JPS63187127A - 色分解装置 - 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〕 本発明は、簡易形写真製版機などに利用される、白色光
から単色光を分離して検出するための色分解装置に関し
、特に、音響光学素子により白色光を分光する色分解装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、簡易形写真製版機において、有色図形を有する原
稿の色彩情報を検出する色分解装置として、第６図に示
すような構成のものが知られている。

円柱状の白色光源１から出射した光は集光器２で集光さ
れ、シリンドリカルレンズ３によって、原稿５の主表面
に円柱光源１と平行になる焦点を結ぶような入射光４に
変換され、原稿５の主表面に所定の角度をなして入射す
る。入射光４は、それが照射した、原稿５の主表面の微
小面積部分の色彩情報を付帯した反射光６として、原稿
５の主表面で反射する。反射光６は、コリメーターレン
ズ７、反射鏡８を介し、入射光９としてハーフミラ−１
０に入射する。

ハーフミ’ｙ−１０を透過した透過光１１は、その波面
に対してブラッグ角θＢ（θＢ＝１０．θ　：分離角）
をなして音響光学素子１７Ｈに入射する。

他方、反射光１２のうちハーフミラ−１３で反射した反
射光１５は、音響光学素子１７Ｂに入射し、透過光１４
は反射鏡１６を介して音響光学累子１７Ｇに入射する。

音響光学素子１７Ｒ、１７Ｂ　、　１７Ｇは、トランス
ジューサ１８Ｒ、１８Ｂ　、　１８Ｇをそれぞれ端面に
配置した音響光学素子からなシ、高周波発振器１９Ｒ１
１９Ｂ　、　１９Ｇよシ供給される高周波信号によシ駆
動される。この駆動信号の周波数ｆは、音響光学媒体内
を伝搬する超音波の音速をマ、回折させるべき単色光の
波長をλ、分離角をθとして、ブラッグ条件式である（
１）式よシ、各単色光について求めることができる。

ｆ＃（θＸマ）／λ　　・１〕・・・−（１）したがっ
て、赤色光の波長に対応する駆動周波数で音響光学素子
１７Ｒを駆動すれば、透過光１１に含まれる赤色の単色
光は分離角θでブラッグ回折され、回折光２０Ｒとして
、対応して配置され九光電素子２３Ｒに入射する。透過
光２１Ｒは遮閉板２２Ｒで遮断される。同様に音響光学
素子１７Ｂ、１７Ｇをそれぞれ青色光、緑色光の波長に
対応する駆動周波数で駆動すれば、青色、緑色の単色光
がそれぞれ回折光２０Ｂ　、　２０Ｇとして光電素子２
３Ｂ　、　２３Ｇに入射する。透過光２１Ｂ　、　２１
Ｇは、それぞれ遮閉板２２Ｂ　、　２２Ｇで遮断される
。

各光′ＳＩｔ累子２３Ｒ、２３Ｂ　、　２３Ｇは、入射
した光信号を電気信号に変換し、演算処理装置２４に送
る。

演算処理装置２４では、それらの信号強度からもとの色
の識別を行ない、その結果を記録する。その後、演算処
理装［２４は搬送器２５にフィード信号を送シ、原稿５
をＸ方向に移動させて、同様にその微小面積部分の色彩
情報を検出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例では、分離すべき単色光の数に応じて複数の
音響光学素子を使用する。そのために、原稿５から得ら
れる反射光６を分光するハーフミラ−等を配置しなけれ
ばならず、また各音響光学素子に対応して複数の光電素
子を配置しなければならない。その結果、各音響光学素
子の入射光の光量が低下し、また検出精度を高めるため
には複雑な光量調整をしなければならないなどの問題点
があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、音、替光学素子を１個とし、これを、駆動周
波数を連続的または段階的に変化させて当該音響光学素
子を駆動する駆動装置と、上記音響光学素子によυ回折
された回折光を電気信号に変換する受光素子と、駆動周
波数の変化に同期して上記線形受光素子の出力を取り出
す演算処理装置とを組合せたものである。

〔作用〕

駆動周波数を適当に変えることＫよシ、音響光学素子に
対して固定した方向に配置された線形受光素子に、分離
したい各色の回折光を順次入射させることができる。し
たがって、上記線形受光素子の出力を、駆動周波数の変
化に同期させて取り出すことにより、各色光が時系列的
に検出される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示し、音響光学素子として
音饗光学偏向器を用いた例である。第６図と同一符号は
同一もしくは相当部分を示す。第６図と同様に１円柱状
の白色光源１から出射した光は集光器２によって集光さ
れ、シリンドリカルレンズ３を介して入射光４となって
原稿５の主表面に入射し、反射光６はコリメータレンズ
Ｔを介して反射鏡８に入射する。

反射鏡８で反射された光は、所定のビーム径（本実施例
では４ｍ）の入射光２６として、音響光学素子２７に、
その波面に対してブラッグ角θＢをなして入射する。音
響光学素子２Ｔは、外形が２０ｍＸ　１０ｉｉＸ　１７
ｘｘＯｆルｙ　イ）　カラーＸ　（ＨＯＹＡ　（株）製
ＡＯＴ−４４Ｂ）からなる音響光学媒体の端面にトラン
スジューサ２８を配置したもので、後述するようカ駆動
装置４０によシ駆動される。

音響光学素子２７で回折された回折光２９は、コンデン
サレンズ３１で収束された後、ＣＣＤ　（ｅｈａ−ｒｇ
＠ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄ＠ｖｉｃ＠）から女る線形受光素
子３３に入射する。透過光３０は遮閉板３２により遮断
される。

駆動装置４０は、第１増幅器３４、方向性結合器３５、
第２増幅器３６Ｒ、３６Ｂ　、　３６Ｇ　、ミキサー３
７Ｒ、３７Ｂ　、　３７Ｇ　、電圧制御発振器３８Ｒ、
３８Ｂ　。

３８Ｇおよび直流電源３９Ｒ、３９Ｂ　、　３９Ｇ　Ｋ
よシ構成される。

今、検出すべき単色光の波長幅を、青色４１０〜４９０
ｎｍ、緑色４９０〜５７０ｎｍ、赤色６１０〜６９０ｎ
ｍとする。したがって、各単色光の中心波長は青色λＢ
　＝４５０ｎｍ　、緑色λｃ　＝　５３０ｎｍ　、赤色
λＢ　＝　６５０ｆｉｔｎ　となる。一方、本実施例の
音響光学素子２Ｔの周波数変換幅は、６０〜１００　Ｍ
Ｈｚであシ、平均周波数は８９ＭＨｚである。

ここで、各色単色光の回折光の分離角θは、音響光学素
子２Ｔの駆動周波数ｆ１超音波の音速マ・および当該単
色光の波長λとの間に、（２）式のような関係を有する
から、各波長λに対応して、駆動周波数ｆを適宜選択す
ることによシ、各色単色光について分離角θをほぼ等し
くすることができる。

θ＃（ｆ×λ＞／ｖ　　　　・・・・・・・・　（２）
本実施例ではこの分離角θを、上記平均周波数８０ＭＨ
ｚ　と、検出すべきすべての波長域のほぼ中間値にあた
る緑色単色光の中心波長λｃ　＝　５３０ｎｍおよび音
４＃光学媒体内を伝搬する超音波の音速マ＝３．３３Ｘ
１０”ｍ／ｓの値を用い、θ＃　１２．７ｍ　ｒａｄと
設定した。

次に、各色単色光の波長の幅を、中心波長に対して±４
０　ｎｍとして、分離角をほぼ上記の値にする場合に、
音響光学素子２Ｔに印加すべき駆動信号の周波数および
そのときの分離角θは、各色単色光について、下表のよ
うになる。なお、表には上下限および中心値を示しであ
る。

このように設定した赤色、緑色および青色の各色単色光
について固有の駆動周波数ｒＲ，ｒＧ、ｒＢは、直流電
圧源３９１　、３９０　、３９Ｂから、第２図に示すよ
うな高周波周波数−直流電圧特性を有する電圧制御発振
器３８Ｒ、３８Ｇ　、　３８Ｂに、０．８〜２．２　Ｖ
、２．３〜３．６Ｖ、３．７〜５．１ｖの直流電圧を連
続的に変化させて印加することによシ得られる。電圧制
御発振器３８Ｒ、３８Ｇ　、　３８Ｂで発生した周波数
ｆＲ。

ｆ３＋ｆＢの信号は、ミキサー３７Ｒ、３７Ｇ　、　３
７Ｂにおいて、第３図に示すように、演算処理装置２４
から供給されるパルス信号Ｔ　Ｒ＋　Ｔ　Ｇ　Ｉ　Ｔ　
Ｈにより、それぞれパルス幅ｔｒ、ｔｇ＋ｔｂＯ高周波
数信号ＰＲ。

ＦＧ、ＦＢに変換される。そして、音響光学素子２Ｔに
入射した白色光からなる入射光２６を色分解するのに要
する時間に合せて設定したゲート時間ＴＩの間に、順次
、第２増幅器３６Ｒ、３６Ｇ　、　３６Ｂ　、方向性結
合器３５および第１増幅器３４を介してトランスジュー
サ３４を励振し、音響光学素子２７に超音波信号を伝搬
させる。第３図において、ゲート時間ＴＩは、演算処理
装置２４から供給されるゲート信号Ｇによって規定され
る。不実施例では、原稿５が約３００ｍｍ／ａ移動する
間に２０本／龍の分解能で色分解するものとして、３３
０μＳとしである。パルス幅ｔｒ、ｔｇ、ｔｂは１０５
μＳであシ、相互間隔Ｕ５μａである。

このようにして、音響光学素子２７には、各色単色光に
対応した周波数ｆＲ＋ｆＧ＋ｆＢの駆動信号が順次印加
されるため、入射光中に赤色、緑色、青色の単色光が含
まれていれば、順次、回折光２９としてコンデンサレン
ズ３１を介して線形受光素子３３に受光される。

線形受光素子３３で受光された光信号は電気信号に変換
されて演算処理装置２４に送られ、演算処理装置２４で
は前述した音響光学素子２７の駆動信号と同期をとって
、それぞれの単色光強度を検出し記録する。検出完了後
、原稿５の搬送器２５にフィード信号を送シ、原稿５を
Ｘ方向に搬送して次の微小面積部分の色彩情報を同様に
検出する。

図には示していないが、このようにして得られた色彩情
報をもとに、赤色、緑色、青色の各フィルムが作成され
る。

上述した実施例では音響光学素子として音響光学偏向器
を使用したが、音響光学変調器を用いてもよい。第４図
にその例を示す。同図において、第１図と同一符号は同
一もしくは相当部分を示す。

４３は、外形が５龍ＸＩ□ｕｔＸ１７翼冨のテルライト
ガラス（ＨＯＹＡ（株）製ＡＯＴ−４４Ｂ）からなる音
響光学媒体の端面にトランスジューサ４４を配置した音
響光学素子で、トランスジューサ４４には、駆動装置５
０が接続されている。

音響光学素子４３で回折された回折光４５は、コンデン
サレンズ４８で収束された後、ＣＯＤからなる線形受光
素子４９に入射する。透過光４６は遮閉板４Ｔによシ遮
断される。

駆動装置５０は、増幅器５１、方向性結合器５２、ミキ
サー５３Ｒ、５３Ｇ　、　５３Ｂおよび高周波発振器５
４Ｒ、５４Ｇ　、　５４Ｂによシ構成される。

今、検出すべき単色光の中心波長を前述したと同様に赤
色λＲ＝６５０　ｎｍ　、緑色λＧ　＝　５３０　ｎｍ
および青色λＢ　＝　４５０ｎｍとする。また、音響光
学素子４３の周波数変換幅は６０〜１００ＭＨｚ　、平
均周波数は８０ＭＨｚである。したがって、前述したと
同様に、回折光４５を各色単色光について一定の角度に
回折させる、その分離角θは、（２）式よシθ竺１２．
７ｍｒａｄと求められ、赤色、緑色および青色の各単色
光をその分離角で回折するのに必要な駆動信号の周波数
はそれぞれｆＨ＝９４ＭＨｚＳｒＧ＝ｓ。

ＭＨｚおよびｆ　ａ　＝　６４ＭＨｚとなる。

このように設定した周波数の駆動信号を高周波信号発揚
器５４Ｒ、５４Ｇ　、　５４Ｂによシ発生させ、ミキサ
ー５３Ｒ、５３Ｇ　、　５３Ｂにおいて、演算処理装置
２４から供給されるパルス信号ＴＨＩＴＧＩＴＢによシ
、第５図に示すように、それぞれパルス幅ｔ、。

ｔ、、　ｔｂを有する高周波数信号Ｆ　ＲＩ　Ｆ　ｃ　
＋　Ｆ　ａに変換する。そして、ゲート時間Ｔ１の間に
、順次方向性結合器５２および増幅器５１を介してトラ
ンスジューサ４４に送シ、これを励振する。前述したと
同様に、原稿５が３００ｍｍ／ｓで移動する間に２０本
／１ｍの分解能で色分解するものとして、ゲート時間Ｔ
Ｉは３３０μｍＫ設定しである。また、ノ（ルス幅ｔｒ
、ｔｇ、ｔｂはそれぞれ１０５μ８、相互間隔は５μｓ
としである。

第１図における場合と同様に、色彩情報を付帯した反射
光６は、コリメータレンズ７および反射鏡８を介し、ビ
ーム径４顛の入射光４２として、音響光学素子４３に、
その波面に対してブラッグ角θＢ（θ、１θ、θ：分離
角）をなして入射する。音響光学素子４３には、上述し
たように各色単色光に対応した固有の周波数ｆ　Ｒ＋　
ｆ　＠　＋　ｆ　９をもつ信号が順次印加されるため、
入射光中に赤色、緑色、青色の単色光が含まれていれば
、回折光４５としてコンデンサレンズ４８を介し、線形
受光素子４９に受光され、電気信号に変換されて演算処
理装置２４に送られる。そこで、音響光学素子２Ｔの駆
動信号と同期してそれぞれの単色光強度が検出され記録
される。検出完了後は、前述したと同様に次の微小面積
部分の色彩情報の検出が行なわれる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、駆動周波数を連続的または段階的に変
化させて音響光学素子を駆動する駆動装置を設けたこと
によシ、音響光学素子が１個で走り、光学系が非常に簡
素化され、光の減衰（損失）が少なくなることから、色
分解精度の高い色分解装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す色分解装置の構成図、
第２図はその電圧制御発振器の直流電圧−超音波周波数
特性を示す図、第３図は同じく駆動装置の動作を説明す
るためのタイムチャート、第４図は本発明の他の実施例
を示す色分解装置の構成図、第５図はその駆動回路の動
作を説明するためのタイムチャート、第６図は従来例を
示す構成図である。 １・・・・白色光源、２４・・Φ・演算処理装置、２７
．４３・・・・音響光学素子、３３・・・・受光素子、
４０．５０・・・・駆動装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 色彩情報を付帯した白色光から所定の波長のスペクトル
   光を分離検出する色分解装置において、上記白色光が入
   射する単一の音響光学素子、駆動周波数を連続的または
   段階的に変化させて上記音響光学素子を駆動する駆動装
   置、上記音響光学素子によりほぼ一定の分離角で回折さ
   れた回折光を電気信号に変換する受光素子、上記駆動周
   波数の変化に同期して上記線形受光素子の出力を取り出
   す演算処理装置を備えた色分解装置。