JPS6378663A - Image reader - Google Patents

Image reader

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JPS6378663A
JPS6378663A JP61223446A JP22344686A JPS6378663A JP S6378663 A JPS6378663 A JP S6378663A JP 61223446 A JP61223446 A JP 61223446A JP 22344686 A JP22344686 A JP 22344686A JP S6378663 A JPS6378663 A JP S6378663A
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JP
Japan
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line sensor
color
image
lens
color separation
Prior art date
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Pending
Application number
JP61223446A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Ito
善雄 伊藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/2205Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested
    • G06F11/2215Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested to test error correction or detection circuits

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Abstract

PURPOSE:To always form images of originals on a line sensor regardless of the wavelength of light by installing on an optical path from a color image to the line sensor a transparent member which removes color aberration. CONSTITUTION:A transparent glass 5a with a thickness t1 is installed between a 'Selfoc' lens 3 and the line sensor S, and on a plane perpendicular to the optical aixs of the lens 3. In order to obtain G-colored image information, a light source 2a is replaced with a G-colored single emission light source 2b, while the transparent glass 5a, is replaced with the transparent glass 5b of a thickness t2 (> t1). Thus, if a device uses light beams R, G and B with the same distance between the 'Selfoc(R)' lens 3 and the line sensor 3 and different wavelengths, the device can always obtain the best focus on the line sensor by replacing different glasses 5a-5c with thickness (t) in accordance with the light beams R, G and B.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、画像読取装置、詳しくは照明光源によってカ
ラー画像を照射し、このカラー画像を集束性導光レンズ
によって読み取り画素列を有しているラインセンサー上
に結像させて画情報を読み取り、この画情報を光電変換
させてデジタル信号を得る形式の画像読取装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is an image reading device, more specifically, an image reading device that has a pixel array that illuminates a color image with an illumination light source, and reads this color image with a converging light guide lens. The present invention relates to an image reading device that forms an image on a line sensor, reads image information, and photoelectrically converts the image information to obtain a digital signal.

(従来の技術) カラー画情報を光学的に色分解し、読み取り用ラインセ
ンサー上に結像して光電変換させ、デジタル信号化する
画像読み取り方式には各種の方式がある、その代表的な
ものとして、画情報をもつ原稿を白色光で照明しその反
射光を通常のレンズを経てCOD等のラインセンサーに
光学的に縮小して投影し、光路等の中間に色分解用フィ
ルターを複数個配置してそのフィルターを順次交換しな
がら色分解読みを行う方式と、照明光源を分解色をもつ
複数個の色ごとの照射を縁り返し読む方式等がある。こ
れらは単一のラインセンサーに三色の色を順次繰返し読
みとる通常の方式である。
(Prior technology) There are various image reading methods that optically separate color image information, form an image on a reading line sensor, photoelectrically convert it, and convert it into a digital signal.The representative one is one of various image reading methods. As a method, a document containing image information is illuminated with white light, and the reflected light is optically reduced and projected onto a line sensor such as a COD through a normal lens, and multiple color separation filters are placed in the middle of the optical path. There is a method in which the color separation reading is performed while sequentially replacing the filters, and a method in which the illumination light source is separated into colors and the irradiation of each of a plurality of colors is read in reverse. These are conventional methods in which a single line sensor repeatedly reads three colors in sequence.

又、速度を重視する読み取り法には単一光学系の光軸を
グイクロイックミラーを用いて、夫々光路変換を行ない
複数個のラインセンサーを配置させて、同時に夫々のラ
インセンサーが異なる色フィルターを経て色分解された
信号を取り出す方式がある。
In addition, for a reading method that emphasizes speed, the optical axis of a single optical system is changed by using a gicroic mirror to change the optical path of each, and multiple line sensors are arranged, and at the same time, each line sensor is connected to a different color filter. There is a method of extracting the color-separated signals through the process.

通常の球面レンズを用いるカラー画像の読み取り方式に
あっては光軸方向の色収差(最良結像点のずれ)及び画
角方向の色収差(色ズレ)を改善する為、複数個よりな
る球面レンズのガラス材質を選択して色ごとに生ずる屈
折率の差を最少にする様、レンズ設計の段階で色収差を
除去している。この対策は容易に行われ、色分解フィル
ターによる分解色のセンサー上に於ける結像精度のばら
つきが改善され色収差の問題を生ずることはない。
In a color image reading method using a normal spherical lens, in order to improve chromatic aberration in the optical axis direction (shift of the best image forming point) and chromatic aberration in the angle of view direction (color shift), a spherical lens consisting of multiple lenses is used. Chromatic aberration is removed at the lens design stage by selecting the glass material to minimize the difference in refractive index that occurs for each color. This countermeasure is easy to take, and the variation in imaging accuracy on the sensor of the color separation by the color separation filter is improved, and the problem of chromatic aberration does not occur.

しかし、球面レンズを3枚以上組み合わせた複合レンズ
で等倍結像系を構成すると、物体面と像面との間がレン
ズの焦点距離fの4倍になり、読み取り光学系が大型化
してしまうという欠点があった。
However, if a 1-magnification imaging system is constructed using a compound lens that combines three or more spherical lenses, the distance between the object plane and the image plane will be four times the focal length f of the lens, making the reading optical system larger. There was a drawback.

近年、集束性導光レンズ(日本板硝子株式会社、商品名
セルフォックレンズ)の実用化により読み取り光学系と
等倍密着型読み取りラインセンサーとを一体型して小型
化を図った画像読取装置が実用化されている。
In recent years, with the practical use of a converging light guide lens (Nippon Sheet Glass Co., Ltd., product name SELFOC Lens), a compact image reading device that integrates a reading optical system and a 1x contact type reading line sensor has been put into practical use. has been made into

第5図はセルフォックを用いた従来の画像読取装置の説
明図である0図中、3はセルフオー、クレンズで、これ
は直径が約[■の多数の集束性レンズ素子3′から構成
されている。この集束性レンズ素子3′は放物線状の屈
折率分布を有しており、このレンズ素子3′に入射した
光線は入射角にかかわらず同じ蛇行周期(P=2πrT
)をもつ、前記セルフォックレンズ3 ハ2 枚のフレ
ーム板3aに挟まされおり、このフレーム板3aの間に
セルフォックレンズ3の周囲のフレアー光を除去するた
めの黒色のシリコン樹脂等が充たされている。また、サ
イドフレーム3bにはレンズの熱膨張とほぼ同じ特性を
持つガラス布基材エポキシ樹脂黒色積層板が使用され、
熱歪の減少が図られるとともに強度の増加が図られてい
る。
Figure 5 is an explanatory diagram of a conventional image reading device using SELFOC. . This focusing lens element 3' has a parabolic refractive index distribution, and the light rays incident on this lens element 3' have the same meandering period (P=2πrT) regardless of the incident angle.
), the SELFOC lens 3 is sandwiched between two frame plates 3a, and a black silicone resin or the like is filled between the frame plates 3a to remove flare light around the SELFOC lens 3. has been done. In addition, the side frame 3b is made of a glass cloth-based epoxy resin black laminate that has almost the same characteristics as the thermal expansion of the lens.
The aim is to reduce thermal strain and increase strength.

図中、TCで示す共役長はTC’=Z  +2i。In the figure, the conjugate length indicated by TC is TC'=Z +2i.

の関係にあり、このTCは約15〜70層履にすること
ができ、これにより画像読取装置が小型化されている。
The TC can be made to have approximately 15 to 70 layers, thereby making the image reading device more compact.

上記装置は、lに載置されたカラー画情報を有する原稿
に光源2から発せられた光を照射し、この原稿の反射光
をセルフォックレンズ3によってラインセンサー(CO
D、等倍密着型センサ)S上に結像させ、ラインセンサ
ーSおよびセルフォックレンズ3を前記原稿に対して相
対移動して結像した画情報をラインセンサーSが光電変
換し、この光電変換した電気信号をA/D変換して画情
報のデジタル信号を得ている。なお、Wl)はセルフォ
ックレンズの有効長さである。
The above device irradiates light emitted from a light source 2 onto an original document having color image information placed on a holder 1, and uses a line sensor (CO
D, 1-magnification contact type sensor) Image information is formed on S by moving the line sensor S and SELFOC lens 3 relative to the document, and the line sensor S photoelectrically converts the image information. The electric signal generated is A/D converted to obtain a digital signal of image information. Note that Wl) is the effective length of the SELFOC lens.

(発明が解決しようとする問題点) 次に第6図を用いてカラー画像の読みとり時に生ずる色
収差について述べる。光源2を例えばLED光源にして
、このLED光源から色分解読みに必要な単色光線を発
して原稿を照射し、その反射光をレンズ素子3′の端面
(例えば矢印の位置)から導入するとセルフォックレン
ズの色収差は光軸上屈折率nQと屈折率分布定数「Tの
波長によって少しずつ異なる屈折分布が与えられ、レン
ズに入射した光は波長によって異なる蛇行周期Pをもち
R,G、Bの周期は図の如く異なる。
(Problems to be Solved by the Invention) Next, using FIG. 6, chromatic aberration that occurs when reading a color image will be described. If the light source 2 is, for example, an LED light source, the LED light source emits a monochromatic light beam necessary for color separation reading, irradiates the document, and the reflected light is introduced from the end face of the lens element 3' (for example, at the position of the arrow). Chromatic aberration of a lens is caused by the refractive index nQ on the optical axis and the refractive index distribution constant T, which gives a slightly different refractive distribution depending on the wavelength, and the light incident on the lens has a meandering period P that differs depending on the wavelength, and the periods of R, G, and B. are different as shown in the figure.

色収差の大きさΔP/Pは次の式で表わされる。The magnitude of chromatic aberration ΔP/P is expressed by the following formula.

第7図のaはR光源、bはG光源、CはB光源を使用し
た場合におけるラインセンサーS上の結像点4a、4b
、4cを示したものであり、このように色収差によって
波長ごとのTCが異なり、このため白色光源下での画像
伝送を行なえば解像度が低下する。カラー画像の読みと
りにはこの色収差を可能なかぎり減少させるためガラス
材質の選択によって改善を計って実用に耐えるようにし
ているが球面レンズに於ける色収差対策の如く複数レン
ズの材質選択と組合せによって色収差改善を行う場合と
異なり、単一ガラスのみでの改善には限度があり、高密
度、高画質を得る上で色収差は障害となる問題があった
In Fig. 7, a indicates the R light source, b indicates the G light source, and C indicates the B light source. Image points 4a and 4b on the line sensor S
, 4c, and as described above, the TC differs for each wavelength due to chromatic aberration, and for this reason, if image transmission is performed under a white light source, the resolution will decrease. When reading color images, in order to reduce this chromatic aberration as much as possible, we try to improve it by selecting glass materials so that it can withstand practical use.However, as with countermeasures against chromatic aberration in spherical lenses, chromatic aberration can be reduced by selecting and combining the materials of multiple lenses. Unlike the case of improvement, there is a limit to the improvement with only a single glass, and there is a problem that chromatic aberration becomes an obstacle to obtaining high density and high image quality.

そこでこの発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので
、光の波長に関りなく常にラインセンサー上に原稿の像
が結ばれる画像読取装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an image reading device in which an image of a document is always formed on a line sensor regardless of the wavelength of light.

(問題点を解決するための手段) この発明は上記目的を達成するために、カラー画像から
ラインセンサーに至る光路中に色収差を除去する透明部
材を介設したものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a transparent member for removing chromatic aberration in the optical path from the color image to the line sensor.

(作 用) 上記構成にあるから、光の波長に関りなくラインセンサ
ー上に像が結ばれる。
(Function) Because of the above configuration, an image is formed on the line sensor regardless of the wavelength of the light.

(実施例) 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。(Example) The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.

第1図のa、b、cはこの発明に係る第1実施例を示し
たものであり、セルフォックレンズ3とラインセンサー
Sとの間であって、レンズ3の光軸に対して直交する面
上に厚さtlの透明ガラス5aが設置されている。2a
はR色をもつ単一発光光源で、この光源2aが1に載置
されたカラー画像(原稿)を照射すればラインセンサー
S上に原稿のR色の像が結ばれるようになっており、こ
れによりラインセンサーSから原稿のR色の像情報を得
ることができる。
A, b, and c in FIG. 1 show the first embodiment of the present invention, and are between the SELFOC lens 3 and the line sensor S, and are orthogonal to the optical axis of the lens 3. A transparent glass 5a having a thickness tl is placed on the surface. 2a
is a single light emitting light source with R color, and when this light source 2a illuminates the color image (original) placed on 1, an R color image of the original is formed on the line sensor S. Thereby, image information of the R color of the document can be obtained from the line sensor S.

G色の像情報を得るには、光源2aをG色の単一発光光
源2bに交換し、透明ガラス5aを厚さt2 (>tt
)の透明ガラス5bに交換すればよI/)、同様にB色
の像情報を得るには、光源2bをB色の単一発光光源2
Cに交換し、透明ガラス5bを厚さ13 (>t2)の
透明ガラス5Cに交換すればよい。
To obtain G color image information, the light source 2a is replaced with a G color single-emission light source 2b, and the transparent glass 5a has a thickness of t2 (>tt
).In order to obtain image information of B color in the same way, replace the light source 2b with the single light emitting light source 2 of B color.
C, and the transparent glass 5b is replaced with a transparent glass 5C having a thickness of 13 mm (>t2).

ところで、透明ガラス5a〜5Cによって屈折される値
はガラスの厚さtによって決まり、ラインセンサーを設
置すべき位置はTC+Δtとなる。遠ざける量をΔt1
.ガラス板の屈折率をわされる。ガラス板の屈折率nは
一般的には1.52を用いている。
By the way, the value refracted by the transparent glasses 5a to 5C is determined by the thickness t of the glass, and the position where the line sensor should be installed is TC+Δt. The distance to move away is Δt1
.. The refractive index of the glass plate is considered. The refractive index n of the glass plate is generally 1.52.

セルフォックレンズ3とラインセンサーSとの距離関係
が一定なる条件下に於て第1図のす、cに示す波長域の
異なる光線G、Bがもつ色収差によって決定されるそれ
ぞれの光iiG、Hのベストフォーカス点からラインセ
ンサー上までの距離をΔt2  、Δt3 (図示せず
)とすれば前述の式より夫々のガラス厚さt2.t3を
求めることが出来る。したがって、セルフォックレンズ
3とラインセンサーSとの距離が一定で波長が異なる光
線R,G、Bを利用するものであっても、厚さLの異な
るガラス5a〜5Cを光線R,G、Bに応じて交換すれ
ば、常にラインセンサーS上にベストフォーカスが得ら
れ1色収差を完全に除去して高密度、高画質の色分解信
号を得ることができる。
Under the condition that the distance relationship between the SELFOC lens 3 and the line sensor S is constant, the respective lights iiG and H determined by the chromatic aberration of the light rays G and B having different wavelength ranges shown in FIG. If the distances from the best focus point to the top of the line sensor are Δt2 and Δt3 (not shown), the respective glass thicknesses t2. t3 can be found. Therefore, even if the distance between the SELFOC lens 3 and the line sensor S is constant and the light rays R, G, and B are different in wavelength, the glasses 5a to 5C having different thicknesses L can be By replacing the lenses accordingly, it is possible to always obtain the best focus on the line sensor S, completely eliminate monochromatic aberration, and obtain high-density, high-quality color separation signals.

第2図のa、b、cは第2実施例を示したもので、2′
は白色光源であり、6(R)、6(G)、6 (B)は
ガラスで構成された厚さの異なる色分解フィルターで、
この色分解フィルター8 (R)  、6 (G) 、
6 (B)を色分解に応じて図示の位置に交換してセッ
トすれば上記と同様に、色収差を完全に除去したR色、
G色、B色の色分解信号を得ることができる。
A, b, and c in FIG. 2 show the second embodiment, and 2'
is a white light source, and 6(R), 6(G), and 6(B) are color separation filters made of glass with different thicknesses.
These color separation filters 8 (R), 6 (G),
6 If (B) is replaced and set in the illustrated position according to the color separation, R color with completely removed chromatic aberration,
Color separation signals of G and B colors can be obtained.

第3図片4図は第3実施例を示したもので、これはシリ
アル走査読み装置の読み取り系であり、またこれはセル
フォックレンズ3とラインセンサーSとの間に厚さがそ
れぞれ異なる、R色、G色、B色の色分解フィルター8
R,8G、8Bが設置され、この色分解フィルター8R
,8G。
Figure 3 and Figure 4 show a third embodiment, which is a reading system of a serial scanning reading device, and in which a SELFOC lens 3 and a line sensor S have different thicknesses. Color separation filter 8 for R, G, and B colors
R, 8G, 8B are installed, and this color separation filter 8R
,8G.

8Bと、白色光源2′と、セルフォックレンズ3と、ラ
インセンサーSとが一体的にガイドレール7に沿って往
復走査して原稿M上のカラー画情報をR,G、B色の3
つに同時に色分解し、この色分解した3つの色分解信号
を同時に得るものである。この実施例の色分解フィルタ
ー8R,8G。
8B, white light source 2', SELFOC lens 3, and line sensor S integrally scan back and forth along the guide rail 7 to convert the color image information on the document M into R, G, and B colors.
The three color separated signals are obtained simultaneously. Color separation filters 8R and 8G of this embodiment.

8Bは交換することなく低位置に設置して置けばよい。8B can be installed in a low position without replacing it.

第2.第3実施例の色分解フィルターの厚さは第1実施
例と同様に設定する。
Second. The thickness of the color separation filter in the third embodiment is set in the same manner as in the first embodiment.

なお、上記実施例の色分解フィルターおよび透明ガラス
を透明プラスチックで構成することもできる。また、色
収差を除去するのに透明ガラスの厚さを変えているが、
厚さを一定にして屈折率の異なる透明材質で行なっても
よい、又、第6図に示した実施例の変形として、同一基
板上にラインセンサーが複列並列状に並んだ一体型読み
取りセンサーに対応して夫々、色収差部材を構成させて
もよい。
Note that the color separation filter and the transparent glass in the above embodiments can also be made of transparent plastic. In addition, the thickness of the transparent glass is changed to eliminate chromatic aberration,
It may be made of a transparent material with a constant thickness and different refractive indexes.Alternatively, as a modification of the embodiment shown in FIG. 6, an integrated reading sensor in which line sensors are arranged in double rows in parallel on the same substrate The chromatic aberration members may be configured correspondingly.

(効 果) 以上要するにこの発明は、色分解による光の波長に関り
なく、ラインセンサー上に像を結ばせることができるの
で、色収差を完全に除去して高密度、高画質の色分解信
号を得ることができる。
(Effects) In summary, this invention can form an image on the line sensor regardless of the wavelength of the light resulting from color separation, so chromatic aberration can be completely removed and color separation signals with high density and high image quality can be produced. can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る画像読取装置の第1実施例の概略
構成図、第2図は本発明の第2実施例の概略構成図、第
3図、第4図は本発明の第3実施例の概略構成図、第5
図は従来の画像読取装置の説明図、第6図、第7図は色
収差の説明図である。 符号の説明 2a、2b、2c・’・R,G、B色の単一発光光源 3・・・セルフォックレンズ S・・・ラインセンサー 5a、5b、5c・・・透明ガラス 第1図 第2図 Cb     Q 第6図 第7図 Cb    a
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an image reading device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention, and FIGS. Schematic configuration diagram of the embodiment, fifth
The figure is an explanatory diagram of a conventional image reading device, and FIGS. 6 and 7 are explanatory diagrams of chromatic aberration. Explanation of symbols 2a, 2b, 2c...R, G, B color single emission light source 3...Selfoc lens S...Line sensor 5a, 5b, 5c...Transparent glass Fig. 1 Fig. 2 Figure Cb Q Figure 6 Figure 7 Cb a

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)照明光源によってカラー画像を照射し、このカラ
ー画像を集束性導光レンズによって読み取り画素列を有
しているラインセンサー上に結像させて画情報を読み取
り、この画情報を光電変換させてデジタル信号を得る画
像読取装置において、前記カラー画像から前記ラインセ
ンサーに至る光路中に色収差を除去する透明部材を介設
したことを特徴とする画像読取装置。
(1) A color image is irradiated by an illumination light source, this color image is read by a focusing light guide lens, and imaged on a line sensor having a pixel array to read image information, and this image information is photoelectrically converted. What is claimed is: 1. An image reading device that obtains a digital signal by using a transparent member that removes chromatic aberration in an optical path from the color image to the line sensor.
(2)前記透明部材は色分解フィルター機能を備えてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像読
取装置。
(2) The image reading device according to claim 1, wherein the transparent member has a color separation filter function.
(3)前記透明部材は色分解に対応して異なった厚みを
有していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の画像読取装置。
(3) The image reading device according to claim 1, wherein the transparent member has a different thickness depending on the color separation.
(4)前記透明部材は色分解に対応して屈折率が異なっ
ている材質から構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の画像読取装置。
(4) The image reading device according to claim 1, wherein the transparent member is made of a material having a different refractive index depending on the color separation.
(5)前記透明部材は色分解に対応した色収差を除去す
る複数の部材で構成され、色分解に応じて前記部材を交
換するようになっていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の画像読取装置。
(5) The transparent member is composed of a plurality of members that remove chromatic aberration corresponding to color separation, and the members are replaced according to the color separation. The image reading device described.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013541722A (en) * 2010-08-24 2013-11-14 ウエイハイ ホアリン オプト−エレクトロニクス カンパニー リミテッド Composite rod lens array and image reading apparatus constituted by composite rod lens array

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