JPH08122693A - カラー画像読取装置 - Google Patents
カラー画像読取装置Info
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- JPH08122693A JPH08122693A JP6289184A JP28918494A JPH08122693A JP H08122693 A JPH08122693 A JP H08122693A JP 6289184 A JP6289184 A JP 6289184A JP 28918494 A JP28918494 A JP 28918494A JP H08122693 A JPH08122693 A JP H08122693A
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- diffraction grating
- color
- color image
- line sensor
- reflection type
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
- C04B41/48—Macromolecular compounds
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】反射型１次元ブレーズド回折格子で色分解され
た各色光を１つのラインセンサーより成る受光手段で順
次読取り、例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカラー画像
をデジタル的に高精度に読取ることのできるカラー画像
読取装置を得ること。 【構成】カラー画像を結像光学系２により入射光束を少
なくとも３つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズ
ド回折格子より成る色分解手段３を介して１つのライン
センサーを有する受光手段４面上に結像させ、該受光手
段で該カラー画像を読取る際、該反射型１次元ブレーズ
ド回折格子は階段状格子形状より成り、該階段状格子形
状をなす回折格子の隣接する各段との段差厚を変化させ
ることにより、該３つの色光に基づく画像情報を該ライ
ンセンサーに順次導光させて該カラー画像を順次読取る
ようにしたこと。
た各色光を１つのラインセンサーより成る受光手段で順
次読取り、例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカラー画像
をデジタル的に高精度に読取ることのできるカラー画像
読取装置を得ること。 【構成】カラー画像を結像光学系２により入射光束を少
なくとも３つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズ
ド回折格子より成る色分解手段３を介して１つのライン
センサーを有する受光手段４面上に結像させ、該受光手
段で該カラー画像を読取る際、該反射型１次元ブレーズ
ド回折格子は階段状格子形状より成り、該階段状格子形
状をなす回折格子の隣接する各段との段差厚を変化させ
ることにより、該３つの色光に基づく画像情報を該ライ
ンセンサーに順次導光させて該カラー画像を順次読取る
ようにしたこと。
Description
【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、特に反射型１次元ブレーズド回折格子より成る色分
解手段と１つのラインセンサー（受光素子）を有する受
光手段とを利用することにより、原稿面上のカラー画像
情報を高精度に読取ることができる、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。
し、特に反射型１次元ブレーズド回折格子より成る色分
解手段と１つのラインセンサー（受光素子）を有する受
光手段とを利用することにより、原稿面上のカラー画像
情報を高精度に読取ることができる、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。
【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。
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。
【０００３】例えば図８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１１上のカ
ラー画像からの光束を結像レンズ１９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３Ｐプリ
ズム２０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、各々のラインセンサー２
１，２２，２３面上に導光している。そして各ラインセ
ンサー２１，２２，２３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なっ
ている。
光学系の要部概略図である。同図では原稿面１１上のカ
ラー画像からの光束を結像レンズ１９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３Ｐプリ
ズム２０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、各々のラインセンサー２
１，２２，２３面上に導光している。そして各ラインセ
ンサー２１，２２，２３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なっ
ている。
【０００４】図９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１１上のカラー画
像からの光束を結像レンズ２９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３０，３１を介して３色に対応する３つの光
束に分離している。
の要部概略図である。同図では原稿面１１上のカラー画
像からの光束を結像レンズ２９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３０，３１を介して３色に対応する３つの光
束に分離している。
【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３２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。
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３２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。
【０００６】図１０は図９に示したモノリシック３ライ
ンセンサー３２の説明図であり、該モノリシック３ライ
ンセンサー３２は同図に示すように３つのラインセンサ
ー（ＣＣＤ）２５，２６，２７を互いに平行となるよう
に同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライ
ンセンサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィ
ルターが設けられている。
ンセンサー３２の説明図であり、該モノリシック３ライ
ンセンサー３２は同図に示すように３つのラインセンサ
ー（ＣＣＤ）２５，２６，２７を互いに平行となるよう
に同一基板面上に有限距離離して配置しており、該ライ
ンセンサー面上には各々の色光に基づく不図示の色フィ
ルターが設けられている。
【０００７】又、各ラインセンサー２５，２６，２７の
間隔Ｓ１，Ｓ２は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば０．１〜０．２ｍｍ程度で製作されており、又各単一
素子２８の画素幅Ｗ１，Ｗ２は例えば７μｍ×７μｍ、
１０μｍ×１０μｍ程度で設定されている。
間隔Ｓ１，Ｓ２は様々な製作上の条件から一般的に例え
ば０．１〜０．２ｍｍ程度で製作されており、又各単一
素子２８の画素幅Ｗ１，Ｗ２は例えば７μｍ×７μｍ、
１０μｍ×１０μｍ程度で設定されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図８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。
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。
【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
３０，３１の板厚ｘは３５〜７０μｍ程度となる。
を０．１〜０．２ｍｍ程度とするとビームスプリッター
３０，３１の板厚ｘは３５〜７０μｍ程度となる。
【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。
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。
【００１１】一方、図１１に示すようにモノリシック３
ラインセンサーの中央のライン２６に対する他の２つの
ライン２５，２７のライン間の距離Ｓ１，Ｓ２は一般的
に各反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ
（図１０参照）Ｗ２の整数倍になるように設定してい
る。これは次の理由からによる。
ラインセンサーの中央のライン２６に対する他の２つの
ライン２５，２７のライン間の距離Ｓ１，Ｓ２は一般的
に各反対方向に等距離、かつ副走査方向の画素サイズ
（図１０参照）Ｗ２の整数倍になるように設定してい
る。これは次の理由からによる。
【００１２】即ち、図１１に示すように通常の結像光学
系４５のみを用いて上記に示したモノリシック３ライン
センサーでカラー画像の読取りを行なう場合、３つのラ
インセンサー２５，２６，２７で同時に読取れる原稿面
１１上の読取位置は同図に示す如く異なる３つの位置２
５´，２６´，２７´となる。
系４５のみを用いて上記に示したモノリシック３ライン
センサーでカラー画像の読取りを行なう場合、３つのラ
インセンサー２５，２６，２７で同時に読取れる原稿面
１１上の読取位置は同図に示す如く異なる３つの位置２
５´，２６´，２７´となる。
【００１３】この為、原稿面１１上の任意の位置に対す
る３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ３ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。
る３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各信号成分は同時に読取ること
ができず、それぞれ３ラインセンサーで読取り後、一致
させ合成する必要が生じてくる。
【００１４】これには３ラインセンサーの各ライン間の
距離Ｓ１，Ｓ２を各画素サイズＷ２の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばＢ信号（Ｂ色光に基づく信号成分）に対し各
Ｇ，Ｒ信号（Ｇ，Ｒ色光に基づく信号成分）を遅延させ
ることによって比較的容易に３色の合成信号成分を得て
いる。
距離Ｓ１，Ｓ２を各画素サイズＷ２の整数倍となるよう
に設定し、これに応じた冗長ラインメモリーを具備した
上で例えばＢ信号（Ｂ色光に基づく信号成分）に対し各
Ｇ，Ｒ信号（Ｇ，Ｒ色光に基づく信号成分）を遅延させ
ることによって比較的容易に３色の合成信号成分を得て
いる。
【００１５】従って上記の如く３ラインセンサーの中央
のラインセンサー２６に対する他の２つのラインセンサ
ー２５，２７間の距離Ｓ１，Ｓ２は副走査方向の画素サ
イズＷ２の整数倍となるように設定しているのである。
のラインセンサー２６に対する他の２つのラインセンサ
ー２５，２７間の距離Ｓ１，Ｓ２は副走査方向の画素サ
イズＷ２の整数倍となるように設定しているのである。
【００１６】しかしながら上記に示したカラー画像読取
装置において冗長ラインメモリーを３ラインセンサーの
ライン間距離相当に充当することは高価なラインメモリ
ーを複数列具備しなければならず、これはコスト的にみ
て極めて不利となり、又装置全体が複雑化してくる等の
問題点があった。
装置において冗長ラインメモリーを３ラインセンサーの
ライン間距離相当に充当することは高価なラインメモリ
ーを複数列具備しなければならず、これはコスト的にみ
て極めて不利となり、又装置全体が複雑化してくる等の
問題点があった。
【００１７】又、従来のカラー画像読取装置においては
受光手段として３つのラインセンサーを用いて構成して
いた為、高コスト化になるという問題点があった。
受光手段として３つのラインセンサーを用いて構成して
いた為、高コスト化になるという問題点があった。
【００１８】本発明は色分解手段として反射型１次元ブ
レーズド回折格子を用い少なくとも３色に色分解してカ
ラー画像を読取る際、該回折格子３で色分解された各色
光を走査読取りの際の走査速度に同期させて該１次元ブ
レーズド回折格子の各段及び該回折格子全体を副走査方
向に少なくとも３方向に回動させることによって隣接す
る各段との段差厚を変化させることにより、１つのライ
ンセンサーより成る受光手段面上に順次導光させること
ができ、これにより例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカ
ラー画像をデジタル的に高精度に読取ることができるカ
ラー画像読取装置の提供を目的とする。
レーズド回折格子を用い少なくとも３色に色分解してカ
ラー画像を読取る際、該回折格子３で色分解された各色
光を走査読取りの際の走査速度に同期させて該１次元ブ
レーズド回折格子の各段及び該回折格子全体を副走査方
向に少なくとも３方向に回動させることによって隣接す
る各段との段差厚を変化させることにより、１つのライ
ンセンサーより成る受光手段面上に順次導光させること
ができ、これにより例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光でカ
ラー画像をデジタル的に高精度に読取ることができるカ
ラー画像読取装置の提供を目的とする。
【００１９】
【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、カラー画像を結像光学系により入射光束を少な
くとも３つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズド
回折格子より成る色分解手段を介して１つのラインセン
サーを有する受光手段面上に結像させ、該受光手段で該
カラー画像を読取る際、該反射型１次元ブレーズド回折
格子は階段状格子形状より成り、該階段状格子形状をな
す回折格子の隣接する各段との段差厚を変化させること
により、該３つの色光に基づく画像情報を該ラインセン
サーに順次導光させて該カラー画像を順次読取るように
したことを特徴としている。
装置は、カラー画像を結像光学系により入射光束を少な
くとも３つの色光に色分解する反射型１次元ブレーズド
回折格子より成る色分解手段を介して１つのラインセン
サーを有する受光手段面上に結像させ、該受光手段で該
カラー画像を読取る際、該反射型１次元ブレーズド回折
格子は階段状格子形状より成り、該階段状格子形状をな
す回折格子の隣接する各段との段差厚を変化させること
により、該３つの色光に基づく画像情報を該ラインセン
サーに順次導光させて該カラー画像を順次読取るように
したことを特徴としている。
【００２０】特に前記反射型１次元ブレーズド回折格子
は該回折格子全体が副走査方向に回動可能であり、該回
折格子の各段は各々独立に電気的入力に応じて副走査方
向に軸中心に回動可能な素子より成り、該回折格子の各
段を回動させると共に該回折格子全体を回動させること
により、隣接する各段との段差厚を変化させたことや、
前記結像光学系は射出型テレセントリック系より構成し
ており、前記色分解手段は入射光束を前記ラインセンサ
ーの画素の並び方向と直交する方向に色分解しているこ
とや、前記反射型１次元ブレーズド回折格子の各段の格
子厚は前記結像光学系の光軸中心から周辺にかけて順次
厚くなるように設定していること等を特徴としている。
は該回折格子全体が副走査方向に回動可能であり、該回
折格子の各段は各々独立に電気的入力に応じて副走査方
向に軸中心に回動可能な素子より成り、該回折格子の各
段を回動させると共に該回折格子全体を回動させること
により、隣接する各段との段差厚を変化させたことや、
前記結像光学系は射出型テレセントリック系より構成し
ており、前記色分解手段は入射光束を前記ラインセンサ
ーの画素の並び方向と直交する方向に色分解しているこ
とや、前記反射型１次元ブレーズド回折格子の各段の格
子厚は前記結像光学系の光軸中心から周辺にかけて順次
厚くなるように設定していること等を特徴としている。
【００２１】
【実施例】図１（Ａ）、（Ｂ）は各々本発明の実施例１
の要部平面図（主走査断面）と要部側面図（副走査断
面）である。
の要部平面図（主走査断面）と要部側面図（副走査断
面）である。
【００２２】図中、１は原稿面であり、カラー画像が形
成されている。
成されている。
【００２３】２は結像光学系であり、本実施例において
は射出側の主光線が光軸と平行となって射出する所謂射
出型テレセントリック系となるように構成しており、カ
ラー画像に基づく光束を後述する反射型１次元ブレーズ
ド回折格子３を介して受光手段（１ラインセンサー）４
面上に結像させている。
は射出側の主光線が光軸と平行となって射出する所謂射
出型テレセントリック系となるように構成しており、カ
ラー画像に基づく光束を後述する反射型１次元ブレーズ
ド回折格子３を介して受光手段（１ラインセンサー）４
面上に結像させている。
【００２４】３は色分解手段であり、反射型１次元ブレ
ーズド回折格子（以下単に「回折格子」ともいう。）よ
り成っており、ラインセンサーの画素の並び方向と直交
する方向、即ち副走査方向に（副走査断面において）該
回折格子の各段及び該回折格子全体が回動可能となるよ
うに構成しており、入射光束を副走査方向に所定の色
光、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色の色
光に分解し反射回折させている。
ーズド回折格子（以下単に「回折格子」ともいう。）よ
り成っており、ラインセンサーの画素の並び方向と直交
する方向、即ち副走査方向に（副走査断面において）該
回折格子の各段及び該回折格子全体が回動可能となるよ
うに構成しており、入射光束を副走査方向に所定の色
光、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色の色
光に分解し反射回折させている。
【００２５】本実施例における反射型１次元ブレーズド
回折格子３は階段状格子形状より成っている。回折格子
３はその各段が各々独立に電気的入力に応じて副走査方
向に軸中心に回動可能な素子（ミラー素子）より成り、
走査読取りの際の走査速度に同期させて該回折格子３の
各段及び該回折格子３全体を少なくとも３方向に回動さ
せ隣接する各段との段差厚を変化させることにより、後
述するように該回折格子３で色分解された各色光を１つ
のラインセンサー（１ラインセンサー）を基板面上に設
けた受光手段４面上へ順次導光させている。
回折格子３は階段状格子形状より成っている。回折格子
３はその各段が各々独立に電気的入力に応じて副走査方
向に軸中心に回動可能な素子（ミラー素子）より成り、
走査読取りの際の走査速度に同期させて該回折格子３の
各段及び該回折格子３全体を少なくとも３方向に回動さ
せ隣接する各段との段差厚を変化させることにより、後
述するように該回折格子３で色分解された各色光を１つ
のラインセンサー（１ラインセンサー）を基板面上に設
けた受光手段４面上へ順次導光させている。
【００２６】本実施例では原稿面１上のカラー画像を該
原稿面１と結像光学系２との間に配置した不図示のミラ
ー等より成る走査手段によりライン走査している。そし
てカラー画像からの光束を結像光学系２により集光し反
射型１次元ブレーズド回折格子３により３つの色光に色
分解している。そして各色光を走査読取りの際の走査速
度に同期させて該回折格子３の各段を回動させると共に
該回折格子３全体を図中矢印Ａの如く所定量回動させる
ことによって受光手段（１ラインセンサー）４面上に順
次結像させている。そして受光手段４により各々の色光
に基づくカラー画像をデジタル的に順次読取っている。
原稿面１と結像光学系２との間に配置した不図示のミラ
ー等より成る走査手段によりライン走査している。そし
てカラー画像からの光束を結像光学系２により集光し反
射型１次元ブレーズド回折格子３により３つの色光に色
分解している。そして各色光を走査読取りの際の走査速
度に同期させて該回折格子３の各段を回動させると共に
該回折格子３全体を図中矢印Ａの如く所定量回動させる
ことによって受光手段（１ラインセンサー）４面上に順
次結像させている。そして受光手段４により各々の色光
に基づくカラー画像をデジタル的に順次読取っている。
【００２７】本実施例の色分解用の反射型１次元ブレー
ズド回折格子３は該回折格子３により反射回折された光
束を−１次光５、０次光６そして＋１次光７の３方向に
分解し、受光手段４面上の相当位置に各々結像させてい
る。
ズド回折格子３は該回折格子３により反射回折された光
束を−１次光５、０次光６そして＋１次光７の３方向に
分解し、受光手段４面上の相当位置に各々結像させてい
る。
【００２８】次に本発明における反射型１次元ブレーズ
ド回折格子３の反射面の構造の一例を図３に示す。この
反射面の構造はＡｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ誌１７巻
１５号２２７３〜２２７９頁（1978.8.1号）に開示され
ているように階段状格子形状より成っている。例えばこ
の反射型の回折格子において格子厚ｄ1 ＝ｄ2 ＝ｄ3＝
７４９．５ｎｍ、各段幅Ｗ1 ＝Ｗ2 ＝Ｗ3 ＝Ｗ4 でかつ
周期ピッチＰは
ド回折格子３の反射面の構造の一例を図３に示す。この
反射面の構造はＡｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ誌１７巻
１５号２２７３〜２２７９頁（1978.8.1号）に開示され
ているように階段状格子形状より成っている。例えばこ
の反射型の回折格子において格子厚ｄ1 ＝ｄ2 ＝ｄ3＝
７４９．５ｎｍ、各段幅Ｗ1 ＝Ｗ2 ＝Ｗ3 ＝Ｗ4 でかつ
周期ピッチＰは
【００２９】
【数１】 である。又このときの入射角θ0 を４５°（ｄｅｇ）と
したとき、０次光の回折光における効率ピーク波長λ0
は ２ｄ・ｃｏｓθ0 ≒ｍ・λ0 ‥‥‥‥（１） より波長λ0 ＝５３０ｎｍとなる。
したとき、０次光の回折光における効率ピーク波長λ0
は ２ｄ・ｃｏｓθ0 ≒ｍ・λ0 ‥‥‥‥（１） より波長λ0 ＝５３０ｎｍとなる。
【００３０】本実施例においてはこのときの状態、即ち
図２（Ａ）に示す基準状態（初期状態）のときは０次光
（波長λ0 ＝５３０ｎｍ）であるＧ（緑）色光が受光手
段４面上に結像し、これにより該Ｇ色光を読取ってい
る。
図２（Ａ）に示す基準状態（初期状態）のときは０次光
（波長λ0 ＝５３０ｎｍ）であるＧ（緑）色光が受光手
段４面上に結像し、これにより該Ｇ色光を読取ってい
る。
【００３１】次に図２（Ａ）の基準状態から走査読取速
度に同期させて図２（Ｂ）に示すように１次元ブレーズ
ド回折格子３の各段を光軸に対して副走査方向に軸中心
に角度θａだけ回動させるとそれに伴ない隣接する各段
との段差厚も基準状態から変化する。このとき基準状態
から変化した各段の段差厚ｄa は次式で求められる。
度に同期させて図２（Ｂ）に示すように１次元ブレーズ
ド回折格子３の各段を光軸に対して副走査方向に軸中心
に角度θａだけ回動させるとそれに伴ない隣接する各段
との段差厚も基準状態から変化する。このとき基準状態
から変化した各段の段差厚ｄa は次式で求められる。
【００３２】 ｄa ＝（ｄ−Ｗ・ｔａｎθａ）・ｃｏｓθａ ‥‥‥‥（２） ここで回動角θａ＝０．１５°とすると、それに伴ない
段差厚ｄa は式（２）よりｄa ＝６４４．８ｎｍとな
り、０次光のピーク波長λ0 は５３０ｎｍから４５６ｎ
ｍにシフトする。又このとき入射角のズレを防ぐために
１次元ブレーズド回折格子３全体が光軸に対して副走査
方向に角度−θａだけ回動する。
段差厚ｄa は式（２）よりｄa ＝６４４．８ｎｍとな
り、０次光のピーク波長λ0 は５３０ｎｍから４５６ｎ
ｍにシフトする。又このとき入射角のズレを防ぐために
１次元ブレーズド回折格子３全体が光軸に対して副走査
方向に角度−θａだけ回動する。
【００３３】以上の動作により受光手段４面上には波長
のシフトした０次光（波長λ0 ＝４５６ｎｍ）のＢ
（青）色光が結像する。これによりＢ色光を読取ってい
る。
のシフトした０次光（波長λ0 ＝４５６ｎｍ）のＢ
（青）色光が結像する。これによりＢ色光を読取ってい
る。
【００３４】更に今度は図２（Ａ）の基準状態から走査
読取速度に同期させて図２（Ｃ）に示すように１次元ブ
レーズド回折格子３の各段を光軸に対して副走査方向に
軸中心に角度θｂだけ回動させるとそれに伴ない隣接す
る各段との段差厚も変化し、このとき基準状態から変化
した各段の段差厚ｄb は次式で求められる。
読取速度に同期させて図２（Ｃ）に示すように１次元ブ
レーズド回折格子３の各段を光軸に対して副走査方向に
軸中心に角度θｂだけ回動させるとそれに伴ない隣接す
る各段との段差厚も変化し、このとき基準状態から変化
した各段の段差厚ｄb は次式で求められる。
【００３５】 ｄb ＝（ｄ−Ｗ・ｔａｎθｂ）・ｃｏｓθｂ ‥‥‥‥（３） ここで回動角θｂ＝−０．１５°とすると、それに伴な
い段差厚ｄb は式（３）よりｄb ＝８５４．２ｎｍとな
り、０次光のピーク波長λ0 は５３０ｎｍから６０４ｎ
ｍにシフトする。又このときも入射角のズレを防ぐため
に１次元ブレーズド回折格子３全体が光軸に対して副走
査方向に角度−θｂだけ回動する。
い段差厚ｄb は式（３）よりｄb ＝８５４．２ｎｍとな
り、０次光のピーク波長λ0 は５３０ｎｍから６０４ｎ
ｍにシフトする。又このときも入射角のズレを防ぐため
に１次元ブレーズド回折格子３全体が光軸に対して副走
査方向に角度−θｂだけ回動する。
【００３６】以上の動作により受光手段４面上には波長
のシフトした０次光（波長λ0 ＝６０４ｎｍ）のＲ
（赤）色光が結像する。これによりＲ色光を読取ってい
る。
のシフトした０次光（波長λ0 ＝６０４ｎｍ）のＲ
（赤）色光が結像する。これによりＲ色光を読取ってい
る。
【００３７】この読取り動作を順次繰り返すことでカラ
ー画像をＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に時系列的に色分解
し、受光手段としての１ラインセンサー４面上に重ね合
わせることにより原稿面１上のカラー画像を順次読取っ
ている。
ー画像をＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に時系列的に色分解
し、受光手段としての１ラインセンサー４面上に重ね合
わせることにより原稿面１上のカラー画像を順次読取っ
ている。
【００３８】図４は１次元ブレーズド回折格子３の各段
を回動させる構造を示した説明図である。
を回動させる構造を示した説明図である。
【００３９】同図に示すように１次元ブレーズド回折格
子３は周期ピッチＰ内にＷ1 ，Ｗ2，Ｗ3 ，Ｗ4 のステ
ップ幅から成る階段状格子形状より成り、該階段状格子
形状をなす各段の段差厚はそれぞれｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 で
ある。この回折格子は各段の中央を回動中心（軸中心）
とする回動用ヒンジがモノリシックに作り付けられてお
り、電気的入力信号に対応して各ピッチの素子（各段）
が、この回動用ヒンジを中心に光軸に対して副走査方向
に回転し得る構造となっている。これにより本実施例で
は隣接する各段との段差厚を変化させることによって反
射角を変更可能としている。
子３は周期ピッチＰ内にＷ1 ，Ｗ2，Ｗ3 ，Ｗ4 のステ
ップ幅から成る階段状格子形状より成り、該階段状格子
形状をなす各段の段差厚はそれぞれｄ1 ，ｄ2 ，ｄ3 で
ある。この回折格子は各段の中央を回動中心（軸中心）
とする回動用ヒンジがモノリシックに作り付けられてお
り、電気的入力信号に対応して各ピッチの素子（各段）
が、この回動用ヒンジを中心に光軸に対して副走査方向
に回転し得る構造となっている。これにより本実施例で
は隣接する各段との段差厚を変化させることによって反
射角を変更可能としている。
【００４０】回動させる方法としては各段を１素子とし
て各素子の下部に設けた電極板と該素子の下部間に生じ
る電界の電位差等の電磁力によって回動可能としてい
る。これは公知のＤＭＤ素子（例えばＵＳＰ４７２８１
８５号で開示されている。）と同様の技術をもって可能
である。
て各素子の下部に設けた電極板と該素子の下部間に生じ
る電界の電位差等の電磁力によって回動可能としてい
る。これは公知のＤＭＤ素子（例えばＵＳＰ４７２８１
８５号で開示されている。）と同様の技術をもって可能
である。
【００４１】又、１次元ブレーズド回折格子３全体を回
動させる手段としては、例えば回転機構として圧電素子
等を用いて回動させれば安価でしかも容易に製作するこ
とができる。
動させる手段としては、例えば回転機構として圧電素子
等を用いて回動させれば安価でしかも容易に製作するこ
とができる。
【００４２】本実施例においては結像光学系を射出型テ
レセントリック系となるように構成している。これは次
の理由からによる。
レセントリック系となるように構成している。これは次
の理由からによる。
【００４３】即ち、主走査断面内の画角に応じた各光束
の回折格子への入射角が一定でない場合ブレーズド波長
λ0 は次式に従って変化してくる。
の回折格子への入射角が一定でない場合ブレーズド波長
λ0 は次式に従って変化してくる。
【００４４】
【数２】 具体的に示すと画角に応じた主走査面内の入射角α´を
２０°とし、テレセントリック系でない通常の結像光学
系と反射型１次元ブレーズド回折格子を用いた場合、ブ
レーズド波長λ0 は約３０ｎｍもシフトしてしまう。
２０°とし、テレセントリック系でない通常の結像光学
系と反射型１次元ブレーズド回折格子を用いた場合、ブ
レーズド波長λ0 は約３０ｎｍもシフトしてしまう。
【００４５】このブレーズド波長λ0 のシフトズレを防
止する為に本実施例においては結像光学系を射出型テレ
セントリック系になるように構成し、該結像光学系から
の出射光の各画角の主光線が常に主走査断面内で垂直入
射するようにしている。
止する為に本実施例においては結像光学系を射出型テレ
セントリック系になるように構成し、該結像光学系から
の出射光の各画角の主光線が常に主走査断面内で垂直入
射するようにしている。
【００４６】このように本実施例においては前述の如く
回折格子の各段及び該回折格子全体を少なくとも３方向
に回動させることによって隣接する各段との段差厚を変
化させることにより、０次回折光のピーク波長（色光）
を変化させ、これにより該回折格子で色分解された各色
光を１つのラインセンサーより成る受光手段面上に順次
導光させることができ、例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光
でカラー画像をデジタル的に高精度に読取ることができ
る。更には各色光とも０次回折光を使用することによっ
て色にじみのないカラー画像を得ることができる。
回折格子の各段及び該回折格子全体を少なくとも３方向
に回動させることによって隣接する各段との段差厚を変
化させることにより、０次回折光のピーク波長（色光）
を変化させ、これにより該回折格子で色分解された各色
光を１つのラインセンサーより成る受光手段面上に順次
導光させることができ、例えばＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光
でカラー画像をデジタル的に高精度に読取ることができ
る。更には各色光とも０次回折光を使用することによっ
て色にじみのないカラー画像を得ることができる。
【００４７】尚、本実施例においては前述の如く回折格
子の各段をそれぞれ独立に回動させることによって隣接
する各段との段差厚を変化させたが、この回動動作に代
わって、例えば該回折格子の各段の格子厚を各色光に応
じて少なくとも３つの厚さに変化できるように構成する
ことによって隣接する各段との段差厚を変化させても良
い。
子の各段をそれぞれ独立に回動させることによって隣接
する各段との段差厚を変化させたが、この回動動作に代
わって、例えば該回折格子の各段の格子厚を各色光に応
じて少なくとも３つの厚さに変化できるように構成する
ことによって隣接する各段との段差厚を変化させても良
い。
【００４８】図５は本発明の実施例２の光学系の要部概
略図である。
略図である。
【００４９】本実施例においては色分解手段としての反
射型１次元ブレーズド回折格子の形状を円筒形より構成
することにより、結像光学系を通常の光学系（テレセン
トリック系ではない）より構成している。
射型１次元ブレーズド回折格子の形状を円筒形より構成
することにより、結像光学系を通常の光学系（テレセン
トリック系ではない）より構成している。
【００５０】今、画角αで入射した光束が結像光学系２
により射出側で例えば角度α´で出射したとする。この
とき図６に示すように円筒形状でない通常の反射型１次
元ブレーズド回折格子を用いたとする。そうするとそれ
から反射回折された光束が受光手段としての１ラインセ
ンサー４に入射する際の距離は軸上においてＬ0 、出射
角α´の軸外ではＬ1 となる。ここにＬ1 ＝Ｌ0 ／ｃｏ
ｓα´である（尚、図５、図６においては破線で示すよ
うに光路を展開した状態で示している。通常の光学系で
はα≒α´となっている。）。
により射出側で例えば角度α´で出射したとする。この
とき図６に示すように円筒形状でない通常の反射型１次
元ブレーズド回折格子を用いたとする。そうするとそれ
から反射回折された光束が受光手段としての１ラインセ
ンサー４に入射する際の距離は軸上においてＬ0 、出射
角α´の軸外ではＬ1 となる。ここにＬ1 ＝Ｌ0 ／ｃｏ
ｓα´である（尚、図５、図６においては破線で示すよ
うに光路を展開した状態で示している。通常の光学系で
はα≒α´となっている。）。
【００５１】この為、１次元ブレーズド回折格子と受光
素子面との間の各出射角α´に対する光路長は軸上（α
´＝０）と軸外（α≠０）では異なり一定とはならな
い。
素子面との間の各出射角α´に対する光路長は軸上（α
´＝０）と軸外（α≠０）では異なり一定とはならな
い。
【００５２】そこで本実施例においては上記の問題点を
解決する為に図５に示すように主走査断面内（有限画
角）における出射角α´の存在により反射型１次元ブレ
ーズド回折格子５０が作り付けられた基板を結像光学系
の射出瞳を中心とする円筒面とし、各画角に対応する射
出主光線が常に該回折格子５０に垂直入射するようにし
ている。これにより当該断面内の入射角依存によるブレ
ーズド波長のシフトを効果的に防止している。
解決する為に図５に示すように主走査断面内（有限画
角）における出射角α´の存在により反射型１次元ブレ
ーズド回折格子５０が作り付けられた基板を結像光学系
の射出瞳を中心とする円筒面とし、各画角に対応する射
出主光線が常に該回折格子５０に垂直入射するようにし
ている。これにより当該断面内の入射角依存によるブレ
ーズド波長のシフトを効果的に防止している。
【００５３】図７は本発明の実施例３の反射型１次元ブ
レーズド回折格子の説明図である。
レーズド回折格子の説明図である。
【００５４】同図において各素子（ミラー素子）から成
る１次元ブレーズド回折格子７０は同図に示す様に該回
折格子７０の主走査断面方向の軸上から軸外（中心部か
ら周辺部）に向かって格子厚を連続的に各段共に同比率
で厚くして形成している。これにより１次元ブレーズド
回折格子７０の基板を平板状とすることによって発生す
る入射角に依存するブレーズド波長のシフトを防止して
いる。
る１次元ブレーズド回折格子７０は同図に示す様に該回
折格子７０の主走査断面方向の軸上から軸外（中心部か
ら周辺部）に向かって格子厚を連続的に各段共に同比率
で厚くして形成している。これにより１次元ブレーズド
回折格子７０の基板を平板状とすることによって発生す
る入射角に依存するブレーズド波長のシフトを防止して
いる。
【００５５】このように本実施例においては平板形状よ
り成る１次元ブレーズド回折格子を用いることによっ
て、結像光学系にテレセントリック系を用いなくても正
しく分光分離が行えるカラー画像読取装置を構成するこ
とができる。
り成る１次元ブレーズド回折格子を用いることによっ
て、結像光学系にテレセントリック系を用いなくても正
しく分光分離が行えるカラー画像読取装置を構成するこ
とができる。
【００５６】尚、本実施例では格子厚の格子面上での変
化を連続的であるとしたが、この変化に限らず、例えば
素子毎の変化であっても良く、又複数のステップで分割
して（複数素子毎）変化を与えても前述の実施例と同様
の効果を得ることができる。
化を連続的であるとしたが、この変化に限らず、例えば
素子毎の変化であっても良く、又複数のステップで分割
して（複数素子毎）変化を与えても前述の実施例と同様
の効果を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば前述の如くカラー画像を
色分解手段としての反射型１次元ブレーズド回折格子を
介して１つのラインセンサーより成る受光手段で読み取
る際、該回折格子により色分解された少なくとも３つの
色光を走査読取速度に同期させて該回折格子の各段及び
該回折格子全体を少なくとも３方向に回動させることに
よって隣接する各段との段差厚を変化させることによ
り、順次受光手段で読取ることができ、これにより１つ
のラインセンサーを用いるだけで高精度にカラー画像の
読取りができ、又各色光とも０次回折光を使用すること
で色にじみのないカラー画像が得られるカラー画像読取
装置を達成することができる。
色分解手段としての反射型１次元ブレーズド回折格子を
介して１つのラインセンサーより成る受光手段で読み取
る際、該回折格子により色分解された少なくとも３つの
色光を走査読取速度に同期させて該回折格子の各段及び
該回折格子全体を少なくとも３方向に回動させることに
よって隣接する各段との段差厚を変化させることによ
り、順次受光手段で読取ることができ、これにより１つ
のラインセンサーを用いるだけで高精度にカラー画像の
読取りができ、又各色光とも０次回折光を使用すること
で色にじみのないカラー画像が得られるカラー画像読取
装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部平面図と要部側面図
【図２】 反射型１次元ブレーズド回折格子の各段の回
動による厚みの変化を示す説明図
動による厚みの変化を示す説明図
【図３】 反射型１次元ブレーズド回折格子の反射面の
構造を示す説明図
構造を示す説明図
【図４】 反射型１次元ブレーズド回折格子の各段の回
動構造を示す説明図
動構造を示す説明図
【図５】 本発明の実施例２の要部概略図
【図６】 本発明の構成と比較説明する為の要部概略図
【図７】 本発明の実施例３の回折格子の説明図
【図８】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図
略図
【図９】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部概
略図
略図
【図１０】 モノリシック３ラインセンサーの説明図
【図１１】 従来のカラー画像読取装置の光学系の要部
概略図
概略図
１ 原稿面 ２ 結像光学系 ３，５０，７０ 色分解手段（反射型１次元ブレーズド
回折格子） ４ 受光手段（ラインセンサー） ５，６，７ 反射回折光
回折格子） ４ 受光手段（ラインセンサー） ５，６，７ 反射回折光
Claims (4)
- 【請求項１】 カラー画像を結像光学系により入射光束
を少なくとも３つの色光に色分解する反射型１次元ブレ
ーズド回折格子より成る色分解手段を介して１つのライ
ンセンサーを有する受光手段面上に結像させ、該受光手
段で該カラー画像を読取る際、 該反射型１次元ブレーズド回折格子は階段状格子形状よ
り成り、該階段状格子形状をなす回折格子の隣接する各
段との段差厚を変化させることにより、該３つの色光に
基づく画像情報を該ラインセンサーに順次導光させて該
カラー画像を順次読取るようにしたことを特徴とするカ
ラー画像読取装置。 - 【請求項２】 前記反射型１次元ブレーズド回折格子は
該回折格子全体が副走査方向に回動可能であり、該回折
格子の各段は各々独立に電気的入力に応じて副走査方向
に軸中心に回動可能な素子より成り、該回折格子の各段
を回動させると共に該回折格子全体を回動させることに
より、隣接する各段との段差厚を変化させたことを特徴
とする請求項１のカラー画像読取装置。 - 【請求項３】 前記結像光学系は射出型テレセントリッ
ク系より構成しており、前記色分解手段は入射光束を前
記ラインセンサーの画素の並び方向と直交する方向に色
分解していることを特徴とする請求項１のカラー画像読
取装置。 - 【請求項４】 前記反射型１次元ブレーズド回折格子の
各段の格子厚は前記結像光学系の光軸中心から周辺にか
けて順次厚くなるように設定していることを特徴とする
請求項１のカラー画像読取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289184A JPH08122693A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | カラー画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289184A JPH08122693A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | カラー画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122693A true JPH08122693A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17739863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6289184A Pending JPH08122693A (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | カラー画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08122693A (ja) |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP6289184A patent/JPH08122693A/ja active Pending
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