JPS6253565A - カラ−画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、カラーファクシミリ装置等に用いられるカ
ラー画像読取ｖ装置に関する。

［従来の技術］ 第６図は従来の画像読取装置の断面図を示す図である。

第６図においで、従来の画像読取装置は光源３１とロッ
ドレンズアレイ３４とイメージセンサデツプ３５と基板
３６とから構成され、原稿３２は第６図に示す矢印六方
向に移動される。光源３１は原稿面３２に光を照射する
ものであり、螢光対等が用いられる。ロッドレンズアレ
イ３４は原稿面３２で反射され光３３をイメージセンサ
チップ３５上に結像するものである。ここで、口ラドレ
ンズアレイ３４は屈折率が軸上で最も大きく、周囲に行
くほど低くなっているような軸対称の屈折率分布を持っ
た円柱状レンズを多数並べたものであり、正立等倍の結
像作用を有する。イメージセンサチップ３５１；ｉ後の
第８図および第９図で詳細に説明するが、ロッドレンズ
アレイ３４により結像された画像を撮像するものである
。基板３６はイメージセンサデツプ３５を載せるための
ものである。

第７図は基板３６上のイメージセンサチップ３５の配置
を示す。第７図において、イメージセンサチップ３５は
原稿サイズの短辺（たとえばＡ４サイズでは２１０ＩＩ
１ｍ）と同じ長さになるようにたとえば４個配列される
。また、各イメージセンサチップ３５上には第８図に示
すフォトダイオード５１が第７図に示す矢印Ｂ方向に１
列に配列されている。

第８図はイメージセンサチップ３５の構成を詳細に示す
平面図であり、第９図はイメージセンサデツプ３５を信
号電荷転送方向に対して垂直方向に切断したときの断面
図である。第８図において、イメージセンサチップ３５
は１次元に配列されたフォトダイオード５１とトランス
ファゲート配線５２とｃｃｏ　ｃ電荷結合素子）５３と
を含む。また、第９図において、イメージセンサチップ
３５はｐ型半導体基板６１と０型半導体領賊６２とＣＣ
Ｄ部５３とトランスファゲート６４とシリコン酸化膜６
５とカラーフィルタ６６とを含む。フォトダイオード５
１は光信号を電荷ｍに変換するものであり、口型半導体
鎖酸６２とｐ型半導体基板６１どで構成される。トラン
スファゲート６４は１〜ランスフアゲート配線５２に印
加される電位によりフォトダイオード５１からの信＠電
荷の読出しを制御するものである。ＣＣＤ５３はフォト
ダイオード５１から続出された信号電荷を転送するもの
である。カラーフィルタ６６は必要な波長領域の光のみ
を透過するものである。なお、第８図において、ＣＣＤ
５３の電極は図示を省略している。

第７図に示す、フォトダイオードの配列方向（矢印Ｂ）
を主走査方向と呼び、原稿の送り方向く矢印Ａ）を副走
査方向と呼ぶ。

次に、第６図ないし第９図を参照して従来の画像読取装
置の動作について説明する。

第６図において、光！３１によって照射されたされた原
稿面３２の反射光３３は、ロッドレンズアレイ３４によ
ってイメージセンサチップ３５上に結像する。イメージ
センサチップ３５上に結像した原稿面の情報は、フォト
ダイオード５１によって′！！ｉ荷」に変換される。第
８図において、フォトダイオード５１に蓄積された電荷
はトランス７１ゲート５２を経てＣＣＯ５３に転送され
、順次読出される。

ところで、以上のような動作により１３ｊ（１面の画像
情報を読取るファクシミリ・リーダとして、縮小光学方
式と、密着方式とがある。前者は、たとえばＡ４サイズ
の原稿の短辺（約２１００１１）をレンズによってＣＣ
Ｄ　１チツプの大きざ（数１０１）まで縮小する方式で
あり、これは、光路長を大きくとる必要があり、装置が
大型になるという欠点があ）だ。これに対し、侵者の密
着方式では、ロッドレンズアレイの正立等倍結像作用に
よって、原稿、レンズａ３よび一イメージセンサチップ
をコンパクトに配置できるという利点がある。しかし、
たとえばＡ４サイズの短辺（約２１０１ｇｍンと同じ大
きさのイメージセンサデツプが必要となり、ＣＯＤチッ
プを使用する場合は、第７図に示すように必然的に複数
のチップを並べることになる。

画素ビッヂは密着型センサの場合、原稿のＩ？Ｉ像度と
同じであり、一般的な１６本／’ｌ１ｌｌｌの解像度の
場合、１／”＋　（３ｍｍ−５２，５μ僧となる。すな
わち、このとき、６２．５μ傷ごとに画素が並んでいな
けれはならない。

カラー画像読取装置では、この６２．５μｍピッチ内に
入った光から、カラー信号を取出す必要があり、たとえ
ば、６２．５μｍをざらに３〜４分割して３〜４色のフ
ィルタ（レッド、グリーン。

ブルーまたはシアン、イエロー、グリーン等）を設ける
ことによってカラー信号を得る方法や、第７図に示すイ
メージセンサの列を復数列設けて、各列ごとに邑フィル
タを装着し、それぞれの画素列からの信号な一定時間だ
け遅延させて合成して画像信号を１９る方法などがある
。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のカラー画像読取装置は、以上のように構成されて
いるので、カラー信号を読取るための色フィルタが必要
であり、色フィルタをフォトダイオードに装着する工程
で塵埃などが付着するおそれがあり、また歩留りが悪い
という問題があった。

また、特に、３〜４画素をカラー信号の１ピツチとした
場合には、分解能が低下するという問題があり、１つの
画素を３〜４分割して、それぞれに色フィルタを装着し
た場合には、１つの色に対するフォトダイオードの面積
が小さくなるため感度が低下するという問題があった。

それゆえに、この発明は上述のような問題点を解消する
ためになされたちので、フォトダイオードの感度の低下
や分解能の劣化を伴わずに、かつ゛色フィルタを用いな
いでカラー信号を読取ることができるカラー画＆読取装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るカラー両々読取装置は、光源からの光を
集光手段により集光し、集光した光を分光手段により波
長の異なる護数の単色色に分光するとともに分光したそ
れぞれの単色光を［Ｉ７．１面の異なる位置に照射し、
原稿面の異なる位置に照射されて原稿面で反射されたそ
れぞれの光を結像手段により結像し、複数個の画素が一
列に配列された複数個の撮像手段により、それぞれの画
像をｍ像するようにしたものである。

［作用］ この発明における集光手段と分光手段とは原稿上に連続
した波長の光を照射する作用がある。このため、原稿の
それぞれの位置からは照射されている光の波長に応じて
強度の定まる光が反射される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について詳細に説明する。第
１図はこの発明の一実施例のカラー＠像読取装置の慨略
断面を示す図であり、また、第２図は原稿に光を照射す
る光学系を拡大して示した図であり、さらに、第３図は
原稿面で反射された光の光路を示す図である。

′ｊＲ１図において、この発明のカラー画ａ読取装置は
、白色光源３１とレンズ２１とプリズム２２とロッドレ
ンズアレイ３４とイメージセンサチップ１１と基板３６
とから構成され、原稿３２は第１図に示す矢印へ方向に
副走査される。

第２図に示すように、白色光源３１から照射された光は
レンズ２１により集光され、プリズム２２により連続す
るスベク１−ルに分光されて、原稿面３２上に照り１さ
れる。このため、原稿上の異なる位置ａ、ｂ、ｃにはそ
れぞれ異なる波長の光２３１〜２３３が照射される。第
２図では、入射光２３１〜２３３は原稿面３２に対し傾
斜角を有して入射しているが、好ましくは、原稿上の、
ａ。

ｂ、ｃのそれぞれに白色光源３１からの光が結像するよ
うにそれぞれの入射光が原稿面３２に対してほぼ垂直に
なるようにする。

第３図に示すように、原稿面３２の異なる位置から反射
された反射光１２は、ロッドレンズアレイ３４によりイ
メージセンサチップ１１上に結像され、原稿上の絵また
は文字等の正立等倍像が得られる。

第４図は第１図に示すイメージセンサチップ１１の一例
を示す平面図である。第４図において、イメージセンサ
チップ１１には、たとえば３列の画素列８４ａ〜８４ｃ
が配列される。たとえば、画素列８４ａは、フォトダイ
オードの列８１ａとフォトダイオードからの信号電荷の
読出しをυＩｔｌｌｌするトランスファゲート８３ａと
信＠電荷を転送するＣＣＤ８２ａとから構成される。他
の画素列も同様にして構成される。

第５図はたとえば３列の画素列から得られた信号に基づ
いてカラー信号を得るための原理を示す図である。第５
図において、原稿３２上のそれぞれ異なる領域ａ、ｂ、
ｃから反射された反射光はたとえば３列の画素列８４８
〜８４０に結像され、イメージセンサチップ１１で電荷
量に変化される。

変換された信号は信円出力端子４１．４２．４３から取
出される。

次に、第１図ないし第５図を参照してこの発明の一実施
例の動作について説明する。第２図に３３いて、白色光
源３１からの照射光はレンズ２１によって原稿面３２上
に結像するが、光路途中にプリズム２２を挿入すること
によって、色ごとに結像する位置が異なる。すなわち、
原稿面３２上には連続的に色の異なる光が照射される。

カラー原稿に分光された光を照射したとき、入射光が原
稿と同一の色の場合には最も反射率が高い。したがって
、各々の単色光に対する反射率を測定することによって
カラー１３号の色情報がｑられる。第３図に示すように
、ロッドレンズアレイ３４によって正立等倍像が得られ
るので、原稿上の位置による反射率の３８いは、そのま
まイメージセンサ１１上に結像される光の強度の違いど
なる。

イメージセンサチップ１１上には、第４図に示すように
、たとえば３列のフォトダイオードの列が配列されてい
るので、各列のフォトダイオードには邑の差異に応じた
光信号が入射ケる。

すなわち、原稿３２が第５図に示す矢印へ方向に移動さ
れると、まず初めに、第２図に示す分光された入射光２
３１が原稿面３２上の領域Ｃに照射する。領域Ｃで反射
された光はイメージセンナチップ１１の画素列８４Ｃ上
に結像し、このとき端子４３には、信号Ｓ。が得られる
。続いて、原稿３２が移動されると、次に、入射光２３
２が領域Ｃに照射する。このとき端子４２には信号Ｓ。

が得られる。続いて、原稿３２が移動されると、次に、
入射光２３１が領域Ｃに照射する。このとき、端子４１
には信号Ｓえが得られる。ここで、端子４１〜４３に得
られる信号のうら、信号ｓｃＬはそのまま端子７１に与
えられるが、信号Ｓ、はメモリ９１により時間ｔｄ　　
だけ遅延されて端子７２に与えられ、信＠　Ｓ　ｃ／は
メモリ９２により時間２ｔ、（たけ遅延された端子７３
に与えられる。ここで、時間ｔｃＩ　　は出力端子４３
に信号が与えられてから、出力端子４２にＷｔｍ上の同
一位置からの信号が与えられるまでの時間または、出力
端子４２に信号が与えられてから原稿上の同一位置から
の信号が出力端子４］に与えれるまでの時間である。

出力端子７１〜７３の信号を合成することにより、１京
石上の同一位置のカラー信号が得られる。

なお、上述の実施例では、イメージセンサを３列設けた
が、これに限らず複数列設ければよい。

これは複数列のイメージセンサから１数の色１１報が得
られうため、同様にカラー（ｆｆｉ号を１取ることがで
きる。

また、上述の実施例では信号を遅延させるためにメモリ
を用い心が、これに限らず、いかなる遅延回路を用いて
もよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、集光手段および分光
手段を光源と原稿との間の光路中に設け、分光された波
長の異なる光が原稿上の異なる位置に集光されるように
構成し、異なる波長の光を原稿上の同一位置に順次照射
するとき得られる反射光に基づいてカラー画像を得るよ
うにしたので、イメージセンサ上にカラーフィルタを装
着する必要がなく、フォトダイオードの感度を低下させ
ずまた分解能を劣１ヒさせないで、カラー画像信号を読
取ることが１・きる。

【図面の簡単な説明】

１１図はこの発男の一実施例のカラー１ｉｌｊ　＆　１
に取装置の概略断面図である。第２図は第１図に示づ原
稿面への入射光学系を示す図である。第３図は第１図に
丞を原稿とイメージセンサデツプどの間の光路を示す図
である。第４図は第１図に示すイメージセンサデツプの
ｉ！ｉｉ素の配列を示す図である。 第５区はこの発明の一実施例のカラー画像読取装置によ
りカラー１３号を生成する原理を示す因である。第６図
は従来のカラー画＠読取装置の概略断面を示す図である
。第７図は従来の一１′メージセンサチップの配列を示
す図である。第８図は従来のカラー画像読取４１ｉのイ
メージセンサチップの（薄酸を不す図である。第９図は
従来のカラー画像読取装置のｆメージセンリーチンプの
断面を示す図である。 図において、１１はイメージセンサチップ、１２は反射
光、２１はレンズ、２２はプリズム、２３１〜２３３は
分光された入射光、３１は白色光源、３２は原稿、３４
はロッドレンズアレイ、３６は基１ｆｆｉ、８ｉａ〜８
１Ｃはフォトダイオード、８２ａ　〜８２ＣはＣＣＤ、
８３ａ　〜８３ｃはｔ・ランスファゲート部、９１およ
び９２はメモリを示す。 なお、図中、同一符号は同一または、相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　大　　岩　　増　　雄第１図 第２図 ２３１へ７２３３二分光さ−（食入ｉｔ肥も３（２） ３２：／？禍 兎４（２） ８２ａ　、ａ２ｂ、８２ｃ　；　ＣＣυ８３ａ　ｒ　８
３ｂ　＋８３ｃ　　：　　）ラシス７アギ一ト書Ｐ第５
０ Ａ 第６図 ３６：幕ね（ｌ↑子合） 第７ｙ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿面を走査することにより、原稿のカラー画像
   情報を読取るカラー画像読取装置であって、 光源と、 前記光源からの光を集光するための集光手段と、前記集
   光手段により集光された光を波長の異なる複数の単色光
   に分光するとともに、分光したそれぞれの単色光を原稿
   面の異なる位置に照射するための分光手段と、 前記分光手段により原稿面の異なる位置に照射されて、
   原稿面で反射されたそれぞれの光を結像するための結像
   手段と、 複数個の画素が１列に配列され、前記結像手段により結
   像されたそれぞれの画像を撮像するための複数個の撮像
   手段とを備え、 前記分光されたそれぞれの異なる波長の光が前記走査に
   従つて、原稿上の同一位置に順次照射されたとき得られ
   る反射光に基づいてカラー画像を得ることを特徴とする
   カラー画像読取装置。
2. （２）前記各撮像手段は、前記画素の配列方向に対して
   垂直方向に配列される特許請求の範囲第１項記載のカラ
   ー画像読取装置。