JPS6126261B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原稿画像をCCD等よりなる単一の
イメージセンサにより色情報をもつた画像情報と
して読取るカラー画像読取装置に関する。

原稿画像をイメージセンサにより電気信号とし
て読取り、この電気信号化された画像情報に従つ
て、原稿画像を紙等の記録材に再生したり、
CRT等のデイスプレイ装置に表示したり、或い
は、フアクシミリ等の如く遠隔地へ伝送する等の
画像処理が行なわれている。これらの画像処理の
ほとんどは画像をモノクロールで扱うものであ
る。近年、カラー原稿の色情報をも読取ることに
より色情報をもつた画像情報の処理が提案される
ようになつた。

カラー原稿を読取る場合、CCD等の１次元イ
メージセンサを３ケ所に設け、各々に赤、緑、青
の３色のフイルタを設け３色各々の信号を得る如
くの装置が一般的である。そして、この得た信号
を基にレーザビームプリンタ等の記録装置により
画像形成を行なう。レーザビームプリンタにより
画像形成を行なう場合は、上述の如く青フイルタ
を通して得た信号が黒信号の部分はイエローのト
ナー、緑フイルタを通して得た信号が黒信号の部
分はマゼンタのトナー、赤フイルタを通して得た
信号が黒信号の部分はシアンのトナーを用いて現
像することによりカラー画像を再生する。また、
この他に全ての色に対して黒信号の部分は、これ
らのトナーによる現像は行なわず、黒色のトナー
により現像することにより黒色をあざやかに再生
する様な装置もある。

しかし、このようなカラー原稿読取りには、１
次元イメージセンサが複数個必要であり、一般に
CCD等のイメージセンサは高価であり、これを
複数用いることは、装置全体のコストアツプの要
因となる。

また、イメージセンサを複数個用いる場合の、
更に大きな欠点として、センサ相互の位置調整の
問題がある。つまり、相互のイメージセンサの読
取る位置がずれていると、得られた画像信号から
画像再生したとき、色ずれを生じるからである。
かかる問題を解消するには、イメージセンサの相
互の読取り位置を完全に一致させることを要す
る。一般にイメージセンサとして広く用いられて
いるCCDの１画素の大きさは15μｍ前後であ
り、前述の如き問題を解消するためには、イメー
ジセンサの相互のずれを１画素の大きさの数分の
１以上の精度で修整することになり、これは実際
不可能に近い。

この様なイメージセンサの相互のずれによる問
題を解消し、且つ装置のコストを下げるために、
１個のイメージセンサにより複数の色情報を得る
ことが試みられている。例えば、イメージセンサ
の前面で複数の異なつた色のフイルタを高速に回
転させてフイルタを高速に交換することにより、
イメージセンサへ入力する光の色分解を行なうも
のがある。これによつて主走査方向のずれは解消
できるが、副走査による原稿上の読取り位置がフ
イルタごとに微かに異なる。つまり、３色に色分
解して原稿を読取る場合、１走査毎に１つの色の
光に対する画像情報を得ることになり、同一の色
の光については副走査方向に１画素の大きさだけ
移動するごとに読取られ、色分解のための３つの
画像信号は副走査方向に各々1/3画素ずつずれた
位置から得られたものである。このように原稿の
ずれた位置から読取られた３色の画像信号から像
再生を行なうことは好ましくない。

本発明は以上の点に鑑み、原稿からの反射光の
光の波長による屈折率の違いを用い、１個のイメ
ージセンサにより主走査される原稿の位置をプリ
ズムの如き分光部材を用い、光スペクトルに応じ
て異ならしめ、副走査により原稿の同一位置の各
光スペクトルに対応した画像情報を読取ることに
より、カラー読取り画像の主走査方向及び副走査
方向のずれをなくし、正確な色情報をもつた画像
情報を得ることのできるカラー画像読取装置を提
供することを目的とする。

即ち、異なるスペクトルの光で原稿を順次照射
する手段と、上記照射手段により照射された上記
原稿からの反射光像に基づき原稿画像を読取るべ
く主走査する単一の１次元イメージセンサと、上
記原稿と上記イメージセンサとを上記イメージセ
ンサの主走査方向に対して垂直な副走査方向に上
記照射手段の原稿照射に同期して相対的に移動す
る手段と、上記原稿から上記イメージセンサへの
反射光像の光路を上記副走査方向に関してスペク
トル毎に異ならしめる光学手段とを有し、上記原
稿の同一位置から反射された異なるスペクトルの
光像を上記単一の１次元イメージセンサに順次入
射するカラー画像読取装置を提供することを目的
とする。

第１図は本発明の原理を示す読取り部概略図で
あり、１は原稿、２はプリズム、３はレンズ、４
は１次元イメージセンサである。又、光路を１点
鎖線で示し、Ｒは赤色光光路、Ｇは緑色光光路、
Ｂは青色光光路である。第１図の如く、原稿１か
らイメージセンサ４への光路中にプリズムを配置
すると、赤、緑、青の各々の光に対してプリズム
における屈折角が異なることにより、３色の光路
はわずかにずれる。（図では説明を簡単にするた
め、ずれの量を大きく書いてある）つまり、原稿
上の３色の光による走査ラインは、赤色に対して
はRL、緑色に対してはGL、青色に対してはBL
となる。このずれの大きさはプリズム２の形態や
プリズム２と原稿１との距離等により調整するこ
とができる。そこで、このずれの大きさを原稿走
査間隔の1/3とし、原稿の副走査が原稿走査間隔
の1/3移動するごとに赤、緑、青の３色の光につ
いて順次読取り動作を行なえば、赤、緑及び青の
３色の光に対して原稿上の同一位置の画像を読取
ることができる。

第２図を用いて詳しく説明する。１は原稿であ
りＸ，Ｙ及びＺは原稿の模式的な走査位置を示し
その間隔をｌとする。３本の点線は第１図のプリ
ズム２へ入射する光路Ｒ，Ｇ及びＢを示し、その
間隔ｄは走査間隔ｌの1/3つまりl/3である。原稿
１と光路は相対移動つまり副走査し、結果とし
て、光路を固定した場合原稿１が矢印Ｆの方向に
移動しているものとする。また、２−１から２−
７へ時間的な経過を示す。２−１において走査位
置Ｘが赤色光光路Ｒに達すると、赤色光に対する
画像情報が読取られる。その後、距離ｄの副走査
が行なわれると２−２において走査位置Ｘは緑色
光光路Ｇに達し、緑色光に対する画像情報が読取
られる。また距離ｄの副走査が行なわれると２−
３において走査位置Ｘは青色光光路Ｂに達し、青
色光に対する画像情報が読取られる。この３回の
読取り動作により、原稿上の同一の走査位置Ｘの
３色の光に対応した３種の画像情報が得られた。
更に距離ｄの副走査が行なわれると２−４におい
て走査位置Ｙが赤色光光路Ｒに達し、赤色光に対
する画像情報が読取られる。以下、距離ｄの副走
査毎に順次走査位置Ｙの緑色光、青色光に対する
画像情報が読取られ、更には走査位置Ｚについて
も同様に読取り動作が行なわれる。

尚、３色の光について原稿を順次読取るには、
イメージセンサへの光路中に３色の色フイルタを
設け、これを高速に回転させる方法や、３色の異
なる色で順次発光する光源を３個設ける方法等が
あり、これらを副走査及び主走査のタイミングに
合わせて駆動することによつて原稿の各々の色に
対応した画像情報が得られる。第３図及び第４図
に別の形状のプリズムを用いた本発明による読取
り部の概略図を示す。第３図、第４図において第
１図と同じものには同一番号を付し、５，６及び
７はプリズム等の分光部材である。第３図はプリ
ズムを２個用いた場合、第４図は入射面と出射面
が平行で、光路に対して斜めになつている分光部
材７を用いた場合である。第１図、第３図及び第
４図においてプリズムはレンズの前方、後方のど
ちらに配置しても原理的には同様であり、また光
路中に鏡等による変向部材を設置し、光路を適当
に曲げることも可能である。

第５図に本発明を適用したカラー原稿読取り方
法の読取り部の構成の一実施例を示す。１１は原
稿、１２は透明ガラスよりなる原稿台、１３は赤
色に発光する放電管ａと緑色に発光する放電管ｂ
と青色に発光する放電管ｃと反射鏡Ｍよりなる原
稿照射のための光源、１４は原稿１１からの反射
光の光路を曲げるミラー、１５はプリズム、１６
はレンズ、１７はCCD1次元イメージセンサ（以
下CCDとする）である。光源１３には前述のよ
うに３色に発光する放電管が設けてある。詳しく
は、それ自体は白色に発光するキセノンランプに
フイルタをかぶせ、赤、緑及び青の特定の３色の
色のみを発光するようにしたものを、各々の色に
つき５個交互に一列に並べてある。光源１３、ミ
ラー１４、プリズム１５、レンズ１６及びCCD
１７は一体となつて光学系１８を形成し、矢印
方向に周知の移動手段により一定速度υで移動す
る。この移動により原稿１１は副走査され、
CCD１７は原稿全域の画像を読取る。尚、光学
系１８の移動速度υは、CCD１７の一走査に要
する時間、つまりCCD１７の読取り能力によつ
て決定される。

第６図は、第５図の読取り部の動作制御を行な
う回路の構成を示す回路ブロツク図である。２１
は赤色に発光する放電管ａ、２２は縁色に発光す
る放電管ｂ、２３は青色に発光する放電管ｃ、２
４，２５及び２６は各々放電管２１，２２，２３
を点灯させる点灯器、１７はCCD、２９はCCD
１７を駆動するためのCCD駆動回路、２７は点
灯器２４，２５，２６の動作制御を行ない、且つ
CCD駆動回路２９の動作制御を行なう制御部、
２８はＩ／Ｏコントローラ、２０はCPUで各部
の総合的な動作制御及び読取つた画像情報の処理
を行なう。３０はCCD１７によつて出力された
アナログ信号の画像情報をデジタル信号に変換す
るアナログデジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と
する）、３１は画像情報のDMA転送を司どる
DMAコントローラ、３２はCPU２０の制御プロ
グラムを格納するROM、３３，３４，３５，３
６及び３７は読取つた画像情報を記憶するRAM
である。

第７図は光源の点灯タイミングとCCDの読出
しタイミングを示すタイミングチヤートである。

動作説明する。原稿読取り命令が入力される
と、光学系１８は前述の如く、一定速度υで矢印
方向に移動を始め原稿の副走査を行う。また読
取り命令がCPU２０に与えられるとCPU２０は
Ｉ／Ｏコントローラ２８を介し、制御部２７に制
御信号を出力する。制御部２７はCPU２０から
制御信号を受信すると、CCD駆動回路２９へ読
取り動作開始信号を出力し、また同時に点灯器２
４，２５及び２６を順次動作させるべく駆動信号
を出力する。放電管２１，２２及び２３は各々の
点灯器２４，２５及び２６からの点灯制御信号に
より、第７図７−１，７−２及び７−３に示す如
く順次点灯を始める。この点灯のタイミングは光
学系１８の第２図に示した距離ｄ（走査線間隔ｌ
の1/3）の移動に同期する。CCD駆動回路２９は
各々の色の放電管の点灯中にCCD１７によつて
得られた画像信号をCCD１７から読出すため
に、CCD１７に放電管の点滅に同期した転送ク
ロツクパルスを第７図７−４に示す如く出力す
る。CCD１７はこの転送クロツクパルスに従つ
て画像情報を出力する。以上の様に放電管２１，
２２及び２３が点滅し、これらの放電管によつて
照射された原稿の反射光をCCD１７が読取るこ
とにより各々の光に対応した画像情報を得る。こ
れにより第２図を用いて説明した如く原稿の同一
位置からの各々の色の光に対応した画像情報を読
取ることができる。この読取つた画像情報はＡ／
Ｄ変換器３０によりデジタル信号の８ビツトの階
調情報をもつた画像信号に変換され、更にDMA
コントローラ３１により高速度でRAM３３に記
憶される。尚、階調情報は暗部で最大値、明部で
最小値となるようにする。RAM３３には、３色
の各々の光に対応する信号が一走査線ずつ順次記
憶されている。光学系１８による一回の副走査が
終了すると画像の読取りも終了する。

CPU２０はROM３２内に格納されている処理
プログラムに従つて読取つた画像情報の処理を以
下の如く行なう。CPU２０はRAM３３内に記憶
された３色の光に対する同一の画素について画像
信号の階調数を比較する。そして、その中の最小
値の信号を選択し、この画像信号をRAM３４に
格納する。次に前述の３色の光、つまり、赤、緑
及び青の光に対応する画像信号の階調数から前述
の選択されたRAM３４に格納されている最小値
の階調数を引く、この減算によつて得られた３つ
の値をRAM３５，３６及び３７に各々記憶す
る。このように、RAM３５，３６及び３７に記
憶された信号が再生すべき画像を形成する画像信
号である。現像処理においてRAM３４に記憶さ
れた信号は黒色トナーで再生のためのもの、
RAM３５に記憶された信号は赤色光に対応した
信号であり、再生のときにはシアンのトナーで現
像し、RAM３６に記憶された信号は緑色光に対
応した信号でありマゼンタのトナーで現像される
ものであり、またRAM３７に記憶された信号は
青色光に対応した信号でありイエローのトナーで
現像されるものである。

従来カラートナーでカラー画像を再生するカラ
ー複写機等では、灰色及び黒色についてはイエロ
ー、マゼンタ、シアンの３色のトナーをすべて用
いていた。ところが、それらのトナーの色の微妙
な色調の問題、再生特性の微妙なちがい等により
灰色及び黒色部で色のバランスがくずれ、再生さ
れた、本来黒又は灰色である画像が若干、色のつ
いたものとなるという欠点が有つた。又、そのエ
ツジ部では、わずかの色ずれのため色のにじみを
生じるという問題が有つた。ところが、この実施
例の様に、灰色及び黒色を黒色トナーのみで再生
すれば美しく再生することができ、又、再生時の
色ずれによる問題も無い。又、灰色にちかい他の
色も、黒色トナーに他の色をわずかにかさね合せ
る事により再生されるから正確に再現される。こ
の様に、演算により黒色部を独立した信号として
とり出す事は、本発明によつて、読取り段階での
色ずれをまつたく生じずに読取る事により可能と
なる。

以上説明した様に、本発明によれば、１個の１
次元イメージセンサにより、原稿の同一位置から
複数の色に対応した画像情報が得られるので、カ
ラー原稿の色分解を正確に行なうことができる。
従つて得られた信号により再生された画像は色ず
れを生じることはなく、正確な色の再生が可能で
ある。

尚、本実施例では光学系移動型の読取り装置を
用いたが、原稿台移動型の読取り装置の如く、周
知の多くの読取り装置への適用も可能なことは当
然である。またイメージセンサを１個用いた場合
の例で説明したが、イメージセンサを主走査方向
に複数並べて、各々のイメージセンサにより画像
を分割して読取る如くの方法においても本発明は
同様の効果を得ることができる。更に光源として
は前述の如く、１個の光源の前面に複数の色をも
つたフイルタを配し、順次フイルタの色を変える
ことにより、複数色の光を形成しても同様である
し、放電管以外の光源で単一波長の光を安定して
出力するものなら本発明の適用は可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す読取り部の概略
図、第２図は本発明による読取り動作を示す模式
図、第３図及び第４図は読取り部の他の実施例を
示す概略図、第５図は本発明を適用した読取り部
の構成を示す断面図、第６図は第５図の読取り部
の動作制御を行なう回路の構成を示す回路ブロツ
ク図、第７図は第６図の回路の動作タイミングを
示すタイミングチヤート図であり、１１は原稿、
１３は光源、１５はプリズム、１７はCCDであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 異なるスペクトルの光で原稿を順次照射する
   手段と、上記照射手段により照射された上記原稿
   からの反射光像に基づき原稿画像を読取るべく主
   走査する単一の１次元イメージセンサと、上記原
   稿と上記イメージセンサとを上記イメージセンサ
   の主走査方向に対して垂直な副走査方向に上記照
   射手段の原稿照射に同期して相対的に移動する手
   段と、上記原稿から上記イメージセンサへの反射
   光像の光路を上記副走査方向に関してスペクトル
   毎に異ならしめる光学手段とを有し、上記原稿の
   同一位置から反射された異なるスペクトルの光像
   を上記単一の１次元イメージセンサに順次入射す
   ることを特徴とするカラー画像読取装置。