JPS63256053A - カラ−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、カラー・ディジタル
複写機などに用いられるカラー読取装置に関する。

従来の技術 従来のこの種のカラー読取装置は、第５図に示すように
、Ｒ（Ｒｅｄ）　、Ｇ　（Ｇｒｅｅｎ）　、Ｂ　（Ｂｌ
ｕｅ）の３色の分光受光部Ｒｘ、　Ｇｘ、　Ｂｘが１色
ずつ周期的に交代しながら配列された撮像素子３を用い
、同一の被撮像部位を３つの分光受光部Ｒｘ、　Ｇｘ、
Ｂｘで色別に光電変換することにより、Ｒ，Ｇ、Ｂのカ
ラー画像信号ＤＢ＋　ＤＧＩ　ＤＢを得ていた。つまり
、３つの分光受光部Ｒｘ、　Ｇｘ、　Ｂｘが１組となっ
て、各組がそれぞれに１つずつのカラー受光部を構成す
るようになっていた。

第５図についてさらに説明すると、撮像素子３はＣＯＤ
　（電荷結合素子）を用いたラインセンサーであって、
主走査方向に配列されたモノクローム（単色）の受光部
にＲ，Ｇ、Ｈに３色のフィルタが交互に被せられること
によ９３色の分光受光部Ｒｘｅ　Ｇｘ、　Ｂｘが形成さ
れている。

カラー原稿１上の被撮像画像すなわちカラー原画像は、
光学系２によって撮像素子３の受光部に結像される。撮
像素子３は主走査方向の１ライン分の画像を撮像する。

撮像されたライン画像は、駆動回路４によって主走査順
に１画素分ずつ読み出される。読み出された画像信号は
、ビデオアンプ８によってアナログ増幅された後、Ａ／
Ｄ変換部９にて１画素分ずつデジタル化（量子化）され
る。デジタル化された画像信号はラインメモリー１０に
一時的に記憶される。記憶された画像信号は、合成回路
１１によって受光部の色別に読出され、そこでＲＧＢの
カラー画像信号ＤＲＩ　ＤＧ、ＤＢに組み立てられて出
力される。このカラー画像信号ＤＲ１Ｄｏ、ＤＢは、３
色の分光受光部Ｒｘ、　Ｇｘ、　Ｂｘによってそれぞれ
に光電変換された３つの画素信号によって１つのカラー
画素信号を表わす。

以上のようにして１ライン分のカラー画像信号ＤＲ９Ｄ
ｏ、ＤＢが読み取られると、副走査制御回路１２および
副走査機構１３によって原稿１が副走査方向に１画素幅
分だけ相対移動させられた後、次のラインの画像が同様
にして読み取られる。

副走査制御回路１２は、同期信号発生回路７によって、
上記駆動回路４および上記合成回路１１などと同期関係
を保ちながら動作させられる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる構成によれば、モノクロ撮像素子の３倍
の受光部をもつ撮像素子が必要であり、また原画像°に
細かい線や鋭いエツジの部分があると、原画像にはない
色いわゆる疑似カラーが発生したり、モワレ稿による色
むらが生じやすい、という問題があった。

上述の問題は以下の理由で生じる。

すなわち、第１に、３つの受光部で１つのカラー画素を
光電変換するので、そのカラー画素の読取密度は、撮像
素子に配列された受光部の配列密度の１／３になってし
まう。このため、カラー画像の読取解像度は、モノクロ
ーム画像の場合に比べて、どうしても粗くなってしまう
。反対に、カラー画像の読取解像度をモノクローム画像
のそれ並に得るためには、３倍の数の受光部をもつ撮像
素子が必要となる。

第２に、上述した装置では、互いに異なる分光特性をも
つ３つの分光受光部が１つのカラー受光部をなす。この
ため、原画像に細かい線や鋭いエツジの部分があると、
これらの部分にて、１つのカラー受光部をなす３つの分
光受光部の中の１つあるいは２つだけが露光あるいは遮
光されることがある。すると、その３つの分光受光部に
てそれぞれに光電変換された画素信号に□よって、本来
の色とは別の色のカラー画素が疑似的に合成されてしま
うようになる。つまり、疑似カラーが発生してしまい、
これが色滲みなどの画質劣化の原因となる。

また、原画像に細かい繰り返し周期が上記分光受光部の
配列周期と干渉することによって上記疑似カラーが周期
的に変化し、これが色縞となって現われるようになる。

いわゆる一種のモワレ縞による色むらが生じるようにな
る。

この発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、受光
部の配列密度に対して高い読取精度が得られるとともに
、疑似カラーの発生を効果的に防止することができ、か
つモワレ縞による色むらを発生し難くすることができる
カラー読取装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 この発明は上述の問題点を解決するために、複数色の分
光受光部が同一の被撮像部位を交代して光電変換するよ
うに撮像素子または光学系あるいは原画像の位置を段階
的に変化させる、という構成を備えたものである。

作用 この発明は上述の構成によって、同一の被撮像部位が複
数色の分光受光部によって光電変換されるとともに、各
分光受光部がそれぞれに複数箇所の被撮像部位を光電変
換することにより、原画像を受光部の数とほぼ同数のカ
ラー画素に分解して読取ることができる。

また、各色の分光受光部が同一の被撮像部位を交代して
光電変換するので、その被撮像部位内が部分的に露光あ
るいは遮光されていても、その状態は各色の分光受光部
の光電変換出力に同じように現れる。これにより、細か
な線模様やエツジの部分による疑似カラーが発生しなく
なる。これとともに、細かな繰り返しパターンによる色
縞も発生し難くなる。

以上のようにして、受光部の配列密度に対して高い読取
解像度が得られるとともに、疑似カラーの発生を効果的
に防止することができ、かつモワレ縞による色むらも発
生し難くすることが可能になる。

実施例 第１図は、この発明の一実施例によるカラー読取装置の
概略構成を示すものであって、１は原稿、２はレンズを
用いた光学系、３は撮像素子、４は駆動回路、５は位置
制御機構、６は位置制御回路、７は同期信号発生回路、
８はビデオアンプ、９はＡ／Ｄ変換部、１０はラインメ
モリ、１１は合成回路、１２は副走査制御回路、１３は
副走査機構である。

同図において、原稿１上のカラー原画像は、光学系２に
よってライン撮像素子３の受光部に結像される。

撮像素子３はＣＣＤによるラインセンサーを用いて構成
され、主走査方向の１ライン分の画像を撮像する。この
撮像素子３は、図中に部分的に拡大して示すように、Ｒ
（Ｒｅｄ）　ｖ　Ｇ　（Ｇｒｅｅｎ）　＊　Ｂ（Ｂｌｕ
ｅ）の３色の分光受光部Ｒｘ＋　Ｇｘｔ　Ｂｘが１色ず
つ周期的に交代しながら主走査方向に配列されている。

各色の分光受光部Ｒｘ、　Ｇｘ、　Ｂｘは、モノクロー
ムの受光部に色フィルタを被せることによって所定の分
光特性をもたせられている。

駆動回路４は、撮像素子３が撮像したライン画像を主走
査方向順に１画素分ずつ読出駆動する。

位置制御回路５と位置制御機構６は位置制御手段を構成
する。この位置制御手段は、３色の分光受光部ＲＸ、Ｇ
Ｘ、ＢＸが同一の被撮像部位を交代して光電変換するよ
うに上記撮像素子３の撮像位置をＡ、Ｂ、Ｃの３段階に
変化させる。

同期信号発生回路７は、駆動回路４、位置制御回路５、
副走査制御回路１２、合成回路１１などを互いに所定の
同期関係で動作させるための同期信号を発生する。

ビデオアンプ８は、撮像素子３から読み出されたライン
画像信号を所定のレベルにアナログ増幅する。

Ａ／Ｄ変換部９は、増幅されたアナログ画像信号を１画
素分ずつデジタル化する。

ラインメモリー１０はデジタル化された画像信号を一時
的に記憶する。このラインメモリ１０は３ライン分の画
像を記憶できる容量をもっておシ、上記位置制御手段（
５，６）によって制御される撮像素子３の各撮像位置ご
とに撮像された３ライン分の画像信号を蓄積するように
なっている。

合成回路１１は、ラインメモリー１０に蓄積された３ラ
イン分の画像信号から１ライン分のカラー画信号ＤＲ・
ＤＧ・ＤＢを組み立てて出力する。

副走査制御回路１２と副走査制御機構１３は、上記合成
回路１１によって１ライン分のカラー画像信号ＤＲ２Ｄ
ｏ、ＤＢが出力された後、上記原稿１の相対位置を副走
査方向に１画素分だけ移動させる。

以上のように構成されたカラー読取装置について、以下
その動作を説明する。

先ず、第２図は、上記撮像素子３の撮像位置の変化状態
を示す。

同図に示すように、撮像素子３の撮像位置は、ライン同
期信号とライン同期信号の間に発せられる位置制御信号
によって、（ＲＸＩ　ＧＸ＋　ＲＸＩ・・・）の配列方
向に１画素分ずつＡ、Ｂ、Ｃの３段階に変化させられる
。図示の例では、１ライン目の画像を撮像するときは、
撮像素子３の光学位置がＣ１Ｂ、Ａの順で変化させられ
、各位置Ｃ，Ｂ、Ａごとに撮像が行われる。次の２ライ
ン目の画像を撮像するときは、前回とは逆に、撮像素子
３の撮像位置がＡ、Ｂ、Ｃの順で変化させられ、各位置
Ａ。

Ｂ、Ｃごとに撮像が行われる。以下、同様の動作が繰り
返される。このようにして、３色の分光受光部（Ｒｘ　
＋　Ｇｘ　＋　Ｂｘ　）が同一の被撮像部位を交代して
光電変換するとともに、各分光受光部（Ｒｘ。

Ｇｘ、Ｂｘ）がそれぞれに３箇所ずつの被撮像部位を光
電変換するようになっている。

なお、撮像位置を変化させるためには、たとえば図中に
示すように、撮像素子３を主走査方向（矢印）に微動さ
せればよい。

第３図は上述したカラー読取装置の要部における動作例
を示す。

同図において、Ｒｓ、　Ｇｓ＋　ＢＳは、３色の分光受
光部Ｒｘ、　Ｇｘ、　Ｂｘによってそれぞれに光電変換
された画素信号を示す。また、Ｐｉ、　Ｐ２．　Ｐ３．
・・・は１画素分の領域をもつ被撮像部位を示す。

同図に示すように、撮像素子３が各撮像位置Ｃ１Ｂ、Ａ
にてそれぞれに撮像した３ライン分の画像信号２０　（
Ｒｓ、　Ｇｓ、　Ｂｓ、　−、Ｇｓ、　Ｂｓ）　、　２
１　（Ｒｇ。

Ｇｓ、　Ｂｓ、　・ｌ　Ｂｓ）　＋　２２　（Ｒｓ、　
Ｇｓｔ　Ｂ８．、−）は、上記ラインメモリ１０に一旦
蓄積された後、上記合成回路１１によって１ライン分の
カラー画像信号ＤＲ（Ｒｓ　（ＰＩ　）　、　Ｒｓ　（
Ｐ２）　、Ｒｓ　（Ｐ３）　、”’　）Ｄｃ　（Ｇｓ（
Ｐ２）、　Ｇｓ　（Ｐ３）、　・・ｌ、　ＤＢ（Ｂｓ　
（ＰＩ）、Ｂｓ（Ｐ２）　、　Ｂｓ　（Ｐ３）　、・・
・）に組み立てられて出力される。この場合、そのカラ
ー画像信号Ｄ”ｇ　ＤＧｒ　ＤＢ内の各カラー画素信号
はそれぞれ、同一の被撮像部位を光電変換してなる画素
信号同士（Ｒｓ　（ＰＬ）−Ｇｓ　（Ｐｉ）　−Ｂｓ　
（ＰＩ）　、　Ｒｓ　（Ｐ２）　　Ｇｓ　（Ｐ２）　−
Ｂｓ（Ｐ２）　、　Ｒｓ　（Ｐ３）　　Ｇｓ　（Ｐ３）
　−Ｂｓ　（Ｐ３）　、　＝　）で組み立てられる。

以上のようにして１ライン分のカラー画像信号ＤＲ１Ｄ
ｏ、ＤＢが組み立てられて出力され終わると、ライン同
期信号に同期して副走査制御信号が発せられて、撮像素
子３の撮像位置が副走査方向に１画素分だけ移動させら
れる。そして、再び上述した動作が繰り返される。

上述したように、実施例のカラー読取装置では、同一の
被撮像部位が３色の分光受光部（Ｒｘ、Ｇｘ。

Ｂｘ）によって光電変換されるとともに、各分光受光部
（Ｒｘ、　Ｇｘ＋　Ｂｘ　）がそれぞれに３箇所の被撮
像部位を光電変換する。これにより、原画像を受光部の
数とほぼ同数のカラー画素に分解して読取ることが可能
になる。

また、各色の分光受光部（Ｒｘｔ　Ｇｘ＋　Ｂｘ　）が
同一の被撮像部位を交代して光電変換するので、その被
撮像部位内が部分的に露光あるいは遮光されていても、
その状態は各色の分光受光部（Ｒｘ、　Ｇｘ。

Ｂｘ）の光電変換出力に同じように現れる。これにより
、細かな線模様やエツジの部分による疑似カラーが発生
しなくなる０これとともに、細かな繰り返しパターンに
よる色縞も発生し難くなる。

以上のようにして、受光部の配列密度に対して高い読取
精度が得られるとともに、疑似カラーの発生を効果的に
防止することができ、かつモワレ縞による色むらも発生
し難くすることができるようになる。

第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ、上記撮像
素子３の撮像位置を変化させる位置制御機構６の構成例
を示す０ 同図に（ａ）に示す位置制御機構６は、原稿１と撮像素
子３の間の光路に可動ミラー（資）を介在させたもので
あって、その可動ミラー３の角度をたとえば圧電素子な
どでわずかに変化させることにより、撮像素子３の撮像
位置を変化させることができる。

同図に（ｂ）に示す位置制御機構６は、光学系２を構成
するレンズを可動にしたもので、そのレンズを光軸と直
交する方向に移動させることにより、撮像素子３の撮像
位置を変化させることができる。

同図に（ｃ）に示す位置制御機構６は、原稿１と撮像素
子３０間の光路に電気的偏光素子３１を介在させたもの
であって、その電気偏光素子３１に印加されるバイアス
電圧を変化させることにより、撮像素子３の撮像素子３
の撮像位置を変化させることができる。

同図に（ｄ）に示す位置制御機構６は、原稿１を主走査
方向に移動駆動させるようにしたものである。

この場合、その移動量はわずかでよいので、電磁ソレノ
イドあるいは圧電素子などの駆動源を使って比較的簡単
に移動駆動することができる。

なお、上述した実施例では撮像素子３がラインセンサー
であったが、この発明は二次元のイメージセンサ−を使
ったカラー読取装置にも適用することができる。また、
利用分野としては、カラー・ファクシミリやカラー複写
機以外に、たとえばカラーのビデオカメラあるいはカラ
ーの静止カメラなどにも利用することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明は、複数色の
分光受光部が同一の被撮像部位を交代して光電変換する
ように撮像素子または光学系あるいは原画像の位置を段
階的に変化させることによって、１つの分光受光部に複
数箇所の被撮像部位を光電変換させることができるとと
もに、１つの被撮像部位を複数色の受光部によって色別
に光電変換させることができ、これにより配列密度に対
して高い読取解像度が得られるとともに、疑似カラーの
発生を効果的に防止することができ、かつモワレ縞によ
る色むらも発生し難くすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるカラー読取装置の概
略構成図、第２図は撮像位置の変化状態を示す説明図、
第３図は第１に示した装置の動作説明図、第４図（ａ）
〜（勢はそれぞれ撮像位置を変化させる位置制御機構の
構成例を示す図、第５図は従来のカラー読取装置の概略
説明図である。 １・・・原稿、２・・・光学系、３・・・撮像素子、Ｒ
Ｘｔ　Ｇｘ。 Ｂｘ・・・分光受光部、４・・・駆動回路、５・・・位
置制御回路、６・・・位置制御機構、７・・・同期信号
発生部、８・・・ビデオ・アンプ、９・・・Ａ／Ｄ変換
部、１０ｍラインメモ１７−１１１・・・合成回路、Ｒ
ｓｅ　Ｇｓ、　Ｂｓ・・・画素信号、ＤＲＩ　ＤＱｔ　
ＤＢ・・・カラー画像信号、ＰＩ、Ｐ２゜Ｐ３．・・・
被撮像部位。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 、９ ライン同期信号　−１−一一一上一一一一旧一！・−原
稿 ２・・・しンズ ３−　光電変操素子 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに異なる分光特性をもつ複数色の分光受光部が周期
   的に交代しながら配列された撮像素子と、原画像を前記
   撮像素子の受光部に結像する光学系と、複数色の分光受
   光部が同一の被撮像部位を交代して光電変換するように
   前記撮像素子または前記光学系、あるいは前記原画像位
   置を段階的に移動させる位置制御手段とを備えたカラー
   読取装置。