JPS6298964A

JPS6298964A - 原稿読取装置

Info

Publication number: JPS6298964A
Application number: JP60238904A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Suda; 須田　憲一; Nobuo Matsuoka; 松岡　伸夫; Shizuo Hasegawa; 長谷川　静男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1987-05-08

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】（技術分野）本発明はカラー原稿を読み取ることのできる原稿読取装
置に関する。

（従来技術）受光部に多数の微小光電変換素子を配列したＣＯＤ等の
固体イメージセンサの受光部に、複数色の微小色分解フ
ィルタを配列した固体カラーイメージセンサを用いてカ
ラー原稿を読取る装置は公知である。斯かる原稿読取装
置で得られる各色に対応する画像信号はできるだけ原稿
の色分解像に忠実であることが望まれるが、実際には斯
かる画像信号を用いて画像を再生（電子写真方式、イン
クジェット方式、熱転写方式等により）した場合、得ら
れるカラー画像は原稿とは色合いがかなり異なったもの
となった。つまり形成された画像信号の原稿の色合いに
対する忠実度が低いものであった。

（発明の目的）本発明の目的は、カラー原稿の色合いにできるだけ忠実
な画像信号を形成できる原稿読取装置を提供することで
ある。

（発明の概要）本発明では固体カラーイメージセンサが使用される、そ
して光路中に不可視光除去フィルタ手段が配置されてい
る。

カラー画像信号の原稿に対する忠実度が低い事につき種
々検討した結果法の事が判明した。

即ち、固体カラーイメージセンナの各光電変換素子は可
視光のみならず、不可視光にもかなり高い分光感度を有
している。又固体カラーイメージセンサの色分解フィル
タも可視光のみならず不可視光にかなり高い分光透過率
を有している。従って、原稿照明光源が可視光のみなら
ず不可視光も放射すると上記センサは可視色光とともに
不可視光にも感応して、両者混合した、　光に対応する
出力を形成する。この出力上では可視色光に対応する成
分と不可視光に対応する成分とを区別できないから、木
来得たい可視色光のみに対応する出力信号のレベルとは
相違するレベルの出力信号となってしまう。このように
人間の眼には見えない光に対応する成分も可視色光対応
信号として出力する為、再成されたカラー画像の色合い
が原稿の色合いとは異なって来るのである。そこで本発
明では不可視光除去フィルタ手段により、如上の不可視
光を除去して、」−記不都合を解決するに到ったのであ
る。

（実施例）第１図は本発明の詳細な説明図である。図に於いて、■
は被読取りカラー原稿０を載置する原稿台である。２は
原稿照明ランプで、３はランプ２の放射光を反射して原
稿０に指向させる反射鏡である。ここで、ランプ２とし
ては昼光色等の蛍光灯を使用してもよいが、蛍光灯は一
般に発光量が相対的に低くて原稿を高速で読取るには不
向きであるし、また蛍光灯の分光特性は輝線スペクトル
である為１色分解した時の分光幅が狭く、これも高速読
取りの阻害原因となり、原稿の色合いにより忠実な画像
信号を得る事を困難にする原因となっていた。そこでラ
ンプ２としてはハロゲンランプを使用するコトが好まし
い。ハロゲンランプは、第３図に放射光の分光分布を示
すように連続的な分光分布を有しており、また放射光量
も多いからである。

ただし、第３図にも示されたようにハロゲンランプは不
可視光としての近赤外光、赤外光も多量に放射する。

４はランプ２の放射光により照明された原稿０の光像を
固体カラーイメージセンサ５に結像する結像光学系で、
屈折率分布型導光素子（商品名セルフォック等）やパー
レンズ等の短焦点小径結像素子を多数本アレイにしたも
のである。

５は固体カラーイメージセンサで、第２図に示すように
、基板５１の受光部に多数の微小光電変換素子５２１，
５２２，５２３が一方向（主走査方向）に沿って配列さ
れている。

５３１．５３２，５３３は上記受光部に、上記光電変換
素子を覆って付着された多数の色分解フィルタで、フィ
ルタ５３１はシアン色（Ｃ）、フィルタ５３２はグリー
ン色（ｇ）、フィルタ５３３はイエロー色（ｙ）の光を
夫々透過させる。図示実施例ではフィルタ５３１は第４
図の曲線１７に示された分光透過率を、フィルタ５３２
は曲線１８に示された分光透過率を、フィルタ５３３は
曲線１６に示された分光透過率を有している。いずれに
せよ光電変換素子５２１は如上のＣ色光を、５２２は如
上のｇ色光を、５２３は如上のｙ色光を、夫々受光する
。

尚、上記各色分解フィルタ５２１．５２２　。

５２３はセンサ５の受光部を染料によって染色すること
により、センサに付着されている。

従って光電変換素子の各々も染色されている。

而して本実施例ではフィルタ５３２は染色フィルタ５３
１と染色フィルタ５３３を屯ね合せることによって形成
されており、従って第４図に示すようにフィルタ５３２
の分光透過率１８はフィルタ５３１の分光透過率１７と
フィルタ５３３の分光透過率１６の積となっている。し
かし、フィルタ５３２はこのフィルタ専用の染料で染色
することによって形成してもよい。またセンサ５の受光
部に染色ではなく塗装等によって色分解フィルタを４−
ｆ着させてもよい。また、図示例では互いに隣り合った
光電変換素子には互いに異なる色の色分解フィルタを使
用しているが、これはこの実施例では１個の画素に１個
の光電変換素子を対応させているからであり、１個の画
素に２個等複数の光電変換素子を対応させるものに於い
ては、１個の画素に対応する複数個の光電変換素子に同
色の色分解フィルタを設けることは勿論であり、この場
合この複数の光電変換素子ごとに色分解フィルタの色が
変更される。

また、センサ５としてＣＯＤを使用する場合は、複数個
のＣＯＤを第１図紙面と垂直な方向（主走査方向）に沿
って配列し、同一の支持台に固定した長尺ＣＣＤイメー
ジセンサ（所謂密着５ＣＯＤイメージセンサ）が適して
いる。他に、単一の長尺基板に極めて多数の光電変換素
子を配列したモノリシックな長尺イメージセンサ（所謂
密着型イメージセンサ）が使用できる。第１図実施例で
は複数のＣＯＤを前記のように配列した長尺ＣＯＤイメ
ージセンサが使用されており、このセンサの各光電変換
素子の相対分光感度は第５図に示されている通りである
。

さて、第４図に示したように、固体カラーイメージセン
サ５の各色分解フィルタ５３１゜５３２．５３３は波長
７００ｎｍを越えた領域にもかなり高い分光透過率を有
している。つまり不可視光であり、人間の眼にとって画
像の色合いの識別には無関係である近赤外光、赤外光に
もかなり高い分光透過率を有している。また、第５図に
示したように、固体カラーイメージセンサ５の各光電変
換素子５２１．５２２　。

５２３も波長１１０００ｎ程度まで有限の感度を有して
いることから判るように、上記不可視光である近赤外光
、赤外光にもかなり高い感度を有している。一方、ラン
プ２として使用したハロゲンランプは第３図に示されて
いるように如上の近赤外光、赤外光をかなり多量に放射
する。従って、光電変換素子５２１は、ランプ２に照明
された原稿Ｏからの反射光の内、シアン色光のみならず
前記近赤外光、赤外光にも感応し、シアン色光のみの光
量に対応する出力ではなく、上記近赤外光、赤外光の光
量に対応するノイズが混入した出力を形成する。同様に
、素。了５２２．５２３も、夫々前記反射光の内グリー
ン色光、イエロー色光のみの光量に対応する出力ではな
く、近赤外光、赤外光の光量に対応するノイズが混入し
た出力を形成する。しかしながら、これら出力中の如上
のノイズ部分は、シアン色光のみの光量に対応する出力
部分、グリーン色光のみの光量に対応する出力部分、イ
エロー色光のみの光量に対応する出力部分と区別できな
い。斯かる理由により、従来の原稿読取装置で形成され
るカラー画像信号は。

原稿の色合い（人間の眼に感する色合い）に忠実に対応
しなかったのである。

そこで第１図実施例では光路中に不可視光としての近赤
外光、赤外光除去フィルタ６を配置した。このフィルタ
６は本図実施例では、第６図に示されているように、赤
外光除去フィルタとして使用する熱線吸収ガラス６１に
、ｆｙ　赤外光を反射する光学薄膜６２を蒸着して、赤
外光除去フィルタ６１と近赤外光除去フィルタ６２を一
体に構成したものである。

尚、光学薄膜６２としては酸化チタン膜６２０、酸化シ
リコン膜６２１を多層に重ね合わせ、第７図に示される
ように、人間の眼にとって実質的に不可視となり、原稿
の色の判別に実質的に寄与しない波長７００ｎｍ以北の
近赤外光を除去するようにしたものが使用されている。

第７図に示されているように、この近赤外光除去フィル
タは波長８５０ｎｍ付近で透過率が若干上昇しているが
、一方この波長域ではハロゲンランプ２の放射光の分光
分布がピークに近い。その為、フィルタ６２のみでは８
５０ｎｍ付近の波長域の光がセンサ５に相当光油到達す
ることを阻１１・、できないので、第８図に示す分光透
過率を有する赤外光除去フィルタ６１を用い、如上の波
長域の光をもセンサ５に対して十分に遮蔽できるように
したものである。逆に言えば第８図に示した赤外光除去
フィルタ６１は原稿の色合いの判別に殆んど影響を与え
ない波長７００〜９００ｎｍ程度の光に対しても透過率
を有しており、一方ハロゲンランプ２はこの波長領域の
光を大量に放射する為、フィルタ６１のみではこの波長
領域の光がセンサ５に相当量到達することを阻止できな
い。従ってフィルタ６１に、第７図のように原稿色合い
判別に実質的に無関係な波長が７００ｎｍより長い近赤
外光を除去する特性を有するフィルタ６２を組合せ、波
長が７００　ｎｍ以上の光がセンサ５に対して実質的に
遮蔽できるようにした。

勿論、熱線吸収ガラスを使用しないでも、一枚の透明板
に形成した光学薄膜のみで近赤外光１赤外光とも十分除
去できるならば、この光学薄膜のみを不可視光除去フィ
ルタとして使用すればよい。

また、第１図実施例では上記のように近赤外光除去フィ
ルタ部と赤外光除去フィルタ部を一枚のカラス板を使用
して一体的に構成したが、これにより近赤外、赤外光除
去フィルタ手段の厚みを薄くでき、短焦点小径結像素子
アレイ４とセンサ５との間の短い光路中への配置が容易
になる。しかし、近赤外光除去フィルタは赤外光除去フ
ィルタ６１とは別体に構成してもよい。

イｆ、ｈ、ニセよこのような不可視光除去フィルタ６を
使用することによって、光電変換素子５２１．５２２．
５２３の出力から人間の眼に感する原稿の色合いとは無
関係な近赤外光、赤外光に対応するノイズ成分を除去で
き、上記原稿の色合いにより忠実に対応するカラー画像
信号を形成可能とする。

ところで、前記センサ５の各光電変換素子の出力は第９
図のような回路で処理され１画像信号化される。センサ
５の各光電変換素子の形成した出力は、端部のものから
王走査方向に順にとり出され、可変増幅器８に印加され
所定のレベルに調整される。而して、センサ５のシリア
ルな出力信号、従って増幅器８のシリアルな出力信号は
、素子５２１の出力に対応する信号（Ｃ信号）、素子５
２２の出力に対応する信号（ｇ信号）、素子５２３の出
力に対応する信号（ｙ信号）のコンポジット信号である
。従ってこのコンポジット信号から、サンプルホールド
回路９ＧによりＣ信号を分離し、サンプルホーｋ　Ｆ回
路９ｇによりｇ信号を分、２１Ｉ　Ｌ、サンプルホール
ド回路９ｙによりｙ信号を分離する。

尚、第９図中、数字符号に添字ｃ、ｇ、ｙを付したもの
は、夫々Ｃ信号、ｇ信号、ｙ信号を処理する回路である
。

如上のサンプルホールド回路で分離された各信号は、利
得を微調整可能な増幅器１０ｃ。

ｇ、ｙによって、夫り実質的に同一レベルの信号番こ１
曽幅された後、ローパスフィルり１１ｃ。

ｇ、ｙにより画像信号より高い周波数のノイズ分が除去
される。

ところでＣ信号は、赤色の補色に対応する信号であり、
ｙ信号は青色の補色に対応する信号である。また、第３
図に示したランプ放射光の分光分布、第４図に示した各
色分解フィルタの分光透過率曲線、第５図に示した光電
変換素子の分光感度曲線から判るように、Ｃ信号、ｇ信
号１　ｙ信号とも、平坦な分光分布を有する色光を平坦
な分光感度を有する光電変換素子で得た理想的な信号で
はない。従って、三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）
、青色（Ｂ）により忠実番こ対応する画像信号を得るに
は、ｃ、ｇ、ｙの各信号を前記分光透過率、分光感度に
対応して演算処理することが望ましい。この処理の演算
式は例えば次式で与えられる。

Ｒ工Ｃ−Ａ　１　ｇ　　　　　　−−−−（１）Ｇ＝ｇ
−Ａ２ｃｍＡ３ｙ　　−−−−（２）Ｂ＝ｙ−Ａ４ｇ　
　　　　　−−−−（３）ここで、Ａ１−Ａ４はランプ
２の放射光の分光分布、固体カラーイメージセンサ５に
使用された色分解フィルタの分光透過率、光電変換素子
の分光感度に対応して決定される演算係数で、上記放射
光分光分布、分光透過率や分光感度が相ａする装置では
相違する係数値に設定される。また使用する色分解フィ
ルタの色が相違すれば前記演算式も相違したものが使用
される。

いずれにせよ、各色に対応する光電変換素子の出力信号
を用いてできるだけ三原色に忠実に対応する信号が得ら
れる演算式を採用する事が望まれる。

如上の演算の為、第９図ではＣ＋ｇ＋Ｖの信号ハ反転増
幅ｎ　１２　ｃ　、　ｇ　、ｙ、　　１２’　ｃ　。

ｇ、ｙに順に通される。尚、１３ｃ１ｇ＋Ｖ、１３’ｃ
、ｇ、ｙはクランプ回路で信号を所定のレベルにクラン
プするものである。１４Ｒは（１）式の演算を行う演算
回路で、増幅器１２’ｃ、１２ｇからの信号が印加され
る。

１４ｃは（２）式の演算を行う演算回路で、増幅器１２
’ｇ；１２ｃ、１２ｙからの信号が印加される。１４Ｂ
は（３）式の演算を行う演算回路で、増幅器１２’ｙ、
１２ｇからの信号が印加される。これにより、演算回路
１４Ｒ１１４Ｇ、１４［３からは夫々赤色に対応する信
号（Ｒ信号）、緑色に対応する信号（Ｇ信号）、５色に
対応する信号（Ｂ信号）が出力される、Ｒ，Ｇ、Ｂ信号
は、夫々増幅器１５尺、１５Ｇ。

１５Ｂにより増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１６Ｒ，１６
Ｃ，１６Ｂによりデジタル信号に変換され、画像信号と
して、画像再生装置に送られる。即ち、再生装置では変
換器１６尺の出力画像信号を用いて赤色画像が、変換器
Ｌ６ｃの出力画像信号を用いて緑色画像が、変換器１６
Ｂの出力画像を用いてｎ色画像が形成され、これら３色
の画像が重ね合わされてカラー原稿像が形成されるので
ある。この画像再生装置には上記画像信号により駆動さ
れるレーザービームや、発光ダイオードアレイ、或いは
液晶シャッタアレイを用いて感光体を露光して静電潜像
を形成し、３色のトナーで現像する電子写真方式のもの
、或いは上記画像信号により駆動されるインクジェット
ヘッド、サーマルヘッド等を使用するもの等が使用でき
る。いずれにせよ１画像再生装置には周知のものが利用
できるので、ここでは詳細な説明は省略する。

尚、フィルタ６は第１図に示したように短点【気小径結
像アレイ４とセンサ５との間の光路に配置するのが、光
源ランプ２からより遠い位置であるのでこれらフィルタ
の熱劣化を極力防止でき、またフィルタ自体を小幅とす
ることができるので好ましいが、ランプ２と原稿Ｏの間
の光路中、又は原稿Ｏと短焦点小径結像素子アレイ４と
の間の光路中に配置してもよい。

また、１ｉｉｊ記実施例では固体カラーイメージセンサ
５に付着させた色分解フィルタ５３Ｉ。

５３２．５３３は、夫々シアン、グリーン、イエロー色
フィルターとしたが、例えば夫々第１Ｏ図に示される分
光透過率を有するレッド。

グリーン、ブルー色フィルタを使用してもよい。この場
合も、各色分解色に対応するセンサの光電変換素子の出
力を、第９図の１２゜１２’　、　１３　、１３’　、
　１４　（添字省略）で示されたと同様な手段により演
算処理し、できるだけ原稿の三原色に忠実に対応する画
像信号を形成することが望まれる。即ち、例えばレッド
フィルタと言えども通常は純粋な赤色光のみを透過させ
るのではなく、緑色の波長領域に属する光も透過させる
。またグリーンフィルタも純粋な緑色光のみならず、赤
色、青色の波長領域に属する光も透過させ、ブルーフィ
ルタも純粋な青色光のみならず緑色の波長領域に屈する
光も透過させる。かつ光電変換素子は赤、緑、青の波長
領域に感度を有している。従って、例えばレッドフイＪ
レタに対応する光電変換素子からの信号レベルからグリ
ーンフィルタに対応する光・層変換素子からの信号レベ
ルの所定割合性を差し引けば、原稿の赤色光により忠実
に対応する画像信号が形成できる。これと同様な考え方
で、以下の演算式が成立する。

Ｒ＝　ｒ−８１ｇ　　　　　　−−−−（４）Ｑ＝ｇ−
Ｂ２ｒ−Ｂ３ｂ　　−−−−（！５）Ｂ＝ｂ−８４ｇ　
　　　　　−−−−（６）（ここでｒ、ｇ、ｂは夫々レ
ッドフィルタ、グリーンフィルタ、ブルーフィルタに対
応する光電変換素子の出力信号、Ｂ１〜Ｂ４は原稿照明
ランプ放射光の分光分布と、各色分解フィルタの分光透
過率と、光電変換素子の分光感度に対応して決定される
演算係数である。）しかしこれらの演算は絶対必要であるものではない。

いずれにせよ、如上のレッド、グリーン、ブルーの色分
解フィルタのいずれも近赤外、赤外光に相当の分光透過
率を有しているが、本発明によれば斯かる不可視光を除
去するフィルタがある為、信号ｒ、ｇ、ｂからは不可視
の近赤外、赤外光に対応するノイズ成分は殆んど除去さ
れているから、原稿の色合いにより忠実なカラー画像信
号が得られる。

尚、固体カラーイメージセンサの色分解フィルタの色は
、前記実施例では３色であるが、４色以上であってもよ
い。

尚また、前記実施例ではカラーイメージセンサの各色分
解フィルタの近紫外、紫外光に対する分光透過率は実質
的に零であるか、可視域光に対する割合が極く小さく、
またランプとして、放射光の分光分布の近紫外、紫外光
に関する割合か可視光、近赤外光、赤外光の割合に比べ
て極く小さいハロゲンランプを使用したため、センサの
各色分解色に対応する信号に対する不可視光としての近
紫外、紫外光の影響は無視できた。従って近紫外、紫外
光除去フィルタは前記実施例では必要ない。しがし、光
電変換素子が近紫外光、紫外光に対しても十分な感度を
イ１し、各色分解フィルタも近紫外、紫外光にかなりの
分光透過率を有し、そしてランプの放射光の分光分布に
於ける近紫外、紫外光に対する割合も高い場合は、各色
分解色に対応する信号にこれら近紫外、紫外光に対応す
るノイズ成分か混入する事を防止する為、光路中に近紫
外光、紫外光を除去するフィルタを設けることが好まし
い。尚、第７図、第８図に示す特性を有するフィルタに
よりこれら近紫外光も紫外光も実質的に除去できる。

尚、第１図で２〜７の諸手段は可動キャリッジ１７に一
体的に取り付けられており、このキャリッジ１７は原稿
読取り動作時、センサ５の長手方向（主走査方向）と実
質的に垂直な副走査方向（矢印Ａ）に移動し、原稿を走
査する。

又は、原稿台ｌを、或いは原稿Ｏ自身を副走査方向に移
動させて原稿を読取るようにしてもよい。

（効　果）未発明によれば、筒中な構成により、カラー原稿の色合
いにより忠実に対応するカラー画像信号を形成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は固体カラ
ーイメージセンサの一例の説明図、第３図はハロゲンラ
ンプ放射光量の分光分４ｊの説明図、第４図は第２図の
センサの色分解フィルタの分光特性の説明図、第５図は
第２図のセンサの充電変換素子の分光４￥性の説明図、
第６図は不可視光除去フィルタの一例の説明図、第７図
は近赤外光除去フィルタの一例の分光特性の説明図、第
８図は赤外光除去フィルタの一例の分光特性の説明図１
第９図はセンサの出力信号の処理回路例の説明図１第１
０図は色分解フィルタの別の例の分光特性の説明図であ
る。０はカラー原稿、２は光源。４は結（象素子、５は固体カラーイメージセンサ、６はイく可視光除去フィルタ、 −漕長　（ｎｍ）第しロ −５α五（ｒｒｒｎ）一５Ｉ五（ｎｍλ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固体カラーイメージセンサと、原稿照明光源から
原稿を経て上記固体カラーイメージセンサに到る光路の
中に配置された不可視光除去フィルタ手段と、を備えた
原稿読取装置。
（２）前記不可視光除去フィルタ手段は赤外光除去フィ
ルタ部と近赤外除去フィルタ部とを有している特許請求
の範囲第１項記載の原稿読取装置。
（３）前記赤外光除去フィルタ部と近赤外除去フィルタ
部は一体になっている特許請求の範囲第１項記載の原稿
読取装置。