JPH09247359A - カラー画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 比較的安価に高解像度で読み取り可能なある
いは高速に読み取り可能なカラー画像読み取り装置の提
供。 【解決手段】 読み取り原稿位置の移動と同期して互い
に異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換え
て被写体を照明する照明手段を有し、照明された被写体
３０からの反射光に基づいて異なる分光特性に対応した
画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、画素信号か
らカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装置におい
て、照明手段が緑＋青色２１および緑＋黄色２２の２色
を交互に切り換える手段を有し、光電変換手段が、緑の
み受光し信号を受光する線状受光素子列４１と赤＋青色
のみ受光する線状受光素子列４２から構成され、緑色の
画素信号列を順次、赤色と青色の画素信号列を交互に得
る走査方法と、緑色の画素信号列と赤色および青色の画
素信号列を順次得る走査方法を切り換える手段を有する
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像読み取
り装置において特に原稿読み取り速度を向上させた光源
切換方式のカラー画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー画像読み取り装置はスキャ
ナやハンディスキャナ等の読み取り装置として広く使用
されており、この種の装置には図３のように緑色
（Ｇ）、赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）の３原色を順次切
換ることができる原稿照明系（光源１０＋色フィルタ２
０）と被写体３０からの反射光を１列の線状受光素子列
を持ったイメージセンサ４０を用い、各色信号成分を順
次メモリ５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂに蓄え出力するものが
商品化され用いられている。これらは、装置が安価にで
きる反面、光源切換操作が３回必要であることから走査
速度が遅いことが指摘されている。

【０００３】これを改良する手段として、特開平６−２
２５３１６号公報では図２（ａ）のように白色（Ｗ）と
緑色（Ｇ）を切り換える色フィルタと図２（ｂ）の光電
変換素子（この場合は２次元エリアセンサ）に配置され
た黄色（緑＋赤）とシアン色（緑＋青）をモザイク状に
配置した受光素子とによって得られる全画素の緑色信号
と赤＋緑と青＋緑のモザイク状の色信号の２つの信号を
色分離回路（演算回路）によって全画素の緑色信号と赤
と青色のモザイク状のカラー色分解した信号を得ること
で、３回の光源切換操作を２回にすることが提案されて
いる。図２（ａ）の色フィルタは、図３の色フィルタ２
０のように白色光源１０の前に設置し、モーター等で回
転によって照明光の色を切り換えるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、緑色信号はイメージセンサの画素数だけ
得られるが、赤色および青色信号成分は、半分しか得ら
れないため高解像度読み出しができない問題があった。

【０００５】また、イメージセンサには受光素子部にモ
ザイク状にあるいは交互にシアン色および黄色フィルタ
を形成する必要があることからフォトリソグラフィの設
備等が必要である。このことから、イメージセンサ素子
が高価になる問題があった。

【０００６】また、１組のカラー信号列を得るのに必ず
同一原稿位置で２回の光源切換操作が必要であり、且つ
色分離のための演算処理回路を必要とする。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、安価なイメー
ジセンサを用いることができ、さらに緑色以外の視解像
度の低い赤色、青色に関しては半分の解像度で走査する
場合には２倍の速度で走査が可能な、また１画素列を２
回走査する場合には３色のカラー信号は同じ高解像度で
読み取り可能な安価なカラー画像読み取り装置を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のカラー画像読み取り装置は、読み取り原稿
位置の移動と同期して互いに異なる分光特性を有する複
数の光を選択的に切り換えて被写体を照明する照明手段
を有し、前記照明された被写体からの反射光に基づいて
上記異なる分光特性に対応した画素信号を得る線状の光
電変換手段を有し、上記画素信号からカラー信号を形成
するカラー原稿読み取り装置において、上記照明手段が
シアン（緑＋青）色および黄色（緑＋赤）色から構成さ
れ、上記光電変換手段が、マゼンダ（赤＋青）色透過フ
ィルタと緑色透過フィルタを持つ２列の線状受光素子列
を有する構成とする。

【０００９】または、上記照明手段が緑色、青色および
黄色の３色から構成され、この３色のうち赤および青色
を選択的に切り換える手段を有し、上記光電変換手段
が、マゼンダ（赤＋青）色透過フィルタと緑色透過フィ
ルタを持つ２列の線状受光素子列を有する構成とする。

【００１０】または、上記照明手段がシアン（緑＋青）
色および黄色（緑＋赤）色から構成され、上記光電変換
手段が、緑反射あるいは透過のダイクロイックミラーに
よって２つの光軸に分割する手段を有し、受光素子が色
分解フィルタを具備しない２つの線状受光素子列を有す
るとする。

【００１１】または、上記照明手段が緑色、青色および
黄色の３色から構成され、この３色のうち赤および青色
を選択的に切り換える手段を有し、上記光電変換手段
が、緑反射あるいは透過のダイクロイックミラーによっ
て２つの光軸に分割する手段を有し、受光素子が色分解
フィルタを具備しない２つの線状受光素子列を有する構
成とする。

【００１２】または、読み取り原稿位置の移動と同期し
て互いに異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切
り換えて被写体を照明する照明手段を有し、前記照明さ
れた被写体からの反射光に基づいて上記異なる分光特性
に対応した画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、
上記画素信号からカラー信号を形成するカラー原稿読み
取り装置において、上記照明手段が緑＋青色および緑＋
黄色の２色を交互に切り換える手段を有し、上記光電変
換手段が、緑のみ受光し信号を受光する線状受光素子列
と赤＋青色のみ受光する線状受光素子列から構成され、
緑色の画素信号列を順次、赤色と青色の画素信号列を交
互に得る走査方法と、緑色の画素信号列と赤色および青
色の画素信号列を順次得る走査方法を切り換える手段を
有する構成とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の第一の実施例のカラ
ー原稿読み取り装置について、図面を参照しながら説明
する。

【００１４】図１（ａ）は本発明の実施例における実施
形態であるカラー画像読み取り装置の構成を示すもので
あり、図１（ｂ）は本発明の光電変換素子の実施形態を
示す図である。図１において、３０は原稿、１３はレン
ズであり等倍のロッドレンズアレイや縮小レンズあるい
はレンズアレイ、４０は線状の光電変換素子を示し、受
光素子１０の上に緑色透過のフィルタが形成された受光
素子列４１を持つ光電変換素子とマゼンダ色（赤＋青）
透過のフィルタが形成された受光素子列４２を持ち、光
電変換素子は下図のように異なるフィルタを持つ素子を
２列に配置した構成である。原稿照明手段としては、２
１のシアン色（緑＋青）の光で照明する光源と、２２の
黄色（緑＋青）の光で照明する光源とで構成されてい
て、原稿と受光素子列の相対位置を走査する手段と同期
してこれら２つの光源を切り換える手段を有する。ここ
では、白色光源を用いて黄色フィルタとシアンフィルタ
を交互に交換して照明光を切り換えても効果は同じであ
る。

【００１５】光電変換素子にはバイポーラフォトトラン
ジスタとサイリスタシフトレジスタを用いたＩＣや、Ｃ
ＭＯＳによりフォトトランジスタやシフトレジスタを形
成したもの、あるいはフォトダイオードにＭＯＳ増幅器
とＭＯＳシフトレジスタを用いたＩＣ素子やＣＣＤなど
が用いられる。

【００１６】ここで、受光素子１０上に異なるマゼンダ
色と緑色のフィルタを形成した受光素子列は図５のよう
に同一素子４０上に２列の受光素子列４１、４２を形成
したものを用いることもできる。この場合と図１の下図
に示す異なる素子にそれぞれ、マゼンダ色と緑色のフィ
ルタを形成して、２列に配置した場合を比較すれば、後
者の方法では、ウエハ状態でそれぞれ受光素子１０の部
位に全面に形成することが可能で、２００μｍ〜４００
μｍ幅で形成すればよいことから印刷等の安価な設備で
どこでも形成できる。また、前者においては１００〜２
００μｍの幅に線状に２列の受光素子１０上に形成する
ことが必要であるが、この範囲では高精度な印刷設備で
あれば形成可能なレベルである。

【００１７】図４に光源の色切換と、それぞれの受光素
子列からの出力を示してある。ここで、受光素子列は、
副走査（原稿走査方向：１〜ｎ）に１画素だけずれた位
置に並べてある。上図の原稿走査と黄色とシアン色光源
の切換を順次同期させ切り換える順次切換では緑色透過
フィルタを持つ受光素子列（１〜ｍ）からは原稿走査
（１〜ｎ）に従い原稿の緑色信号が順次出力されるのに
対して、マゼンダ色透過フィルタを持つ受光素子列から
は、副走査方向に１ライン後れる形で赤色信号と青色信
号とが交互に出力される。幸いのも、赤および青の視解
像度は輝度（緑色）に比較して低いため、ライン間を補
間することで十分な画質の画像が得られる。この場合に
は、光源の切換が受光素子列（１〜ｍ）の走査に比較し
て早ければ、従来の白黒と同一速度で高速読み取りが可
能である。この場合はラインメモリが必要であるが大き
な負担にはならない。

【００１８】これに対し、下図の繰り返し走査する方法
では副走査方向に１進む前に光源を切り換える。このた
め、緑色透過フィルタを形成した受光素子列からは２回
同一位置で信号が出力される。一方、マゼンダ色透過フ
ィルタを形成した受光素子列からは赤と青色信号が交互
に出力され赤色および青色信号に対しても緑色と同一の
高解像度な読み取りができる。

【００１９】これらの、２つの走査方式は原稿の送りあ
るいは光電変換素子の移動と受光素子列の読み取り開始
信号および光源の切換信号との同期を順次行うか、２回
毎の光電変換素子の読み取り開始信号および光源切換信
号で原稿送りあるいは光電変換素子の移動を行うかを変
更することで容易に換えることができる。

【００２０】第２の実施例として図６に示すように３つ
の光源を配置した場合ついて述べる。ここで異なるの
は、照明手段である光源２３〜２５である。この場合、
２３は発光ピーク波長４５０ｎｍ近傍の青色ＬＥＤ、２
４は発光ピーク波長５２０ｎｍ近傍の緑色ＬＥＤ、２５
は発光ピーク波長６５０ｎｍ近傍の赤色ＬＥＤである。

【００２１】これらの光源は、３色のＬＥＤアレイある
いは導光体によってＬＥＤからの発光光線を導光体内部
の光拡散部からの拡散光を導光体から導出して原稿に照
明するものであってもよい。

【００２２】この時、緑色ＬＥＤは連続点灯で、赤色Ｌ
ＥＤおよび青色ＬＥＤのみを切り換えることによって黄
色（緑＋赤）とシアン色（緑＋青）の照明光を得ること
ができる。ＬＥＤを用いることで高速に光源切換が可能
となる。

【００２３】次に第３の実施例として、第７図に示すよ
うに緑透過あるいは緑反射のダイクロイックミラー５０
を用いて光を２軸に分離する。受光素子列４３、４４に
はフィルタが形成されていない。緑透過の場合には、４
３は緑色信号を出力する受光素子列に、４４は赤色ある
いは青色信号を出力する受光素子列になる。この場合に
は、光電変換素子にはフィルタ等の後処理が不要である
ことから従来の白黒用イメージセンサを用いることがで
きる。この場合には、光軸の調整が必要となる。

【００２４】図７では、第２の実施例における３色ＬＥ
Ｄを用いてシアン色と黄色の照明光を得る場合を用いて
説明したが、実施例１の２色の光源切換でも同じであ
る。

【００２５】また、これら第２および第３の実施例にお
いてもカラー画像読み取り装置として図４の２つの走査
方式は同様に切換えて用いることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明のカラー画像読み取
り装置は、読み取り原稿位置の移動と同期して互いに異
なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換えて被
写体を照明する照明手段を有し、前記照明された被写体
からの反射光に基づいて上記異なる分光特性に対応した
画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、上記画素信
号からカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装置に
おいて、上記照明手段が緑＋青色および緑＋黄色の２色
を交互に切り換える手段を有し、上記光電変換手段が、
緑のみ受光し信号を受光する線状受光素子列と赤＋青色
のみ受光する線状受光素子列から構成され、緑色の画素
信号列を順次、赤色と青色の画素信号列を交互に得る走
査方法と、緑色の画素信号列と赤色および青色の画素信
号列を順次得る走査方法を切り換える手段を有する構成
とすることにより、比較的安価に高解像度で読みとり可
能なあるいは高速に読みとり可能なカラー画像読み取り
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施例におけるカラー画
像読み取り装置の構成を示す概略図 （ｂ）本発明の光電変換素子の実施形態を示す図

【図２】従来の光源切換における改良案として開示され
ている光源のフィルタ構成と受光素子の構成を示す概略
図

【図３】従来の光源切換によるカラー画像読み取り装置
の概略図

【図４】本発明の２つの走査方式による光源切換による
２つの受光素子列からの信号出力を示す図

【図５】本発明の光電変換素子の異なる実施形態を示す
図

【図６】本発明の第２の実施例におけるカラー画像読み
取り装置の概略図

【図７】本発明の第３の実施例におけるカラー画像読み
取り装置の概略図

【符号の説明】 １０ 受光素子 １３ レンズ ２１ シアン色光源 ２２ 黄色光源 ２３ 青色光源（ＬＥＤ） ２４ 緑色光源（ＬＥＤ） ２５ 赤色光源（ＬＥＤ） ３０ 原稿 ４０ 光電変換素子 ４１ 緑色透過フィルタを形成した受光素子列 ４２ マゼンダ色透過フィルタを形成した受光素子列 ４２，４３ フィルタを持たない受光素子列 ５０ ダイクロイックミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本郷 弘貴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取り原稿位置の移動と同期して互い
   に異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換え
   て被写体を照明する照明手段を有し、前記照明された被
   写体からの反射光に基づいて上記異なる分光特性に対応
   した画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、上記画
   素信号からカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装
   置において、 上記照明手段がシアン（緑＋青）色および黄色（緑＋
   赤）色から構成され、上記光電変換手段が、マゼンダ
   （赤＋青）色透過フィルタと緑色透過フィルタを持つ２
   列の線状受光素子列を有することを特徴とするカラー画
   像読み取り装置。
2. 【請求項２】 読み取り原稿位置の移動と同期して互い
   に異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換え
   て被写体を照明する照明手段を有し、前記照明された被
   写体からの反射光に基づいて上記異なる分光特性に対応
   した画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、上記画
   素信号からカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装
   置において、 上記照明手段が緑色、青色および黄色の３色から構成さ
   れ、この３色のうち赤および青色を選択的に切り換える
   手段を有し、上記光電変換手段が、マゼンダ（赤＋青）
   色透過フィルタと緑色透過フィルタを持つ２列の線状受
   光素子列を有することを特徴とするカラー画像読み取り
   装置。
3. 【請求項３】 読み取り原稿位置の移動と同期して互い
   に異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換え
   て被写体を照明する照明手段を有し、前記照明された被
   写体からの反射光に基づいて上記異なる分光特性に対応
   した画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、上記画
   素信号からカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装
   置において、 上記照明手段がシアン（緑＋青）色および黄色（緑＋
   赤）色から構成され、上記光電変換手段が、緑反射ある
   いは透過のダイクロイックミラーによって２つの光軸に
   分割する手段を有し、受光素子が色分解フィルタを具備
   しない２つの線状受光素子列を有することを特徴とする
   カラー画像読み取り装置。
4. 【請求項４】 読み取り原稿位置の移動と同期して互い
   に異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換え
   て被写体を照明する照明手段を有し、前記照明された被
   写体からの反射光に基づいて上記異なる分光特性に対応
   した画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、上記画
   素信号からカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装
   置において、 上記照明手段が緑色、青色および黄色の３色から構成さ
   れ、この３色のうち赤および青色を選択的に切り換える
   手段を有し、上記光電変換手段が、緑反射あるいは透過
   のダイクロイックミラーによって２つの光軸に分割する
   手段を有し、受光素子が色分解フィルタを具備しない２
   つの線状受光素子列を有することを特徴とするカラー画
   像読み取り装置。
5. 【請求項５】 読み取り原稿位置の移動と同期して互い
   に異なる分光特性を有する複数の光を選択的に切り換え
   て被写体を照明する照明手段を有し、前記照明された被
   写体からの反射光に基づいて上記異なる分光特性に対応
   した画素信号を得る線状の光電変換手段を有し、上記画
   素信号からカラー信号を形成するカラー原稿読み取り装
   置において、 上記照明手段が緑＋青色および緑＋黄色の２色を交互に
   切り換える手段を有し、上記光電変換手段が、緑のみ受
   光する線状受光素子列と赤＋青色のみ受光する線状受光
   素子列から構成され、緑色の画素信号列を順次、赤色と
   青色の画素信号列を交互に得る走査方法と、緑色の画素
   信号列と赤色および青色の画素信号列を順次得る走査方
   法を切り換える手段を有することを特徴とするカラー画
   像読み取り装置。