピクセルが他のアレイの各々の中
に１つの対応するピクセルを有するように処理を行なう
事によってなされる。

【００２８】色の間の正確な重ね合せを達成するための
同様の信号操作方法では、「擬似ピクセル」からのデー
タを、短い方のセンサからのデータ・ストリームに等間
隔に挿入する。挿入される擬似ピクセルの個数も、やは
りイメージ間の長さの比に基づいて決まる。各擬似ピク
セルの値はデータ・ストリームにおけるその位置によっ
て決まり、データ・ストリームにおけるその挿入ポイン
トの隣の２つのピクセルの平均値に等しくなるようにし
てもよい。追加または除去技法を利用し、短い方のセン
サからのデータ信号を最初に処理して、このセンサに対
応する短い方のイメージが入射しないピクセルに対応し
たピクセル・データを取り除く。こうする代わりに、単
純に短い方のイメージに対応したセンサがこのイメージ
と同じである釣り合う長さになるように、少ない個数の
ピクセルで構成することもできる。

【００２９】図５に示すデータ信号操作方法によって生
じる相対的誤差は、図６に示すように極めて少なくする
ことができ、表１及び表２に関連して上述した拡大また
は縮小したピクセル・アセンブリの実施例に関連した誤
差とほぼ同じになる。

【００３０】図７は、３つの２次元ピクセル・アレイ１
５２、１５４、１５６を備えた光センサ装置１５０の平
面図である。各アレイのピクセル１６０、１６１、１７
０、１７１等はサイズ及び形状が同じであり、アレイ１
５２、１５４、１５６はサイズ及び形状が同じである。
装置１５０に関連した光学アセンブリは、アレイ１５
２、１５４及び１５６が配置された像面にライン・イメ
ージではなく２次元イメージが投影されるという点を除
けば、全ての成分イメージのピントを像面上で合わせ
る、図３に関連して上述したものと同じである。もちろ
ん、カムコーダ等に用いられているような２次元イメー
ジを生じる他の光学系を用いてもよい。

【００３１】図７の実施例では、カラー重ね合せ誤差
は、「ピクセル除外」機能が、１次元アレイではなく２
次元アレイに関連して実施される点を除けば、図５に関
連して解説したのと同じ一般的なやり方で補正される。
従って、ピクセルの各行において単一行のモデルの場合
と同じデータを除外することができ、更に全ての行から
のピクセル・データが各行に沿ったピクセル除外間隔に
ほぼ対応する等しい間隔をあけて除外される。除外され
る（または「擬似ピクセル」の形で挿入される）ピクセ
ル・データの量は、前述の例と同様、各ピクセル・アレ
イに対応する成分イメージのサイズ比によって決まる。

【００３２】図８に示すように、同一の２次元ピクセル
・アレイ１５２、１５４、１５６を備えた光センサを利
用するのではなく、拡大または縮小した２次元ピクセル
・アレイ１８２、１８４、１８６を用いてカラー重ね合
せ誤差を除去することができる。従って、図面に誇張し
て示すように、図８の実施例では、異なる各アレイ１８
２、１８４、１８６中のピクセル１９０、１９１等は、
そのアレイに対応するカラー成分イメージのサイズに合
わせて拡大または縮小されている。

【００３３】本願明細書に開示した本発明の概念は、さ
まざまな別のやり方で実施することができるように考慮
されており、特許請求の範囲は、先行技術によって制限
される場合を除いて、本発明の上述したもの以外の実現
形態も包含するものと解釈されることを意図している。

【００３４】ここで、本発明の実施の態様をまとめる
と、以下のようになる。

【００３５】〔実施の態様１〕イメージングされた物体
の第１のカラー成分イメージを表す第１のデータ信号を
発生するための、第１の所定数のピクセルを備えた第１
の光センサ・アレイ手段と、イメージングされた前記物
体の第２のカラー成分イメージを表す第２のデータ信号
を発生するための、第２の所定数のピクセルを備えた第
２の光センサ・アレイ手段と、前記光センサ・アレイ手
段と差動的に関連して、前記第１のカラー成分イメージ
と前記第２のカラー成分イメージとの間のイメージ・サ
イズの判定された差によるカラー重ね合せ誤差の補正を
行うカラー重ね合せ誤差補正手段を設けた光センサ装
置。

【００３６】〔実施の態様２〕カラー重ね合せ誤差補正
手段が、前記第１と第２のデータ信号の少なくとも一方
に基づいて動作するデータ処理手段から構成されること
を特徴とする実施の態様１記載の光センサ装置。

【００３７】〔実施の態様３〕第１のカラー成分イメー
ジが前記第２のカラー成分イメージよりも大きく、前記
データ処理手段が、前記第２のデータ信号を処理して前
記前記第２のデータ信号から予め定められたピクセルに
対応したデータを除去し、前記第１のデータ信号とほぼ
同じ数のピクセルからのデータが前記処理された第２の
データ信号によって提供されるようにする手段を有する
ことを特徴とする実施の態様２記載の光センサ装置。

【００３８】〔実施の態様４〕前記第２の線形光センサ
・アレイ中の前記除去されるデータが対応する前記予め
定められたピクセルが前記第２の光センサ・アレイ中で
ほぼ等しい間隔をあけて配置されることを特徴とする実
施の態様３記載の光センサ。

【００３９】〔実施の態様５〕第１のカラー成分イメー
ジが、前記第２のカラー成分イメージより大きく、前記
データ処理手段が、前記第１のデータ信号を処理して、
前記第１のデータ信号にエミュレートされた追加ピクセ
ルに対応するデータを挿入し、前記第１のデータ信号と
ほぼ同じ数のピクセルからのデータが、元来あったピク
セルと前記処理された第１のデータ信号の前記エミュレ
ートされたピクセルによって提供されるようにすること
を特徴とする実施の態様２記載の光センサ。

【００４０】〔実施の態様６〕前記エミュレートされた
ピクセルが、前記第２の光センサ・アレイ中でてほぼ等
しい間隔をあけて配置されることを特徴とする実施の態
様５記載の光センサ。

【００４１】〔実施の態様７〕前記カラー重ね合せ誤差
補正手段が、前記第１の光センサ・アレイ手段中の前記
ピクセルに対して拡大または縮小された拡大／縮小ピク
セルを前記第２の光センサ・アレイ手段中に有するとと
もに、前記第１と第２の光センサ・アレイ手段のサイズ
が異なることを特徴とする実施の態様１記載の光セン
サ。

【００４２】〔実施の態様８〕前記第２の光センサ・ア
レイ手段中の前記ピクセルが同じサイズであり、前記カ
ラー成分イメージ間のサイズ比に対応して、前記第１の
光センサ・アレイ手段中の前記ピクセルに対して拡大ま
たは縮小されていることを特徴とする実施の態様７記載
の光センサ。

【００４３】〔実施の態様９〕前記第２の光センサ・ア
レイ手段中の第１の個数のピクセルが前記第１の光セン
サ・アレイ手段中の第１の個数のピクセルと同じサイズ
であり、前記第２の光センサ・アレイ手段にほぼ等しい
間隔をあけて配置された第２の個数のピクセルは前記第
１の光センサ・アレイ手段中のピクセルとサイズが異な
り、前記第２の個数のピクセルは、前記第１のデータ信
号に前記第２のデータ信号とほぼ同じ個数のピクセルか
らのデータが含まれるようにサイズが拡大または縮小さ
れることを特徴とする実施の態様７記載の光センサ。

【００４４】〔実施の態様１０〕以下のステップ(a)及
び(b)を設け、光センサ装置の第１及び第２のピクセル
・アレイ上に同じ物体の第１及び第２のカラー成分イメ
ージを形成させる光学系におけるカラー重ね合せ誤差を
補正する方法： (a)前記第１及び第２のカラー成分のイメージ間のサイ
ズ比を求める、(b)前記サイズ比に基づいて、前記第１
のカラー成分イメージに対応するデータ信号中に前記第
２のカラー成分イメージに対応するデータ信号と同じ個
数のピクセルからのデータが含まれるように、光センサ
装置を構成する。

【００４５】〔実施の態様１１〕前記ステップ(b)が、
前記第２のピクセル・アレイによって最初に出力された
データ信号を操作して、前記第２のピクセル・アレイ中
の予め定められたピクセルに対応したデータを取り除く
ステップを有することを特徴とする実施の態様１０記載
の補正方法。

【００４６】〔実施の態様１２〕前記ステップ(b)が、
前記第２のピクセル・アレイによって最初に出力された
データ信号を操作してデータを追加し、前記第１のピク
セル・アレイの予め定められた位置への追加ピクセルの
出力をエミュレートするステップを有することを特徴と
する実施の態様１０記載の補正方法。

【００４７】〔実施の態様１３〕前記ステップ(b)が以
下のステップ(bー1)及び(bー2)を有することを特徴とする
実施の態様１０記載の補正方法： (bー1)前記第１及び第２のピクセル・アレイを、前記第
１及び第２のカラー成分イメージのサイズに対応した互
いに異なるサイズになるように構成する； (bー2)前記第２の線形ピクセル・アレイ中のピクセルの
少なくとも一部を前記第１のピクセル・アレイ中の前記
ピクセルと異なるサイズになるように構成する。

【００４８】〔実施の態様１４〕前記ステップ(bー2)
が、前記ステップ(a)で求められた前記イメージの比に
対応するところの、前記第１のアレイ中の前記ピクセル
に対するスケールに基づいて、前記第２のピクセル・ア
レイ中の前記ピクセルの全てを構成することを含むこと
を特徴とする実施の態様１３記載の補正方法。

【００４９】〔実施の態様１５〕前記ステップ(bー2)
は、前記第２のピクセル・アレイ中のピクセルのいくつ
かを、前記第２のピクセル・アレイ中の他のピクセルと
は異なる均一なサイズであって前記第２のアレイ上に等
間隔のパターンで配置されるように構成することを含む
ことを特徴とする実施の態様１３記載の補正方法。

【００５０】〔実施の態様１６〕以下のステップ(a)及
び(b)を設け、物体のカラー成分イメージを検知するの
に用いられる個別のピクセル・アレイを設けた複数の独
立したイメージング部分が設けられる光センサ装置であ
って、像面にサイズの異なる少なくとも第１及び第２の
カラー成分イメージが形成されるイメージング・システ
ムにおける光センサ装置を構成する方法： (a)前記第１及び第２のカラー成分イメージのそれぞれ
についてサイズを求める； (b)前記イメージング部分の各々にピントが合わせられ
たカラー成分イメージに応答して当該イメージング部分
の各々によってほぼ同じ数のピクセルからのデータを有
するデータ信号が生成されるように、各前記イメージン
グ部分を構成する。

【００５１】〔実施の態様１７〕前記ステップ(b)が以
下のステップ(bー1)及び(bー2)を有することを特徴とする
実施の態様１６記載の光センサ装置構成方法： (bー1)第１のピクセル・サイズの複数のピクセルを用い
て、第１のピクセル・アレイを前記第１のカラー成分イ
メージの前記予め定められたサイズと少なくとも同じサ
イズに構成する； (bー2)前記第２の光センサ・アレイ中の前記第２のカラ
ー成分イメージが入射するピクセルの総数が、前記第１
の光センサ・アレイ中の前記第１のカラー成分イメージ
が入射するピクセルの総数とほぼ等しくなるように、少
なくともそのうちのいくつかは前記第１のピクセル・サ
イズとは異なるサイズである複数のピクセルを用いて前
記第２のカラー成分イメージの前記予め定められたサイ
ズと少なくとも同じだけのサイズを有する第２のピクセ
ル・アレイを構成する。

【００５２】〔実施の態様１８〕前記ステップ(b)が以
下のステップ(bー3)及び(bー4)を有することを特徴とする
実施の態様１６記載の光センサ装置構成方法： (bー3)同じサイズのピクセルによって第１と第２のピク
セル・アレイを構成する； (bー4)処理済みの第２のピクセル・アレイからのデータ
信号が第１のピクセル・アレイからのデータ信号とほぼ
同じ数のピクセルからのデータを含むように、第２のピ
クセル・アレイからのデータ信号を処理し、予め定めら
れたピクセルに対応するデータを選択的に除去する処理
装置を提供する。

【００５３】〔実施の態様１９〕以下の(a)ないし(d)を
設け、物体のカラー成分イメージを表すデータ信号を発
生するためのカラー光学スキャナ： (a)像面に物体のイメージを形成するためのイメージン
グ・レンズ手段； (b)ビーム・スプリッタ手段：前記イメージング・レン
ズ手段を通るイメージング光ビームを、前記像面への光
路長が異なる少なくとも第１及び第２のカラー成分ビー
ムに空間的に分割する；これによって前記第１のカラー
成分ビームによって得られる第１のカラー成分イメージ
と前記第２のカラー成分ビームによって得られる第２の
カラー成分イメージのサイズが異なる； (c)第１の予め定められたサイズの複数のピクセルを有
し前記像面に前記第１のカラー成分ビームとアライメン
トを取って配置され、前記第１のカラー成分イメージを
表すデータ信号を生成する第１のピクセル・アレイ手
段； (d)前記像面に前記第２のカラー成分ビームとアライン
メントを取って配置され、前記第２のカラー成分イメー
ジを表すデータ信号を生成する第２のピクセル・アレイ
手段：前記第２のピクセル・アレイ手段は、前記第１の
予め定められたサイズとは異なる第２の予め定められた
サイズを有するとともに、その上に形成されるカラー成
分イメージに応答して前記各ピクセル・アレイによって
ほぼ同じ個数のピクセルからのデータが発生するよう
に、前記第１の予め定められたサイズに対する縮尺を有
する。

【００５４】〔実施の態様２０〕前記第１のピクセル・
アレイ中の前記ピクセルの全てが第１のサイズであり、
前記第２のピクセル・アレイ中の前記ピクセルの全てが
第２のサイズであり、前記第１及び第２のアレイ中の前
記ピクセルの間のサイズの比が前記第１と第２のカラー
成分イメージの間のサイズの比に相当することを特徴と
する実施の態様１９記載のカラー光学スキャナ。

【００５５】〔実施の態様２１〕前記第１のピクセル・
アレイ中の前記ピクセルの全てが第１のサイズであり、
前記第２のピクセル・アレイ中の第１の個数の前記ピク
セルが前記第１のサイズであり、前記第２のピクセル・
アレイ中の第２の個数のピクセルが第２のサイズであ
り、前記第１のピクセル・アレイが占める全ピクセル領
域と前記第２のピクセル・アレイが占める全ピクセル領
域の間のサイズの比が前記第１及び第２のカラー成分イ
メージの間のサイズの比に相当し、前記各ピクセル・ア
レイ中のピクセルの個数がほぼ同じであることを特徴と
する実施の態様１９記載のカラー光学スキャナ。

【００５６】

【効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、
各色間の重ね合わせを簡単にかつ高い精度を持って実現
する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術によるカラー光学スキャナの概略図。

【図２】３つの長さが等しい線形光センサ・アレイとサ
イズの等しいピクセルを備えた先行技術による光センサ
装置の平面図。

【図３】単一の像面において全てのカラー成分ビームの
ピントが合うようにカラー成分ビーム同士の光路長が調
整されたカラー光学スキャナの概略図。

【図４】長さが全て同じではない３つの線形光センサ・
アレイを備えた光センサ装置の平面図。

【図５】光センサ装置からのデータ信号に対する信号プ
ロセッサの処理を示すフローチャート。

【図６】図５の信号プロセッサによって得られるカラー
重ね合せ誤差の減少を示すグラフ。

【図７】それぞれにおけるピクセルのサイズが等しい３
つの同じ２次元光センサ・アレイを備えた光センサ装置
の平面図。

【図８】各アレイのサイズに合わせてピクセルに拡大ま
たは縮小を行なった、３つの同じではない２次元光セン
サ・アレイを備える光センサ装置の平面図。

【符号の説明】

１１：カラー光学装置 １４：レンズ・アセンブリ １６：ビーム・スプリッタ・アセンブリ ２２、２４、２６：カラー成分ビーム ６２、６４、６６：カラー成分イメージ １１０：線形光センサ装置 １１２、１１４、１１６：線形光センサ・アレイ １２２、１２４、１２６、１６０、１６１、１７０、１
７１、１９０、１９１：ピクセル １５０：光センサ装置 １５２、１５４、１５６：２次元ピクセル・アレイ １８２：拡大または縮小した２次元ピクセル・アレイ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イメージングされた物体の第１のカラー成
   分イメージを表す第１のデータ信号を発生するための、
   第１の所定数のピクセルを備えた第１の光センサ・アレ
   イ手段と、 イメージングされた前記物体の第２のカラー成分イメー
   ジを表す第２のデータ信号を発生するための、第２の所
   定数のピクセルを備えた第２の光センサ・アレイ手段
   と、 前記光センサ・アレイ手段と差動的に関連して、前記第
   １のカラー成分イメージと前記第２のカラー成分イメー
   ジとの間のイメージ・サイズの判定された差によるカラ
   ー重ね合せ誤差の補正を行うカラー重ね合せ誤差補正手
   段を設けた光センサ装置。
2. 【請求項２】カラー重ね合せ誤差補正手段が、前記第１
   と第２のデータ信号の少なくとも一方に基づいて動作す
   るデータ処理手段から構成されることを特徴とする請求
   項１記載の光センサ装置。
3. 【請求項３】第１のカラー成分イメージが前記第２のカ
   ラー成分イメージよりも大きく、 前記データ処理手段が、前記第２のデータ信号を処理し
   て前記前記第２のデータ信号から予め定められたピクセ
   ルに対応したデータを除去し、前記第１のデータ信号と
   ほぼ同じ数のピクセルからのデータが前記処理された第
   ２のデータ信号によって提供されるようにする手段を有
   することを特徴とする請求項２記載の光センサ装置。
4. 【請求項４】前記第２の線形光センサ・アレイ中の前記
   除去されるデータが対応する前記予め定められたピクセ
   ルが前記第２の光センサ・アレイ中でほぼ等しい間隔を
   あけて配置されることを特徴とする請求項３記載の光セ
   ンサ。
5. 【請求項５】第１のカラー成分イメージが、前記第２の
   カラー成分イメージより大きく、 前記データ処理手段が、前記第１のデータ信号を処理し
   て、前記第１のデータ信号にエミュレートされた追加ピ
   クセルに対応するデータを挿入し、前記第１のデータ信
   号とほぼ同じ数のピクセルからのデータが、元来あった
   ピクセルと前記処理された第１のデータ信号の前記エミ
   ュレートされたピクセルによって提供されるようにする
   ことを特徴とする請求項２記載の光センサ。
6. 【請求項６】前記エミュレートされたピクセルが、前記
   第２の光センサ・アレイ中でてほぼ等しい間隔をあけて
   配置されることを特徴とする請求項５記載の光センサ。
7. 【請求項７】前記カラー重ね合せ誤差補正手段が、前記
   第１の光センサ・アレイ手段中の前記ピクセルに対して
   拡大または縮小された拡大／縮小ピクセルを前記第２の
   光センサ・アレイ手段中に有するとともに、 前記第１と第２の光センサ・アレイ手段のサイズが異な
   ることを特徴とする請求項１記載の光センサ。
8. 【請求項８】前記第２の光センサ・アレイ手段中の前記
   ピクセルが同じサイズであり、 前記カラー成分イメージ間のサイズ比に対応して、前記
   第１の光センサ・アレイ手段中の前記ピクセルに対して
   拡大または縮小されていることを特徴とする請求項７記
   載の光センサ。
9. 【請求項９】前記第２の光センサ・アレイ手段中の第１
   の個数のピクセルが前記第１の光センサ・アレイ手段中
   の第１の個数のピクセルと同じサイズであり、 前記第２の光センサ・アレイ手段にほぼ等しい間隔をあ
   けて配置された第２の個数のピクセルは前記第１の光セ
   ンサ・アレイ手段中のピクセルとサイズが異なり、 前記第２の個数のピクセルは、前記第１のデータ信号に
   前記第２のデータ信号とほぼ同じ個数のピクセルからの
   データが含まれるようにサイズが拡大または縮小される
   ことを特徴とする請求項７記載の光センサ。
10. 【請求項１０】以下のステップ(a)及び(b)を設け、光セ
    ンサ装置の第１及び第２のピクセル・アレイ上に同じ物
    体の第１及び第２のカラー成分イメージを形成させる光
    学系におけるカラー重ね合せ誤差を補正する方法： (a)前記第１及び第２のカラー成分のイメージ間のサイ
    ズ比を求める、 (b)前記サイズ比に基づいて、前記第１のカラー成分イ
    メージに対応するデータ信号中に前記第２のカラー成分
    イメージに対応するデータ信号と同じ個数のピクセルか
    らのデータが含まれるように、光センサ装置を構成す
    る。
11. 【請求項１１】前記ステップ(b)が、前記第２のピクセ
    ル・アレイによって最初に出力されたデータ信号を操作
    して、前記第２のピクセル・アレイ中の予め定められた
    ピクセルに対応したデータを取り除くステップを有する
    ことを特徴とする請求項１０記載の補正方法。
12. 【請求項１２】前記ステップ(b)が、前記第２のピクセ
    ル・アレイによって最初に出力されたデータ信号を操作
    してデータを追加し、前記第１のピクセル・アレイの予
    め定められた位置への追加ピクセルの出力をエミュレー
    トするステップを有することを特徴とする請求項１０記
    載の補正方法。
13. 【請求項１３】前記ステップ(b)が以下のステップ(bー1)
    及び(bー2)を有することを特徴とする請求項１０記載の
    補正方法： (bー1)前記第１及び第２のピクセル・アレイを、前記第
    １及び第２のカラー成分イメージのサイズに対応した互
    いに異なるサイズになるように構成する； (bー2)前記第２の線形ピクセル・アレイ中のピクセルの
    少なくとも一部を前記第１のピクセル・アレイ中の前記
    ピクセルと異なるサイズになるように構成する。
14. 【請求項１４】前記ステップ(bー2)が、前記ステップ(a)
    で求められた前記イメージの比に対応するところの、前
    記第１のアレイ中の前記ピクセルに対するスケールに基
    づいて、前記第２のピクセル・アレイ中の前記ピクセル
    の全てを構成することを含むことを特徴とする請求項１
    ３記載の補正方法。
15. 【請求項１５】前記ステップ(bー2)は、前記第２のピク
    セル・アレイ中のピクセルのいくつかを、前記第２のピ
    クセル・アレイ中の他のピクセルとは異なる均一なサイ
    ズであって前記第２のアレイ上に等間隔のパターンで配
    置されるように構成することを含むことを特徴とする請
    求項１３記載の補正方法。
16. 【請求項１６】以下のステップ(a)及び(b)を設け、物体
    のカラー成分イメージを検知するのに用いられる個別の
    ピクセル・アレイを設けた複数の独立したイメージング
    部分が設けられる光センサ装置であって、像面にサイズ
    の異なる少なくとも第１及び第２のカラー成分イメージ
    が形成されるイメージング・システムにおける光センサ
    装置を構成する方法： (a)前記第１及び第２のカラー成分イメージのそれぞれ
    についてサイズを求める； (b)前記イメージング部分の各々にピントが合わせられ
    たカラー成分イメージに応答して当該イメージング部分
    の各々によってほぼ同じ数のピクセルからのデータを有
    するデータ信号が生成されるように、各前記イメージン
    グ部分を構成する。
17. 【請求項１７】前記ステップ(b)が以下のステップ(bー1)
    及び(bー2)を有することを特徴とする請求項１６記載の
    光センサ装置構成方法： (bー1)第１のピクセル・サイズの複数のピクセルを用い
    て、第１のピクセル・アレイを前記第１のカラー成分イ
    メージの前記予め定められたサイズと少なくとも同じサ
    イズに構成する； (bー2)前記第２の光センサ・アレイ中の前記第２のカラ
    ー成分イメージが入射するピクセルの総数が、前記第１
    の光センサ・アレイ中の前記第１のカラー成分イメージ
    が入射するピクセルの総数とほぼ等しくなるように、少
    なくともそのうちのいくつかは前記第１のピクセル・サ
    イズとは異なるサイズである複数のピクセルを用いて前
    記第２のカラー成分イメージの前記予め定められたサイ
    ズと少なくとも同じだけのサイズを有する第２のピクセ
    ル・アレイを構成する。
18. 【請求項１８】前記ステップ(b)が以下のステップ(bー3)
    及び(bー4)を有することを特徴とする請求項１６記載の
    光センサ装置構成方法： (bー3)同じサイズのピクセルによって第１と第２のピク
    セル・アレイを構成する； (bー4)処理済みの第２のピクセル・アレイからのデータ
    信号が第１のピクセル・アレイからのデータ信号とほぼ
    同じ数のピクセルからのデータを含むように、第２のピ
    クセル・アレイからのデータ信号を処理し、予め定めら
    れたピクセルに対応するデータを選択的に除去する処理
    装置を提供する。
19. 【請求項１９】以下の(a)ないし(d)を設け、物体のカラ
    ー成分イメージを表すデータ信号を発生するためのカラ
    ー光学スキャナ： (a)像面に物体のイメージを形成するためのイメージン
    グ・レンズ手段； (b)ビーム・スプリッタ手段：前記イメージング・レン
    ズ手段を通るイメージング光ビームを、前記像面への光
    路長が異なる少なくとも第１及び第２のカラー成分ビー
    ムに空間的に分割する；これによって前記第１のカラー
    成分ビームによって得られる第１のカラー成分イメージ
    と前記第２のカラー成分ビームによって得られる第２の
    カラー成分イメージのサイズが異なる； (c)第１の予め定められたサイズの複数のピクセルを有
    し前記像面に前記第１のカラー成分ビームとアライメン
    トを取って配置され、前記第１のカラー成分イメージを
    表すデータ信号を生成する第１のピクセル・アレイ手
    段； (d)前記像面に前記第２のカラー成分ビームとアライン
    メントを取って配置され、前記第２のカラー成分イメー
    ジを表すデータ信号を生成する第２のピクセル・アレイ
    手段：前記第２のピクセル・アレイ手段は、前記第１の
    予め定められたサイズとは異なる第２の予め定められた
    サイズを有するとともに、その上に形成されるカラー成
    分イメージに応答して前記各ピクセル・アレイによって
    ほぼ同じ個数のピクセルからのデータが発生するよう
    に、前記第１の予め定められたサイズに対する縮尺を有
    する。
20. 【請求項２０】前記第１のピクセル・アレイ中の前記ピ
    クセルの全てが第１のサイズであり、 前記第２のピクセル・アレイ中の前記ピクセルの全てが
    第２のサイズであり、 前記第１及び第２のアレイ中の前記ピクセルの間のサイ
    ズの比が前記第１と第２のカラー成分イメージの間のサ
    イズの比に相当することを特徴とする請求項１９記載の
    カラー光学スキャナ。
21. 【請求項２１】前記第１のピクセル・アレイ中の前記ピ
    クセルの全てが第１のサイズであり、 前記第２のピクセル・アレイ中の第１の個数の前記ピク
    セルが前記第１のサイズであり、 前記第２のピクセル・アレイ中の第２の個数のピクセル
    が第２のサイズであり、 前記第１のピクセル・アレイが占める全ピクセル領域と
    前記第２のピクセル・アレイが占める全ピクセル領域の
    間のサイズの比が前記第１及び第２のカラー成分イメー
    ジの間のサイズの比に相当し、 前記各ピクセル・アレイ中のピクセルの個数がほぼ同じ
    であることを特徴とする請求項１９記載のカラー光学ス
    キャナ。