JPH08101067A - フラット型イメージセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＣＤカメラ設置におけるスペース的な制約を
受けずに、折丁をはじめとして印刷物等の画像シートＳ
の平面画像Ｉを高速にて読み取り、電子画像データとし
て変換することができるようにすることにある。 【構成】正方形又は長方形の各色B,G,R の色画素Ｐ_a を
行列方向に規則的に配列したカラーフィルタ板1 と、前
記各色画素Ｐ_a 毎に１：１で対応する画素パターン状の
フォトセンサー41が配列されたイメージセンサーアレイ
40と、前記カラーフィルタ板1 側に、透明スペーサー板
15を介して、透明板21に各色同数の色画素Ｐ_a を１単位
の画素群Ｐ_c として１乃至数単位の画素群Ｐ_c からなる
画素ブロックＫＰ_c 毎に１：１で対応するピンホール状
の透光部24と周辺にサイドライト部25とを備えた照明用
ライトガイド板20とが平行に重ね合わせられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー印刷物やモノク
ロ印刷物等の平面可視画像を高速度で読み取り走査する
可視画像を、電子画像データとして取り込むためのフラ
ット型イメージスキャナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の印刷物の印刷欠陥を検査するの
に、カメラで印刷画像を取り込んで、種々の画像処理手
法により欠陥の検査を行っている。

【０００３】例えば印刷製本加工工程において、製本乱
丁の発生の有無を検査する際には、順次製本処理される
製本折丁に印刷されている印刷画像の検査を行いなが
ら、適正な折丁が製本処理されているか否かを検査し
て、乱丁の発生を検査する方法が採られている。

【０００４】この場合の製本折丁の印刷画像の検査は、
図１１に示すように、製本する複数種の折丁を各種毎に
供給する複数の供給フィーダを備えた製本機の供給フィ
ーダ部毎に、光学レンズ系カメラ１００と、照明装置１
１０を設置する。

【０００５】光学レンズ系カメラ１００は、例えば光学
レンズ系内に、１画素サイズが１００μｍ×１００μｍ
程度の画素状のカラーフィルタと、該カラーフィルタの
各画素に１：１で対応するフォトセンサー（フォトダイ
オード）を配列したイメージセンサーアレイとからなる
エリア型のＣＣＤセンサーを配置したＣＣＤカメラであ
り、該ＣＣＤカメラ１００によって、各折丁（印刷画像
シートＳ）の印刷画像（平面画像Ｉ）を光学画像信号か
ら電子画像信号に変換して読み取り、画像処理装置１２
０に入力して、印刷画像Ｉを電子画像データ（実測デー
タ）としてフレームメモリ等に記録して取り込む。

【０００６】そして、その時の実測データと、予め設定
されている基準データ（基準印刷折丁）とを比較照合処
理し、製本処理されるべき折丁Ｓに対する一致、不一致
を照合して、適正な折丁Ｓの供給によって製本されてい
るか否かを確認し、乱丁の発生の有無を検査している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記検査において、折
丁Ｓの印刷画像ＩをＣＣＤカメラ１００によって正確に
読み取り検査するためには、折丁Ｓの印刷画像Ｉ全面が
ＣＣＤカメラ１００の読み取り視野内に入るように、Ｃ
ＣＤカメラ１００の集光レンズ部１０１と折丁Ｓの印刷
画像Ｉ（被写体）面との読み取り距離を、ある程度離間
させてカメラ設置する必要があり、また、ＣＣＤカメラ
１００の光軸が印刷画像Ｉ面に対してなるべく垂直にな
るように正対させてカメラ設置する必要があるが、一般
の製本機の各供給フィーダ部におけるＣＣＤカメラ１０
０の設置スペースは狭いために、カメラ設置に制約が伴
うものである。

【０００８】本発明は、上記カメラ設置におけるスペー
ス的な制約を受けずに、折丁をはじめとして印刷物等の
シート状平面画像を高速にて読み取り、電子画像データ
として変換することができるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、正
方形又は長方形の各色Ｂ，Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_a を行列方
向に規則的に配列したカラーフィルタ板１と、前記各色
画素Ｐ_a 毎に１：１で対応する画素パターン状のフォト
センサー４１が配列されたイメージセンサーアレイ４０
とが、互いに平行に重ね合わせられ、前記カラーフィル
タ板１側に、透明スペーサー板１５を介して、透明板２
１に各色同数の色画素Ｐ_a を１単位の画素群Ｐ_c として
１乃至数単位の画素群Ｐ_c からなる画素ブロックＫＰ_c
毎に１：１で対応するピンホール状の透光部２４と周辺
にサイドライト部２５とを備えた照明用ライトガイド板
２０が、平行に重ね合わせられていることを特徴とする
フラット型イメージセンサーである。

【００１０】また、本発明の第２発明は、正方形又は長
方形の各色Ｂ，Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_aを行列方向に規則的
に配列して形成されたカラーフィルタ板１と、前記各色
画素Ｐ_a に対して１：１で対応する画素パターン状の液
晶シャッター１２を備えたシャッター板１０とが、互い
に平行に重ね合わせられ、前記カラーフィルタ板１側
に、透明スペーサー板１５を介して、透明板２１に各色
同数の色画素Ｐ_a を１単位の画素群Ｐ_c として１乃至数
単位の画素群Ｐ_c からなる画素ブロックＫＰ_c 毎に１：
１で対応するピンホール状の透光部２４と周辺にサイド
ライト部２５とを備えた照明用ライトガイド板２０が、
平行に重ね合わせられ、前記シャッター板１０側に画素
ブロックＫＰ_c 毎に１：１で対応する収光性の導光部３
２を備えた導光板３０が平行に重ね合わせられ、前記各
導光部３２毎に１：１で対応するフォトセンサー４１が
配置されていることを特徴とするフラット型イメージセ
ンサーである。

【００１１】

【実施例】本発明の第１発明のフラット型イメージセン
サーの構成を、図１、図３、図４に示す一実施例に従っ
て以下に詳細に説明する。

【００１２】第１発明のフラット型イメージセンサー
は、図１の全体概要側断面図、図３の平面図、図４の部
分拡大平面図に示すように、正方形、又は、長方形のＢ
（ブルー），Ｇ（グリーン），Ｒ（レッド）の各色画素
Ｐ_a （ピッチ；ｐ_a ）の各色同数を、行列方向に配列し
た正方形の画素群Ｐ_c （ピッチ；ｐ_c ）を１単位として
その多数単位を行列方向に規則的に配列して形成された
フィルタパターンを備えるカラーフィルタ板１と、前記
各色画素Ｐ_a 毎に１：１で対応する画素パターン状のフ
ォトセンサー４１が配列されたイメージセンサーアレイ
４０とが互いに平行に重ね合わせられ、前記カラーフィ
ルタ板１側に、透明スペーサー板１５を介して、透明板
２１の一面に光反射性の不透光面２２と他面に透光面２
３と前記不透光面２２領域内に各画素群Ｐ_c 毎に１：１
で対応する若しくは行列方向の数単位の画素群Ｐ_c を１
単位とする画素ブロックＫＰ_c 毎に１：１で対応するピ
ンホール状の透光部２４と該透明板２１の周辺にサイド
ライト部２５とを備えた照明用ライトガイド板２０が平
行に重ね合わせられているものである。

【００１３】カラーフィルタ板１は、ガラス板又はプラ
スチック板等の透明基板２上に、正方形状のＢ，Ｇ，Ｒ
の三色の各色画素Ｐ_a （染料や顔料を含む着色材料にて
着色形成された光透過性の着色画素、ピッチｐ_a ）が形
成されている。上記各色画素Ｐ_a のサイズは、例えば１
００μｍ×１００μｍ程度である。

【００１４】前記各色画素Ｐ_a は、透明基板２上に、そ
の各色同数を行方向と列方向とに規則的に配列して正方
形状の画素群Ｐ_c が形成され、画素群Ｐ_c を１単位とし
て、行方向と列方向とに多数単位の画素群Ｐ_c が規則的
に配列形成されて、フィルタパターンＰが形成されてい
る。

【００１５】イメージセンサーアレイ板４０は、前記カ
ラーフィルタ板１のＢ，Ｇ，Ｒの三色の各画素Ｐ_a （ピ
ッチ；ｐ_a ）に１：１で対応して配列する画素パターン
状のフォトセンサー（フォトダイオード）４１を備え、
該カラーフィルタ板１に対して平行に重ね合わせられて
いる。

【００１６】照明板２０は、ガラス板又はプラスチック
板等の透明板２１と、該透明板２１の両側面若しくは上
下側面、又は該透明板２１の両側及び上下の周囲側面
に、近接対向するサイドライト部２５とから構成されて
いる。

【００１７】前記透明板２１の一面には、全面に光反射
性の不透光面２２を備え、透明板２１の他面には、全面
に透光面２３を備える。

【００１８】前記不透光面２２領域内には、上記図１の
側断面図、及び図４の部分拡大平面図に示すように、前
記各単位画素群Ｐ_c 毎に１：１で対応して、その中心部
に規則的に配列形成された各１個所のピンホール状の透
光部２４を備えている。

【００１９】また、上記第１発明における他の実施例と
しては、前記不透光面２２領域内には、行列方向の数単
位の画素群Ｐ_c を１単位とする画素ブロックＫＰ_c （ピ
ッチＱ）毎に、１：１で対応するピンホール状の透光部
２４を備えるようにしてもよい。

【００２０】上記照明板２０は、前記カラーフィルタ板
１側に、ガラス板又はプラスチック板等の透明スペーサ
ー板１５を介して平行に重ね合わせられている。

【００２１】次に、本発明の第１発明の上記フラット型
イメージセンサーを用いて平面画像Ｉを読み取る動作を
以下に詳細に説明する。

【００２２】第１発明のフラット型イメージセンサー
は、図１に示すように、読み取りすべき平面画像Ｉが形
成された画像シートＳ（例えば、原稿、版下、印刷物、
折丁等）を、照明板２０上面に平坦に載置する。

【００２３】続いて、サイドライト２５（例えば蛍光灯
などの白色光源）の照明により、透明板２１をライトガ
イドとする照明板２０の透光面２３を透して、画像体Ｓ
の平面画像Ｉ面を照明する。

【００２４】平面画像Ｉの濃淡、あるいは濃淡と色調に
対応して反射した画像反射光は、照明板２０の不透光面
２２に設けられたピンホール状の多数の透光部２４をそ
れぞれ透過して照明板２０より射出する。

【００２５】ピンホール状の各透光部２４より射出した
画像反射光（以下、単に画像光と称す）は、ピンホール
を通過する光の作用によって、図１に示すように、各透
光部２４を透過する画像光毎（画素群Ｐ_c 毎）に、画像
の向きが１８０°反転して、カラーフィルタ板１に入射
する。

【００２６】カラーフィルタ板１に入射した上記画素群
Ｐ_c 毎の画像光は、該カラーフィルタ板１の各Ｂ，Ｇ，
Ｒ着色パターンを透過して偏光して色分解され、各Ｂ，
Ｇ，Ｒの色光として、カラーフィルタ板１より、イメー
ジセンサーアレイ４０のそれぞれ各フォトセンサー４１
に到達する。

【００２７】上記イメージセンサーアレイ４０は、カラ
ーフィルタ１のＢ，Ｇ，Ｒ各色画素Ｐ_a 毎に１：１で対
応してマトリクス状に形成された各フォトセンサー４１
（フォトダイオード）を、Ｘ−Ｙ２次元シフトレジスタ
ーのＸ方向シフトレジスタにより、各色画素Ｐ_a 毎に、
左端若しくは右端より順にＸ方向（行方向）にＯＮ，Ｏ
ＦＦ動作する。

【００２８】Ｘ方向シフトレジスタにより、各色画素Ｐ
_a 毎に、左端若しくは右端より順にＸ方向（行方向）に
ＯＮ，ＯＦＦ動作するに際しては、イメージセンサーア
レイ４０に到達した画像光が、各透光部２４を透過する
画像光毎（画素ブロックＫＰ _c 毎）に画像の向きが１８
０°反転してイメージセンサーアレイ４０に到達するた
め、各透光部２４を通過する画像光毎（画素ブロックＫ
Ｐ_c 毎）に、各色画素Ｐ_a のうちの行方向内側に位置す
る色画素Ｐ_a より順に、（図３、図４ではＢ，Ｇ，Ｒの
順に）各列のフォトセンサー４１を行方向に１つずつ所
定のタイミングによってＯＮ，ＯＦＦ動作して反転走査
を行ないながら、Ｘ方向に画像光を走査する。

【００２９】また、上記イメージセンサーアレイ４０
は、カラーフィルタ１のＢ，Ｇ，Ｒ各色画素Ｐ_a 毎に
１：１で対応してマトリクス状に形成された各フォトセ
ンサー４１（フォトダイオード）を、色画素Ｐ_a のアド
レスを順次シフトさせるための２次元画像走査用Ｘ−Ｙ
シフトレジスターのＹ方向シフトレジスタにより、各色
画素Ｐ_a 毎に上端若しくは下端より順にＯＮ，ＯＦＦ動
作して行換えを行ってＹ方向の走査を行なうとともに、
Ｘ方向シフトレジスタにより、各色画素Ｐ_a 毎に、左端
若しくは右端より順にＸ方向（行方向）にＯＮ，ＯＦＦ
動作する。

【００３０】Ｘ方向シフトレジスタにより、各色画素Ｐ
_a 毎に、左端若しくは右端より順にＸ方向（行方向）に
ＯＮ，ＯＦＦ動作するに際しては、イメージセンサーア
レイ４０に到達した画像光は、各透光部２４を透過する
画像光毎（画素ブロックＫＰ _c 毎）に画像の向きが１８
０°反転してイメージセンサーアレイ４０に到達するた
め、各透光部２４を通過する画像光毎（画素ブロックＫ
Ｐ_c 毎）に、各色画素Ｐ_a のうちの列方向内側に位置す
る色画素Ｐ_a より順に（図３、図４ではＲ，Ｇ，Ｂの順
に）、各列のフォトセンサー４１を、行方向に１つずつ
所定のタイミングによってＯＮ，ＯＦＦ動作して反転走
査を行ないながら、Ｘ−Ｙ方向に画像光を走査して、平
面画像Ｉを電子画像データとして読み取るものである。

【００３１】上記各フォトセンサー４１は、入射した画
像光を、その光量に対応した電流値のアナログ電気信号
（電荷）に変換し、変換された電荷は、Ｘ−Ｙシフトレ
ジスターを備えた読取走査駆動回路６０からの電荷転送
動作指示信号に基いて、イメージセンサーアレイ４０の
各フォトセンサー４１より順次所定の順序でアナログ画
像信号として転送出力され、Ａ／Ｄ変換部７０の各フォ
トセンサー４１に接続されたＡ／Ｄ変換器７１によりデ
ジタル画像信号に変換されて、フレームメモリー等の画
像データメモリー８０に記録される。なお、メモリー８
０は、例えば、読み取るべき画像シートＳの少なくとも
２画面分を記録でき、記録された画像データを順次読み
出しできるようなバッファメモリ等のメモリーであって
もよい。

【００３２】前記走査駆動回路６０、及びＡ／Ｄ変換部
７０、及び画像データメモリー８０は、タイミング回路
５０からのクロック信号に基いて所定のタイミングで連
動動作して、画像読取走査、Ａ／Ｄ変換、メモリー（記
録）動作をするものである。

【００３３】前記タイミング回路５０の動作、及び前記
画像データメモリー８０から画像データの読み出し動作
は、画像データ処理制御部９０にある画像信号処理部９
１からのそれぞれ指示信号に基いて行われるものであ
る。平面画像Ｉを読み取り画像データメモリー８０に記
録された画像データは、前記画像データメモリー８０よ
り画像信号処理部９１を介して読み出され、画像出力部
９２により、平面画像Ｉの読取画像信号として出力さ
れ、又は読取画像信号に基づいて動作するＣＲＴディス
プレイ手段、プリント出力手段により、可視画像として
出力されるものである。

【００３４】なお、イメージセンサーアレイ４０におけ
る各フォトセンサー４１（フォトダイオード）からの電
荷の転送形式は、公知のＣＣＤセンサー（固体イメージ
センサー）と同様であり、電荷転送に要する３相の周波
数によるクロック信号系統の説明等は、ここでは省略す
る。

【００３５】次に本発明の第２発明のフラット型イメー
ジセンサーの構成を、図２、図３、図４に示す一実施例
に従って以下に詳細に説明する。

【００３６】第２発明のフラット型イメージセンサー
は、図２の全体概要側断面図、図３の平面図、図４の部
分拡大平面図に示すように、正方形又は長方形のＢ，
Ｇ，Ｒ各色画素Ｐ_a （ピッチ；ｐ_a ）の各色同数を行列
方向に配列した正方形の画素群Ｐ _c （ピッチ；ｐ_c ）を
１単位として、その多数単位を行列方向に規則的に配列
して形成されたフィルタパターンを備えるカラーフィル
タ板１と、前記各色画素Ｐ _a に対して１：１で対応する
画素パターン状の液晶シャッター１２を備えたシャッタ
ー板１０とが、互いに平行に重ね合わせられ、該カラー
フィルタ板１側に、透明スペーサー板１５を介して、透
明板２１の一面に光反射性の不透光面２２と他面に透光
面２３と前記不透光面２２領域内に各画素群Ｐ_c 毎に対
応して規則的に配列形成されたピンホール状の透光部２
４と該透明板２１の周辺にサイドライト部２５とを備え
た照明用ライトガイド板２０が平行に重ね合わせられ、
前記シャッター板１０側に、前記透光部２４毎に１：１
で対応する若しくは行列方向の数単位の画素群Ｐ_c を１
単位とする画素ブロックＫＰ_c 毎に１：１で対応する収
光性の導光部３２を備えた導光板３０が平行に重ね合わ
せられ、前記各導光部３２毎に１：１で対応するフォト
センサー４１が配置されているものである。

【００３７】カラーフィルタ板１は、ガラス板又はプラ
スチック板等の透明基板２上に、正方形状のＢ，Ｇ，Ｒ
の三色の各色画素Ｐ_a （染料や顔料を含む着色材料にて
着色形成された光透過性の着色画素、ピッチｐ_a ）が形
成されている。上記各色画素Ｐ_a のサイズは、例えば１
００μｍ×１００μｍ程度である。

【００３８】前記各色画素Ｐ_a は、透明基板２上に、そ
の各色同数を行方向と列方向とに規則的に配列して正方
形状の画素群Ｐ_c が形成され、画素群Ｐ_c を１単位とし
て、行方向と列方向とに多数単位の画素群Ｐ_c が規則的
に配列形成されて、フィルタパターンＰが形成されてい
る。

【００３９】シャッター板１０は、ガラス板又はプラス
チック板等の透明基板１１上に、前記カラーフィルタ板
１の各色画素Ｐ_c に対して１：１で対応する画素パター
ン状の液晶シャッター１２を備え、前記カラーフィルタ
板１に対して平行に重ね合わせられている。

【００４０】照明板２０は、ガラス板又はプラスチック
板等の透明板２１と、該透明板２１の両側面若しくは上
下側面、又は該透明板２１の両側及び上下の周囲側面
に、近接対向するサイドライト部２５とから構成されて
いる。

【００４１】透明板２１の一面には、全面に光反射性の
不透光面２２を備え、透明板２１の他面には、全面に透
光面２３を備える。

【００４２】不透光面２２領域内には、上記図２の側断
面図、及び図４の部分拡大平面図に示すように、前記各
単位画素群Ｐ_c 毎に対応して、その中心部に規則的に配
列形成された各１個所のピンホール状の透光部２４を備
えている。

【００４３】上記照明板２０は、前記カラーフィルタ板
１側に、ガラス板又はプラスチック板等の透明スペーサ
ー板１５を介して平行に重ね合わせられている。

【００４４】導光板３０は、ガラス板又はプラスチック
板等の透明板３１により形成され、前記透光部２４に対
して１：１で対応して（図示せず）、若しくは図２に示
すように、１単位の前記画素群Ｐ_c を同数単位ずつ集合
してブロックとした画素ブロックＫＰ_c （ピッチＱ）毎
に対応して、その中心部に、規則的に配列した収光性の
導光部３２を備え、前記シャッター板１０側に平行に重
ね合わせられている。

【００４５】上記導光板３０の導光部３２は、図２に示
すように、透明板３１の表裏方向に前記シャッター板１
０側より透明板３１内方に向かって徐々に幅狭く、四角
錐形状若しくは円錐形状に、テーパー状に貫設した孔設
部であり、該導光部３２の内周壁面３２ａは、クロム、
ニッケル、アルミニウム等の金属蒸着による光反射性処
理面であり光反射性を備えている。

【００４６】フォトセンサー４１は、図２及び図４に示
すように、導光板３０の上記各導光部３２内に設置さ
れ、前記シャッター板１０側に対して反対側に設置さ
れ、且つ前記各画素群Ｐ_c のうち互いに隣接する適宜同
数単位を集合してブロックとした画素ブロックｋｐ_c 毎
（ピッチＱ毎）に対応して、その中心部に規則的に配列
した収光性の前記導光部３２に対して、１：１で対応し
て該導光部３２の中心部に設置されている。

【００４７】上記第２発明の一実施例としては、上記導
光板３０は、図５（ａ）の概要斜視図、及び図５（ｂ）
の概要側断面図に示すように、透明板３１に、ピッチＱ
毎に行列方向に規則的に四角錐形状の導光部３２を貫設
したものであり、前記シャッター板１０を通過して到達
した検出画像光を、導光部３２内壁面３２ａにて反射さ
せ、フォトセンサー４１の受光部に到達収光させて、検
出画像光強度（光量）を検知させるものである。

【００４８】また、上記第２発明の他の実施例の導光板
３０としては、図５（ｃ）の概要側断面図に示すよう
に、シャッター板１０と対向して重ね合わせられる透明
板３１の一面側に、キュービクル状の凸弯曲したレンズ
面３４をピッチＱ毎に行列方向に規則的に備えるように
してもよい。前記シャッター板１０を通過してレンズ面
３４に到達して透明板３１内に入射した検出画像光を、
該レンズ面３４にてフォトセンサー４１の受光部に到達
収光させて、検出画像光強度（光量）を検知させるもの
である。

【００４９】次に、本発明の第２発明の上記フラット型
イメージセンサーを用いて平面画像Ｉを読み取る動作を
以下に詳細に説明する。

【００５０】第２発明のフラット型イメージセンサー
は、図２に示すように、読み取りすべき平面画像Ｉが形
成された画像シートＳ（例えば、原稿、版下、印刷物、
折丁等）を、照明板２０上面に平坦に載置する。

【００５１】続いて、サイドライト２５（例えば蛍光灯
などの白色光源）の照明により、透明板２１をライトガ
イドとする照明板２０の透光面２３を透して、画像体Ｓ
の平面画像Ｉ面を照明する。

【００５２】平面画像Ｉの濃淡、あるいは濃淡と色調に
対応して反射した画像光は、照明板２０の不透光面２２
に設けられたピンホール状の透光部２４を透過して照明
板２０より射出する。

【００５３】透光部２４より射出した画像光は、１画素
Ｐ_c 毎に、画像の向きが１８０°反転して、カラーフィ
ルタ板１に入射する。

【００５４】カラーフィルタ板１に入射した上記画像光
は、該カラーフィルタ板１の各Ｂ，Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_a
を透過して色分解され、各Ｂ，Ｇ，Ｒ色光として、カラ
ーフィルタ板１より、液晶シャッター板１０に到達す
る。

【００５５】上記シャッター板１０は、各Ｂ，Ｇ，Ｒの
色画素Ｐ_a 毎に対応してマトリクス状に形成された各液
晶シャッター部１２を、各色画素Ｐ_a 毎に、左端若しく
は右端より順に行方向にＯＮ，ＯＦＦ動作し、各色画素
Ｐ_a のうちの行方向内側に位置する色画素Ｐ_a より順に
（図３、図４ではＢ，Ｇ，Ｒの順に）、各列の液晶シャ
ッター部１２を、１つずつ所定のタイミングによってＯ
Ｎ，ＯＦＦ動作して行方向に画像光を走査する。

【００５６】また、上記シャッター板１０は、各Ｂ，
Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_a 毎に対応してマトリクス状に形成さ
れた各液晶シャッター部１２を、各色画素Ｐ_a 毎に、上
端若しくは下端より順にＯＮ，ＯＦＦ動作して行換えを
行い、各色画素Ｐ_a のうちの列方向内側に位置する色画
素Ｐ_a より順に（図３、図４ではＲ，Ｇ，Ｂの順に）Ｏ
Ｎ，ＯＦＦ動作して行換えを行った後、各列の液晶シャ
ッター部１２を１つずつ所定のタイミングによってＯ
Ｎ，ＯＦＦ駆動動作して、行方向に画像光を走査するこ
とにより、Ｘ−Ｙ方向に順次液晶シャッター部１２を走
査して、平面画像Ｉを読み込み動作するものである。

【００５７】なお、前記液晶シャッター部１２のＸ−Ｙ
方向への順次ＯＮ，ＯＦＦ駆動動作は、図２に示すよう
に、Ｘ−Ｙシフトレジスターを備えた液晶シャッター駆
動回路６０によって行なう。

【００５８】前記各液晶シャッター１２を順次通過した
画像光は、図２に示すように、各画素ブロックＫＰ_c 毎
に備えた導光板３０の導光部３２によって、フォトセン
サー４１に入射する。

【００５９】上記各フォトセンサー４１は、入射した画
像光を、その光量に対応した電流値のアナログ電気信号
（電荷）に変換し、変換された電荷は、Ｘ−Ｙシフトレ
ジスターを備えた読取走査駆動回路６０からの電荷転送
動作指示信号に基いて、イメージセンサーアレイ４０の
各フォトセンサー４１より順次所定の順序でアナログ画
像信号として転送出力され、Ａ／Ｄ変換部７０の各フォ
トセンサー４１に接続されたＡ／Ｄ変換器７１によりデ
ジタル画像信号に変換されて、フレームメモリー等の画
像データメモリー８０に記録される。なお、メモリー８
０は、例えば、読み取るべき画像シートＳの少なくとも
２画面分を記録でき、記録された画像データを順次読み
出しできるようなバッファメモリ等のメモリーであって
もよい。

【００６０】前記走査駆動回路６０、及びＡ／Ｄ変換部
７０、及び画像データメモリー８０は、タイミング回路
５０からのクロック信号に基いて所定のタイミングで連
動動作して、画像読取走査、Ａ／Ｄ変換、メモリー（記
録）動作をするものである。

【００６１】前記タイミング回路５０の動作、及び前記
画像データメモリー８０から画像データの読み出し動作
は、画像データ処理制御部９０にある画像信号処理部９
１からのそれぞれ指示信号に基いて行われるものであ
る。

【００６２】平面画像Ｉを読み取り画像データメモリー
８０に記録された画像データは、前記画像データメモリ
ー８０より画像信号処理部９１を介して読み出され、画
像出力部９２により、平面画像Ｉの読取画像信号として
出力され、又は読取画像信号に基づいて動作するＣＲＴ
ディスプレイ手段、プリント出力手段により、可視画像
として出力されるものである。

【００６３】図６（ａ）は、本発明の上記第１発明、又
は第２発明のフラット型イメージセンサーにおける画像
読み取り可能領域Ｅ、及びカラーフィルタ板１の色画素
Ｐ_aの配列形成領域Ｐ、及びイメージセンサーアレイ４
０のフォトセンサー配列形成領域を説明する平面図であ
り、本発明においては画像読み取り可能領域Ｅのサイズ
は特に限定するものではないが、例えば、行方向（Ｘ方
向）の長さは１６０ｍｍ程度、列方向（Ｙ方向）の長さ
は１２０ｍｍ程度である。

【００６４】上記Ｘ方向の長さ×Ｙ方向の長さの領域Ｅ
は、カラーフィルタ板の色画素Ｐ_a及びイメージセンサ
ーアレイ４０のフォトセンサー４１が、行方向と列方向
に配列されている領域に相当する。

【００６５】図６（ｂ）は、本発明の上記第１発明、又
は第２発明のフラット型イメージセンサーにおける画像
読み取り可能領域Ｅを、正方形枡目状に行列方向に等分
割した各画素ブロックＫＰ_c （ピッチ；Ｑ）を示し、例
えばＸ方向を２０ブロック、Ｙ方向を１５ブロックに等
区分したものであり、領域Ｅは、画素ブロックＫＰ_cに
よって３００個の正方形のブロックに等分割されてい
る。

【００６６】図１に示す第１発明のフラット型イメージ
センサーにおいては、それぞれ各１個の画素ブロックＫ
Ｐ_c は、各１個の画素群Ｐ_c と１：１で対応している
か、若しくは図示しないが数個の画素群Ｐ_c と１：１で
対応しており、各画素ブロックＫＰ_c 毎に、１：１で対
応するピンホール状の透光部２４を備えている。

【００６７】また、図２に示す第２発明のフラット型イ
メージセンサーにおいては、それぞれ各１個の画素ブロ
ックＫＰ_c は、２個乃至数個の画素群Ｐ_c と１：１で対
応しているか、若しくは図示しないが各１個の画素群Ｐ
_c と１：１で対応しており、各画素ブロックＫＰ_c 毎に
対応して、２個乃至複数個のピンホール状の透光部２４
を備えている。

【００６８】図６（ｃ）は、本発明の上記第１発明、又
は第２発明のフラット型イメージセンサーにおける１個
の画素ブロックＫＰ_c の拡大平面図であり、例えば、Ｘ
方向とＹ方向は、それぞれ４等分割されて、１個の画素
ブロックＫＰ_c は、１６個の正方形の画素群Ｐ_c （ピッ
チ；ｐ_c ）により構成されている。

【００６９】図６（ｄ）は、１個の画素群Ｐ_c の拡大平
面図であり、例えば、Ｘ方向とＹ方向はそれぞれ３等分
割されて、１個の画素群Ｐ_c は、Ｂ，Ｇ，Ｒ各色同数の
９個の正方形の色画素Ｐ_a （ピッチ；ｐ_a ）により構成
されている。

【００７０】上記各１個の画素群Ｐ_c 内における各Ｂ，
Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_a の配列形式は、図６（ｄ）に示すよ
うに、上段行から下段行に順に、例えば、（Ｂ，Ｇ，
Ｒ）、（Ｇ，Ｒ，Ｂ）、（Ｒ，Ｂ，Ｇ）のように配列す
るなど適宜に設定できる。

【００７１】また、上記各１個の画素群Ｐ_c 内における
各Ｂ，Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_a の配列形式は、図６（ｅ）に
示すように、上段行から下段行に順に、例えば、（Ｂ，
Ｇ，Ｒ）、（Ｂ，Ｇ，Ｒ）、（Ｂ，Ｇ，Ｒ）のように、
列方向が同一色となるように配列してもよいし、あるい
は行方向が同一色となるように配列してもよい。

【００７２】また、図６（ｆ）に示すように、各Ｂ，
Ｇ，Ｒの色画素Ｐ_a のパターン形状を長方形に設定し
て、各色画素Ｐを、画素群Ｐ_c 内をＸ方向に３等分割さ
れるように配列することにより、列方向が同一色となる
ような上記図６（ｅ）と類似する配列形式とすることは
可能である。

【００７３】図７は、第１発明のフラット型イメージセ
ンサーにおいて画素ブロックＫＰ_c毎（各透光部２４を
通過する画像光毎）に複数設置されたフォトセンサー４
１のＯＮ，ＯＦＦ動作順序を説明する概要平面図であ
り、黒丸の点はフォトセンサー４１による電荷転送動作
がＯＦＦの状態、白丸の点は電荷転送動作がＯＮの状態
を示す。

【００７４】また、上記図７は、導光板３０を備えた第
２発明のフラット型イメージセンサーにおいて画素ブロ
ックＫＰ_c 毎に１：１で設置されたフォトセンサー４１
のＯＮ，ＯＦＦ動作順序を説明する概要平面図であり、
黒丸の点はフォトセンサー４１による電荷転送動作がＯ
ＦＦの状態、白丸の点は電荷転送動作がＯＮの状態を示
す。

【００７５】図８は、第１発明のフラット型イメージセ
ンサーにおいてカラーフィルタ１の各色画素Ｐ_a を透過
する画像光の光強度変化と、各フォトセンサー４１のＯ
Ｎ，ＯＦＦ駆動動作タイミングを示すものである。

【００７６】また、上記図８は、第２発明のフラット型
イメージセンサーにおいてカラーフィルタ１の各色画素
Ｐ_a を透過する画像光の光強度変化と、各液晶シャッタ
ー部１２のＯＮ，ＯＦＦ開閉駆動動作タイミングを示す
ものである。

【００７７】図９は、第２発明のフラット型イメージセ
ンサーにおける各色画素Ｐ_a に対応する各液晶シャッタ
ー部１２の開閉動作タイミングを説明するタイミングチ
ャートである。

【００７８】図１０は、第１発明、又は第２発明のフラ
ット型イメージセンサーの全体概要図であり、Ａはフラ
ット型イメージセンサー本体の平面画像読み取り部であ
り、Ｂは、読み取り動作タイミング回路５０、シフトレ
ジスターを備えた駆動回路６０、フォトセンサー４１に
よる光電変換により得られたアナログ画像信号をデジタ
ル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換部７０、画像データメ
モリー８０（フレームメモリー等）、画像処理制御部９
０等を備えた画像処理装置である。

【００７９】

【作用】本発明の第１発明のフラット型イメージセンサ
ーは、カラーフィルタ板１と、イメージセンサーアレイ
４０とを互いに平行に重ね合わせ、前記カラーフィルタ
板１側に、透明スペーサー板１５を介して、透明板２１
にピンホール状の透光部２４と周辺にサイドライト部２
５とを備えた照明用ライトガイド板２０を平行に重ね合
わせたので、照明用ライトガイド板２０上面に、読み取
りすべき画像シートＳの平面画像Ｉ面を密着させて平坦
に載置した後、イメージセンサーアレイ４０を駆動させ
て、Ｘ−Ｙ方向に平面画像Ｉを読み取り走査して、電子
画像データとして取り込み、記録したり、再生出力する
ことができる。

【００８０】また、本発明の第２発明のフラット型イメ
ージセンサーは、カラーフィルタ板１と、シャッター板
１０とを互いに平行に重ね合わせ、前記カラーフィルタ
板１側に、透明スペーサー板１５を介して、透明板２１
にピンホール状の透光部２４と周辺にサイドライト部２
５とを備えた照明用ライトガイド板２０を平行に重ね合
わせ、前記シャッター板１０側に、フォトセンサー４１
が配置された導光板３０を平行に重ね合わせたので、照
明用ライトガイド板２０上面に、読み取りすべき画像シ
ートＳの平面画像Ｉ面を密着させて平坦に載置した後、
前記シャッター板１０を駆動させてＸ−Ｙ方向に平面画
像Ｉを読み取り走査して、電子画像データとして取り込
み、記録したり、再生出力することができる。

【００８１】

【発明の効果】本発明のフラット型イメージセンサー
は、読み取りすべき画像シートＳの平面画像Ｉ面を密着
させて平坦に載置して、平面画像Ｉを読み取り、電子画
像データとして取り込み、記録したり、再生出力するこ
とができ、従来のＣＣＤカメラのように平面画像に対す
るカメラ設置角度や設置距離の制約を受けずに、折丁を
はじめとして印刷物等のシート状平面画像を高速にて正
確に読み取り、電子画像データとして変換することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明のフラット型イメージセンサーの全体
概要側面図である。

【図２】第２発明のフラット型イメージセンサーの全体
概要側面図である。

【図３】第１発明、又は第２発明のフラット型イメージ
センサーにおける色画素の配列を説明する平面図であ
る。

【図４】第１発明、又は第２発明のフラット型イメージ
センサーにおける色画素の配列を説明する拡大平面図で
ある。

【図５】（ａ）は第２発明のフラット型イメージセンサ
ーにおける導光板の一例を示す部分斜視図、（ｂ）は第
２発明のフラット型イメージセンサーにおける導光板の
一例を示す部分側断面図、（ｃ）は第２発明のフラット
型イメージセンサーにおける導光板の他の例を示す部分
側断面図である。

【図６】（ａ）は第１発明、又は第２発明のフラット型
イメージセンサーにおける画像読み取り面の全体概要平
面図、（ｂ）は第１発明、又は第２発明のフラット型イ
メージセンサーにおける画像読み取り面内を各画素ブロ
ックに等分割した状態を説明する全体概要平面図、
（ｃ）は１個の画素ブロック内を各画素群に等分割した
状態を示す拡大平面図、（ｄ）は各画素群内を各色画素
に等分割した一例を示す拡大平面図、（ｅ）は各画素群
内を各色画素に等分割した他の例を示す拡大平面図、
（ｆ）は各画素群内を各色画素に等分割したその他の例
を示す拡大平面図である。

【図７】第１発明、又は第２発明のフラット型イメージ
センサーによる画像走査において各画素ブロック毎のフ
ォトセンサーの駆動順序を説明する概要平面図である。

【図８】第１発明のフラット型イメージセンサーにおけ
る各色画素を透過する光強度変化と、フォトセンサーの
ＯＮ，ＯＦＦ駆動タイミングを説明するグラフ、又は、
第２発明のフラット型イメージセンサーにおける各色画
素を透過する光強度変化と、液晶シャッター部の駆動タ
イミングを説明するグラフである。

【図９】第２発明のフラット型イメージセンサーにおけ
る各色画素毎の液晶シャッター部の駆動タイミングを説
明するタイミングチャートである。

【図１０】第１発明、又は第２発明のフラット型イメー
ジセンサーを説明する全体斜視図である。

【図１１】従来のＣＣＤカメラによるイメージセンサー
を説明する全体斜視図である。

【符合の説明】

Ｓ…画像シート Ｉ…平面画像 １…カラーフィルタ １５…スペーサー板 ２０…照明
用ライトガイド板 ２４…透光部 ３０…導光板 ３２…導光部 ４０…イ
メージセンサーアレイ ４１…フォトセンサー ５０…タイミング回路 ６０…
読み取り走査駆動回路 ７０…Ａ／Ｄ変換部 ８０…画像データメモリー ９０
…画像データ処理制御部 Ｐ_a …色画素 Ｐ_c …画素群 ＫＰ_c …画素ブロック

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６５Ｈ 43/08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正方形又は長方形の各色Ｂ，Ｇ，Ｒの色画
   素Ｐ_a を行列方向に規則的に配列したカラーフィルタ板
   １と、前記各色画素Ｐ_a 毎に１：１で対応する画素パタ
   ーン状のフォトセンサー４１が配列されたイメージセン
   サーアレイ４０とが、互いに平行に重ね合わせられ、前
   記カラーフィルタ板１側に、透明スペーサー板１５を介
   して、透明板２１に各色同数の色画素Ｐ_a を１単位の画
   素群Ｐ_c として１乃至数単位の画素群Ｐ_c からなる画素
   ブロックＫＰ_c 毎に１：１で対応するピンホール状の透
   光部２４と周辺にサイドライト部２５とを備えた照明用
   ライトガイド板２０が、平行に重ね合わせられているこ
   とを特徴とするフラット型イメージセンサー。
2. 【請求項２】正方形又は長方形の各色Ｂ，Ｇ，Ｒの色画
   素Ｐ_a を行列方向に規則的に配列して形成されたカラー
   フィルタ板１と、前記各色画素Ｐ_a に対して１：１で対
   応する画素パターン状の液晶シャッター１２を備えたシ
   ャッター板１０とが、互いに平行に重ね合わせられ、前
   記カラーフィルタ板１側に、透明スペーサー板１５を介
   して、透明板２１に各色同数の色画素Ｐ_a を１単位の画
   素群Ｐ_c として１乃至数単位の画素群Ｐ_c からなる画素
   ブロックＫＰ_c 毎に１：１で対応するピンホール状の透
   光部２４と周辺にサイドライト部２５とを備えた照明用
   ライトガイド板２０が、平行に重ね合わせられ、前記シ
   ャッター板１０側に画素ブロックＫＰ_c毎に１：１で対
   応する収光性の導光部３２を備えた導光板３０が平行に
   重ね合わせられ、前記各導光部３２毎に１：１で対応す
   るフォトセンサー４１が配置されていることを特徴とす
   るフラット型イメージセンサー。