JPH1079831A

JPH1079831A - カラーイメージスキャナ

Info

Publication number: JPH1079831A
Application number: JP8233231A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Mikajiri; 智三日尻
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】光学系が非常に簡単なダイクロイックミラー
方式のカラーイメージスキャナを提供する。【解決手段】結像レンズを介して伝達された原稿の反
射光をダイクロイックミラーで反射させたのちに指向部
材で方向を変換してＣＣＤラインセンサに略直角に入光
することで、ＣＣＤラインセンサの光電変換効率を高め
て検出精度を高めることができ、しかも、全体の構成を
簡単にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はカラーイメージス
キャナに関し、特に、複写機やパソコン等の画像入力装
置でＣＣＤラインセンサを用いたカラーイメージスキャ
ナに関するものである。

【０００２】

【従来技術および解決しようとする課題】一般に、複写
装置、ファックス、パソコン等の画像入力装置におい
て、ＣＣＤラインセンサを用いたカラーイメージスキャ
ナにあっては、結像レンズからの入射光をレッド（以下
Ｒと表す。）、グリーン（以下Ｇと表す。）、ブルー
（以下Ｂと表す。）の三色に分解する必要がある。

【０００３】結像レンズからの入射光をＲ、Ｇ、Ｂに分
解する方法としては「カラーセンサ方式」や「ダイクロ
イックプリズムまたはダイクロイックミラー方式」が知
られている。

【０００４】カラーセンサ方式は図６、図７に示されて
いて、図７に示すようにイメージセンサを同一チップ上
に３組設け、それぞれのイメージセンサにＲ、Ｇ、Ｂの
フィルタを配置してＲセンサ３１ａと、Ｇセンサ３１ｂ
と、Ｂセンサ３１ｃとが一体となったカラーセンサ（Ｃ
ＣＤラインセンサ）３３を形成し、結像レンズ３４から
の入射光の色分解と光電変換とを同時に行うようになっ
ている。

【０００５】すなわち、図６に示すようにランプ３５で
ある白色光源で照明された原稿台ガラス３２上に載置さ
れた原稿からの反射光が、ミラー３７、結像レンズ３４
を介してカラーセンサ３３に結像されると、カラーセン
サ３３から各センサ３１ａ、３１ｂ、３１ｃに対応した
色成分の信号が出力されるようになっている。

【０００６】このカラーセンサ方式は、構成が簡単でモ
ノクロと共通な光学系が使用でき、高速化が容易であ
る。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素位置精度がカラーセンサ
の精度で決まることから、色ずれが固定されて補正が可
能となり、高精度化が図れるようになっている。しかし
ながら、図７に示すようにＲ、Ｇ、Ｂの読み取り位置が
別のラインに分かれているので、補正用ラインメモリー
が必要となり、光学系が複雑になるとともに、全体が高
価になるという問題点を有していた。

【０００７】一方、ダイクロイックプリズム方式におい
ては、図８に示すように、同一光軸をダイクロイックプ
リズムでＲ、Ｇ、Ｂに３分光し、それぞれの光をイメー
ジセンサ（ラインセンサ）で光電変換するようになって
いる。すなわち、ランプ３５である白色光源で照射され
た原稿台ガラス３２上に載置された原稿からの反射光
は、ミラー３７、結像レンズを介してダイクロイックプ
リズム３８に入射し、第１プリズム３８ａでブルー光が
反射してブルー光に、第２プリズム３８ｂでレッド光が
反射してレッド光に、最後に第３プリズム３８ｃで入射
光からブルー光とレッド光とが除去されてグリーン光と
なり、各色に対応したイメージセンサ３９ａ、３９ｂ、
３９ｃで光電変換されて色分解が行われる。

【０００８】この方式では、３組のイメージセンサ３９
ａ、３９ｂ、３９ｃで光電変換を行うために読み取り回
数は各ライン１回で済み、高速読み取りが可能となる。
また、同一の物体の反射光を３組のイメージセンサ３９
ａ、３９ｂ、３９ｃで読み取るので位置合わせのための
補正用のラインメモリーが不要となるが、ダイクロイッ
クプリズム３８を使用しているために分光特性は相互に
関連し、任意な分光特性を得ることができない。さら
に、それぞれのイメージセンサ３９ａ、３９ｂ、３９ｃ
の位置合わせについては精密な位置調整が必要となり光
学系が複雑になっている。

【０００９】また、ダイクロイックミラー方式にあって
は、図９に示すように、ランプ３５である白色光源で照
明された原稿台ガラス３２上に載置された原稿からの反
射光が、ミラー３７、結像レンズ３４を介して２枚のダ
イクロイックミラー４１、４２で反射され、この反射時
にＲ、Ｇ、Ｂに分光されてカラーセンサであるＣＣＤラ
インセンサ３３に入射して結像されると、ＣＣＤライン
センサ３３から入射に対応した色成分に応じた出力がな
される。

【００１０】そして、このダイクロイックミラー方式に
あっては、前記カラーセンサ方式と同様に、構成が簡単
でモノクロと共通な光学系が使用でき、高速化が容易で
ある。しかしながら、ダイクロイックミラーを２枚以上
使用するため全体が高価になるという問題点を有してい
た。

【００１１】この発明は、ダイクロイックミラー方式の
カラーイメージスキャナにおいて、光学系を簡単な構造
にすることができ、しかも、全体を安価とすることがで
きるカラーイメージスキャナを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ためにこの発明は、原稿の反射光を結像レンズを介して
ダイクロイックミラーで反射してＲ、Ｇ、Ｂに分光し、
カラーセンサによって各色に対応した信号を出力するよ
うにしたダイクロイックミラー方式のカラーイメージス
キャナであって、前記ダイクロイックミラーで分光され
たＲ、Ｇ、Ｂをそれぞれ指向する指向部材を配設し、該
各指向部材は、前記カラーセンサに略直角に入光させる
構成を有している。そして前記指向部材は、三角プリズ
ムや反射ミラーで構成されている。

【００１３】

【作用】この発明は、上記のように構成したので、原稿
の反射光は結像レンズを介してダイクロイックミラーに
達して反射されて、Ｒ、Ｇ、Ｂに分光され、こののち指
向部材によってカラーセンサの各検出位置で集光し、し
かも、カラーセンサに略直角に入光する。したがって、
カラーセンサの光電変換効率が高くなり、Ｒ、Ｇ、Ｂの
検出精度が高められる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明による
イメージスキャナを説明する。図１〜図４にはこの発明
によるカラーイメージスキャナの一実施の形態が示され
ていて、図１は一般的なカラーイメージスキャナの全体
概略図、図２は図１の一部を取り除いた状態を示す概略
図、図３はレンズ鏡筒部の内部に設けられた結像レンズ
とダイクロイックミラーとＣＣＤラインセンサとの関係
を示す概略図、図４は結像レンズに入射した光がダイク
ロイックミラーを介してＣＣＤラインセンサに至るまで
の反射の過程を示すための拡大説明図である。

【００１５】図１、図２には複写装置、ファックス、パ
ソコン等の画像入力装置において、ＣＣＤラインセンサ
を用いた一般的なカラーイメージスキャナの構造が示さ
れている。

【００１６】この一般的なカラーイメージスキャナにあ
っては、上下が開放した枠体１の対向する内面にミラー
を操作方向に支持する一対のレール２、２が設けられ、
このレール２、２間に跨がって上面に第１ミラー部５が
位置する機台６と、上面に第２ミラー部７が位置する機
台８とがそれぞれ設けられている。

【００１７】なお、第１ミラー部５と機台６とで第１ミ
ラー移動体３が、また、第２ミラー部７と機台８とで第
２ミラー移動体４がそれぞれ形成されている。また、２
３はＣＣＤラインセンサが設けられているレンズ鏡筒部
である。

【００１８】さらに、レール２、２の両端側の枠体１に
はレール２、２と直交する向きのシャフト１０、１１が
それぞれ架設されており、一方のシャフト１０の一端は
枠体１の外側に延びてフライホイール１２が取付けられ
ている。また、このシャフト１０のうちの枠体１の内側
の部位には駆動伝達用のプーリー１３が設けられ、枠体
１の外側に取付けられた駆動源であるステッピングモー
タ１４の駆動軸との間にはタイミングベルト１５が掛設
されている。

【００１９】前記両シャフト１０、１１にはそれぞれ第
１ミラー移動体３用および第２ミラー移動体４用のプー
リー１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂが設けられてお
り、そして、一端が枠体１に固定されたワイヤー１８、
１８は両シャフト１０、１１に設けた第１ミラー移動体
３用および第２ミラー移動体４用のプーリ−１６ａ、１
６ｂ、１７ａ、１７ｂ、第１ミラー移動体３の機台６お
よび第２ミラー移動体４の機台８を掛け回されたのちに
他端が枠体１に固定されている。

【００２０】上記のようにワイヤー１８、１８を掛け回
すことでステッピングモータ１４の駆動時に第１ミラー
移動体３と第２ミラー移動体４とが所定の関係でレール
２、２に沿って移動するようになっている。

【００２１】そして、ランプ（図示せず）で照射した光
は枠体１の上面に水平状態で設けられた原稿台ガラスの
上面に載置された原稿で反射され、この反射光は、第１
ミラー移動体３の第１ミラー部５の開口部５ａを介して
内部に位置するミラー２０および、第２ミラー移動体４
の内部に設けられたミラー２１、２２で反射されて前記
レンズ鏡筒部２３に伝達するようになっている。

【００２２】図３には、レンズ鏡筒部２３の内部に設け
られた結像レンズ２４、ダイクロイックミラー２６、お
よびＲ、Ｇ、Ｂの読み取り位置の近傍にそれぞれ指向部
材である三角プリズム２５ａ、２５ｂ、２５ｃが配設さ
れたＣＣＤラインセンサ２８の位置関係が示されてい
る。

【００２３】すなわち、原稿からの反射光は第２ミラー
移動体４のミラーで反射されてレンズ鏡筒部２３に入射
する。そしてこの光は、まず、結像レンズ２４に入光
し、ダイクロイックミラー２６で反射され、Ｒ、Ｇ、Ｂ
に分光されたのちにそれぞれ三角プリズム２５ａ、２５
ｂ、２５ｃを介してレンズ鏡筒部２３の底面に設けられ
たＣＣＤラインセンサ２８に入光し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に
対応した信号が出力される。

【００２４】この反射時のＲＧＢ分光光学系の詳細が図
４に示されている。この発明に用いられているダイクロ
イックミラー２６はＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを反射するダイ
クロイックミラー２６ａ、２６ｂを２枚貼り合わせて１
枚のミラーに形成してあり、表面がＲ反射面２７ａ、中
央面がＧ反射面２７ｂ、奥面がＢ反射面２７ｃに形成さ
れている。

【００２５】一方、ＣＣＤラインセンサ２８のＲ、Ｇ、
Ｂの読み取り位置の上面には指向部材である三角プリズ
ム２５ａ、２５ｂ、２５ｃがそれぞれ配設され、入光し
た光をＣＣＤラインセンサ２８に略直角に入光して読み
取り位置で集光するようになっている。

【００２６】上記のように構成した場合、結像レンズ２
４からの原稿の反射光はダイクロイックミラー２６によ
ってＲ、Ｇ、Ｂに分光され、こののちＣＣＤラインセン
サ２８に入光する。

【００２７】この場合、三角プリズム２５ａ、２５ｂ、
２５ｃを配設しない場合であってもＲ、Ｇ、ＢをＣＣＤ
ラインセンサ２８のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの検出位置に入
光させることができるが、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの検出位
置に斜めに入光するのでＣＣＤラインセンサ２８による
光電変換効率が低いものであった。しかしながら、この
発明にあっては指向部材である三角プリズム２５ａ、２
５ｂ、２５ｃを配設することによってＣＣＤラインセン
サ２８に略直角に入光させることができるのでＣＣＤラ
インセンサ２８の光電変換効率を高くすることができ
る。

【００２８】なお、前記実施の形態においては、ダイク
ロイックミラー２６で分光されたＲ、Ｇ、Ｂの光束を三
角プリズム２５ａ、２５ｂ、２５ｃによってＣＣＤライ
ンセンサ２８のＲ、Ｇ、Ｂの検出位置に略直角に導いた
が、Ｒ、Ｇ、Ｂの光束を邪魔しなければ、三角プリズム
２５ａ、２５ｂ、２５ｃの代わりに図５に示すように反
射ミラー２９ａ、２９ｂ、２９ｃを用いても良いもので
ある。

【００２９】すなわち、ダイクロイックミラー２６で分
光され、そのままではＣＣＤラインセンサ２８に斜めに
入光するＲ、Ｇ、Ｂの光束を指向部材である三角プリズ
ム２５ａ、２５ｂ、２５ｃや反射ミラー２９ａ、２９
ｂ、２９ｃによってＣＣＤラインセンサ２８に略直角に
入光するように構成すれば良いものである。

【００３０】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、ダイクロイックミラーでＲ、Ｇ、Ｂに分光し、分
光された各光を指向部材によってラインセンサに略直角
で入光するように指向するようにしたので光学系を非常
に簡単な構成にすることができる。また、指向部材でラ
インセンサに略直角に入光させることができるので、ラ
インセンサの光電変換効率を高くすることができ、検出
精度が高められる。しかも、ダイクロイックミラー方式
であるので位置合わせ用のラインメモリーが不要であ
り、全体を安価にすることができるという効果を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なカラーイメージスキャナの全体概略図
である。

【図２】図１の一部を取り除いた状態を示す概略図であ
る。

【図３】レンズ鏡筒部の内部に設けられた結像レンズと
ダイクロイックミラーと三角プリズムとＣＣＤラインセ
ンサとの関係を示す概略図である。

【図４】結像レンズに入光した光がダイクロイックミラ
ー、三角プリズムを介してＣＣＤラインセンサに至るま
での反射の過程を説明するための図である。

【図５】結像レンズに入光した光がダイクロイックミラ
ー、反射ミラーを介してＣＣＤラインセンサに至るまで
の反射の過程を説明するための図である。

【図６】Ｒ、Ｇ、Ｂに分解するカラーセンサ方式を示す
概略図である。

【図７】図６に使用するＣＣＤラインセンサを示す概略
図である。

【図８】Ｒ、Ｇ、Ｂに分解するダイクロイックプリズム
方式を示す概略図である。

【図９】Ｒ、Ｇ、Ｂに分解するダイクロイックミラー方
式を示す概略図である。

【符号の説明】

１……枠体２……レール３……第１ミラー移動体４……第２ミラー移動体５……第１ミラー部５ａ……開口部６、８……機台７……第２ミラー部１０、１１……シャフト１２……フライホイール１３、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ……プーリー１４……ステッピングモータ１５……タイミングベルト１８……ワイヤー２０、２１、２２、３７……ミラー２３……レンズ鏡筒部２４、３４……結像レンズ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ……三角プリズム（指向部材）２６、２６ａ、２６ｂ、４１、４２……ダイクロイック
ミラー２７ａ……Ｒ反射面２７ｂ……Ｇ反射面２７ｃ……Ｂ反射面２８、３３、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ……カラーセンサ
（ＣＣＤラインセンサ）２９ａ、２９ｂ、２９ｃ……反射ミラー（指向部材）３１ａ……Ｒセンサ３１ｂ……Ｇセンサ３１ｃ……Ｂセンサ３２……原稿台ガラス３５……ランプ３８……ダイクロイックプリズム３８ａ、３８ｂ、３８ｃ……プリズム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の反射光を結像レンズを介してダイ
クロイックミラーで反射してＲ、Ｇ、Ｂに分光し、カラ
ーセンサによって各色に対応した信号を出力するように
したダイクロイックミラー方式のカラーイメージスキャ
ナであって、前記ダイクロイックミラーで分光された
Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ指向する指向部材を配設し、該各
指向部材は、前記カラーセンサに略直角に入光させるこ
とを特徴とするカラーイメージスキャナ。
【請求項２】前記指向部材は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応して
カラーセンサの近傍に設けられた三角プリズムである請
求項１記載のカラーイメージスキャナ。
【請求項３】前記指向部材は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応して
カラーセンサの近傍に設けられた反射ミラーである請求
項１記載のカラーイメージスキャナ。