JP2849107B2 - カラー画像読み取り装置 - Google Patents
カラー画像読み取り装置Info
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- JP2849107B2 JP2849107B2 JP1033757A JP3375789A JP2849107B2 JP 2849107 B2 JP2849107 B2 JP 2849107B2 JP 1033757 A JP1033757 A JP 1033757A JP 3375789 A JP3375789 A JP 3375789A JP 2849107 B2 JP2849107 B2 JP 2849107B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カラー画像を読み取るカラー画像読み取り
装置に関するものである。
装置に関するものである。
［従来の技術］ 第６図は従来のカラー画像読み取り装置を示す。この
装置は、原稿載置台ガラス202上に載置されたカラー原
稿201を、原稿照明用ランプ203により照明し、セルフォ
ックレンズアレー204を介してCCD205に等倍結像するよ
うになっている。
装置は、原稿載置台ガラス202上に載置されたカラー原
稿201を、原稿照明用ランプ203により照明し、セルフォ
ックレンズアレー204を介してCCD205に等倍結像するよ
うになっている。
第７図にCCD205の画素配列を示す。CCD205には、第７
図に示すように、R,G,Bの色分解フィルタ206〜208が塗
布されている。
図に示すように、R,G,Bの色分解フィルタ206〜208が塗
布されている。
第８図は従来のカラー画像読み取り装置を示す。図に
おいて、201,202,203は第６図と同一部分を示す。この
装置は原稿載置台ガラス202上に載置されたカラー原稿2
01を、原稿照明用ランプ203により照明し、反射鏡309a,
309b,309cおよび結像レンズ304を介してCCD305に結像す
るようになっている。
おいて、201,202,203は第６図と同一部分を示す。この
装置は原稿載置台ガラス202上に載置されたカラー原稿2
01を、原稿照明用ランプ203により照明し、反射鏡309a,
309b,309cおよび結像レンズ304を介してCCD305に結像す
るようになっている。
第９図は第８図に示すCCD 305を示す。このCCD 305は
同一基板上にプロセス的に形成されたCCD 306,307,308
により構成され、CCD 306にはＲフィルタが、CCD 307に
はＧフィルタが、CCD 308にはＢフィルタが設けられて
いる。色分解信号は線順次に得られる。
同一基板上にプロセス的に形成されたCCD 306,307,308
により構成され、CCD 306にはＲフィルタが、CCD 307に
はＧフィルタが、CCD 308にはＢフィルタが設けられて
いる。色分解信号は線順次に得られる。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のカラー画像読み取り装置は、上記のように構成
したので、次の（１）（３）のような問題点があった。
したので、次の（１）（３）のような問題点があった。
（１）基本的にR,G,Bの読み取り画素密度を等しくした
ので、白黒画像を読み取る場合に比して３倍の回路規模
を必要とする。
ので、白黒画像を読み取る場合に比して３倍の回路規模
を必要とする。
（２）解像度を向上させるには、R,G,B全ての画素密度
を上げる必要があるので、特に、第６図に示すカラー画
像読み取り装置では、CCDの製作プロセス上限界があっ
た。
を上げる必要があるので、特に、第６図に示すカラー画
像読み取り装置では、CCDの製作プロセス上限界があっ
た。
（３）画素面積が画素密度の２乗に比例して小さくなる
ので、照明光源の必要光量が莫大になる。
ので、照明光源の必要光量が莫大になる。
このような問題点を解決する方法としては、例えば、
特開昭58−22802号公報や特開昭62−217763号公報に示
されたものがある。これはR,G,BのうちＲとＢの画素密
度を低減させ、Ｇの視覚上のMTFを重視してはいるが、
原色信号の高域成分がカットされるため、不自然な色ず
れ、色ボケ、色にじみが生じるという問題点があった。
特開昭58−22802号公報や特開昭62−217763号公報に示
されたものがある。これはR,G,BのうちＲとＢの画素密
度を低減させ、Ｇの視覚上のMTFを重視してはいるが、
原色信号の高域成分がカットされるため、不自然な色ず
れ、色ボケ、色にじみが生じるという問題点があった。
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、読み
取り解像度を向上させるとともに、装置規模を縮小した
カラー画像読み取り装置を提供することにある。
取り解像度を向上させるとともに、装置規模を縮小した
カラー画像読み取り装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するため、本発明は、所定の波
長領域に感度を有する第１光電変換手段と、該第１光電
変換手段よりも画素サイズが小さく、かつ該第１光電変
換手段よりも広い波長領域に感度を有する第２光電変換
手段と、前記第１光電変換手段の出力と前記第２光電変
換手段の出力とを合成して高解像の色画像信号を生成す
る合成手段とを有することを特徴とする。
長領域に感度を有する第１光電変換手段と、該第１光電
変換手段よりも画素サイズが小さく、かつ該第１光電変
換手段よりも広い波長領域に感度を有する第２光電変換
手段と、前記第１光電変換手段の出力と前記第２光電変
換手段の出力とを合成して高解像の色画像信号を生成す
る合成手段とを有することを特徴とする。
［作用］ 本発明では、所定の波長領域に感度を有する第１光電
変換手段の出力と、第１光電変換手段よりも画素サイズ
が小さく、かつ第１光電変換手段よりも広い波長領域に
感度を有する第２光電変換手段の出力とを、合成手段に
より合成して高解像の色画像信号を生成する。
変換手段の出力と、第１光電変換手段よりも画素サイズ
が小さく、かつ第１光電変換手段よりも広い波長領域に
感度を有する第２光電変換手段の出力とを、合成手段に
より合成して高解像の色画像信号を生成する。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示す。これは３本の
CCDにより色分解する例で、光学系は第８図に示す装置
と同一である。
CCDにより色分解する例で、光学系は第８図に示す装置
と同一である。
図において、101は第２光電変換手段としてのCCDで、
人間の標準比視感度特性を有するフィルタで覆ってあ
り、輝度信号（以下、Ｙ信号という）を出力するもので
ある。102は第１光電変換手段としてのCCDで、赤フィル
タで覆ってあり、赤信号（以下、Ｒ信号という）を出力
するものである。103は第１光電変換手段としてのCCD
で、青フィルタで覆ってあり、青信号（以下、Ｂ信号と
いう）を出力するものである。CCD 101,102,103は図に
示す１つの正方形が１画素であり、CCD 102,103はCCD 1
01に比して、主走査、副走査方向を２倍（面積で４倍）
の大きさにしてあり、図示しない周知のCCD駆動回路に
より駆動されている。
人間の標準比視感度特性を有するフィルタで覆ってあ
り、輝度信号（以下、Ｙ信号という）を出力するもので
ある。102は第１光電変換手段としてのCCDで、赤フィル
タで覆ってあり、赤信号（以下、Ｒ信号という）を出力
するものである。103は第１光電変換手段としてのCCD
で、青フィルタで覆ってあり、青信号（以下、Ｂ信号と
いう）を出力するものである。CCD 101,102,103は図に
示す１つの正方形が１画素であり、CCD 102,103はCCD 1
01に比して、主走査、副走査方向を２倍（面積で４倍）
の大きさにしてあり、図示しない周知のCCD駆動回路に
より駆動されている。
各フィルタの分光透過特性を第２図に示す。第２図に
おいて、401は人間の標準比視感度特性を有するフィル
タの分光透過特性、402は赤フィルタの分光透過特性、4
03は青フィルタの分光透過特性である。
おいて、401は人間の標準比視感度特性を有するフィル
タの分光透過特性、402は赤フィルタの分光透過特性、4
03は青フィルタの分光透過特性である。
104Yはサンプルホールド回路（以下、S/Hという）
で、CCD 101からのシリアルデータをサンプルホールド
するものである。104RはS/Hで、CCD 102からのシリアル
データをサンプルホールドするものである。104BはS/H
で、CCD 103からのシリアルデータをサンプルホールド
するものである。105YはA/D変換器（以下、A/Dという）
で、S/H 104YからのデータをA/D変換するものである。1
05RはA/Dで、S/H 104RからのデータをA/D変換するもの
である。105BはA/Dで、S/H 104BからのデータをA/D変換
するものである。106はラインバッファで、A/D 105Yか
らのディジタルデータを一旦格納するものである。107
は平滑化手段としての平滑化回路で、ラインバッファ10
6からのデータを、Ｙの２×２画素がＲ、Ｂの１画素に
対応するように、２×２の平滑化を行なうものである。
108は色差信号生成手段としてのIQ変換回路で、平滑化
回路107からのＹの平均値Ｙと、A/D 105R,105BからのR,
Bとにより、I,Q信号に変換するものである。109,110I,1
10Qはラインバッファで、信号を適正に遅延させてタイ
ミングを合わせるものである。ラインバッファ109にはA
/D 105Yからのディジタルデータが一旦格納され、ライ
ンバッファ110I,110Qには、それぞれ、IQ変換回路108か
らのＩ信号およびＱ信号が一旦格納されるようになって
いる。111はRGB変換回路で、ラインバッファ109,110I,1
10QからのＹ信号、Ｉ信号、Ｑ信号によりR,G,B信号に変
換するものである。
で、CCD 101からのシリアルデータをサンプルホールド
するものである。104RはS/Hで、CCD 102からのシリアル
データをサンプルホールドするものである。104BはS/H
で、CCD 103からのシリアルデータをサンプルホールド
するものである。105YはA/D変換器（以下、A/Dという）
で、S/H 104YからのデータをA/D変換するものである。1
05RはA/Dで、S/H 104RからのデータをA/D変換するもの
である。105BはA/Dで、S/H 104BからのデータをA/D変換
するものである。106はラインバッファで、A/D 105Yか
らのディジタルデータを一旦格納するものである。107
は平滑化手段としての平滑化回路で、ラインバッファ10
6からのデータを、Ｙの２×２画素がＲ、Ｂの１画素に
対応するように、２×２の平滑化を行なうものである。
108は色差信号生成手段としてのIQ変換回路で、平滑化
回路107からのＹの平均値Ｙと、A/D 105R,105BからのR,
Bとにより、I,Q信号に変換するものである。109,110I,1
10Qはラインバッファで、信号を適正に遅延させてタイ
ミングを合わせるものである。ラインバッファ109にはA
/D 105Yからのディジタルデータが一旦格納され、ライ
ンバッファ110I,110Qには、それぞれ、IQ変換回路108か
らのＩ信号およびＱ信号が一旦格納されるようになって
いる。111はRGB変換回路で、ラインバッファ109,110I,1
10QからのＹ信号、Ｉ信号、Ｑ信号によりR,G,B信号に変
換するものである。
NTSCでは標準テレビジョン信号の伝送３原色として
Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を規定している。Ｙは輝度信号で、前述
したＹ信号と同一である。Ｉ、Ｑ信号は色差信号と呼ば
れ、人間の視覚特性から周波数帯域を制限させる。
Ｙ、Ｉ、Ｑ信号を規定している。Ｙは輝度信号で、前述
したＹ信号と同一である。Ｉ、Ｑ信号は色差信号と呼ば
れ、人間の視覚特性から周波数帯域を制限させる。
本実施例のカラー画像読み取り装置は、平滑化回路10
7により平滑化するとともに、IQ変換回路によりＹ、
Ｒ、Ｂ信号をＩ、Ｑ信号に変換するようにしたので、RG
B変換回路111によりＹ、Ｉ、Ｑ信号がＲ、Ｇ、Ｂ信号に
変換される。
7により平滑化するとともに、IQ変換回路によりＹ、
Ｒ、Ｂ信号をＩ、Ｑ信号に変換するようにしたので、RG
B変換回路111によりＹ、Ｉ、Ｑ信号がＲ、Ｇ、Ｂ信号に
変換される。
すなわち、Ｉ、Ｑ信号は、通常、次の式（１），
（２）により求められ、Ｙ信号はＲ、Ｇ、Ｂを用いて次
の式（３）から求められるので、 Ｉ＝0.60R−0.28G−0.32B …（１） Ｑ＝0.21R−0.52G＋0.31B …（２） Ｙ＝0.30R＋0.59G＋0.11B …（３） 式（３）を式（１），（２）に代入し、Ｇを消去する
と、Ｉ、Ｑ信号は式（４），（５）のように、Ｙ、Ｒ、
Ｂ信号により表わされる。
（２）により求められ、Ｙ信号はＲ、Ｇ、Ｂを用いて次
の式（３）から求められるので、 Ｉ＝0.60R−0.28G−0.32B …（１） Ｑ＝0.21R−0.52G＋0.31B …（２） Ｙ＝0.30R＋0.59G＋0.11B …（３） 式（３）を式（１），（２）に代入し、Ｇを消去する
と、Ｉ、Ｑ信号は式（４），（５）のように、Ｙ、Ｒ、
Ｂ信号により表わされる。
Ｉ＝−0.47Y＋0.74R−0.27B …（４） Ｑ＝−0.88Y＋0.47R＋0.41B …（５） このＩ、Ｑ信号は、本来のＹ信号に比して、主走査方
向および副走査方向に、1/2の画素密度しか持たないこ
とになるが、これを高解像度のＹ信号と合成してRGB変
換回路111により変換すると、Ｒ、Ｇ、Ｂは３色とも
に、同じ解像度で読み取った場合とほとんど遜色のない
出力信号が得られる。従って、RGB変換回路111から得ら
れるＲ、Ｇ、Ｂ信号は次の式（６）のように表わすこと
ができる。
向および副走査方向に、1/2の画素密度しか持たないこ
とになるが、これを高解像度のＹ信号と合成してRGB変
換回路111により変換すると、Ｒ、Ｇ、Ｂは３色とも
に、同じ解像度で読み取った場合とほとんど遜色のない
出力信号が得られる。従って、RGB変換回路111から得ら
れるＲ、Ｇ、Ｂ信号は次の式（６）のように表わすこと
ができる。
なお、本実施例ではCCD 102,103からそれぞれＲ信
号、Ｂ信号を出力する例を説明したが、Ｒ信号、Ｂ信号
に替えてＲ信号およびＧ信号、または、Ｇ信号およびＢ
信号を出力するようにしても良いし、これらの線形結合
で表わせるものであっても良い。このようにした場合、
効果は本質的に相違するものではない。ただ、式
（４），（５）において、変換係数が大きくなりすぎた
場合、量子化誤差が増大する。
号、Ｂ信号を出力する例を説明したが、Ｒ信号、Ｂ信号
に替えてＲ信号およびＧ信号、または、Ｇ信号およびＢ
信号を出力するようにしても良いし、これらの線形結合
で表わせるものであっても良い。このようにした場合、
効果は本質的に相違するものではない。ただ、式
（４），（５）において、変換係数が大きくなりすぎた
場合、量子化誤差が増大する。
また、本実施例では、Ｙ信号を得るのに標準比視感度
のフィルタを用いた例を説明したが、可視光波長域を広
範囲に読み取るようにしても良い。これは例えばフィル
タを用いない場合に可能である。
のフィルタを用いた例を説明したが、可視光波長域を広
範囲に読み取るようにしても良い。これは例えばフィル
タを用いない場合に可能である。
さらに、本実施例では、輝度信号Ｙ、色差信号Ｉ、Ｑ
を用いる例を説明したが、これに替えて、他の色座標
系、例えばCIEのＬ＊、ａ＊、ｂ＊や、Ｌ＊、ｕ＊、ｖ
＊を用いても良い。
を用いる例を説明したが、これに替えて、他の色座標
系、例えばCIEのＬ＊、ａ＊、ｂ＊や、Ｌ＊、ｕ＊、ｖ
＊を用いても良い。
また、画素サイズを最小にすべき光電変換素子の色特
性が白色に近い（本実施例では視感度）ため、画素サイ
ズを小さくしても、光量の損失を最小にすることができ
る。
性が白色に近い（本実施例では視感度）ため、画素サイ
ズを小さくしても、光量の損失を最小にすることができ
る。
また、輝度信号と色差信号を直接得ることができるた
め、画像データの蓄積や伝達に際し、データ圧縮を効率
よく行なうことができる。
め、画像データの蓄積や伝達に際し、データ圧縮を効率
よく行なうことができる。
（第２の実施例） 本実施例は第１の実施例との比較で言えば、CCDの構
成が相違する。すなわち、第１の実施例では、３本のCC
D 101,102,103を用い、CCD 101を人間の標準比視感度特
性を有するフィルタで覆い、CCD 102を赤フィルタで、C
CD 103を青フィルタで覆ったが、本実施例では、第３図
に示すように、２本のCCD 502,503を用い、CCD 502を人
間の標準比視感度特性を有するフィルタで覆い、CCD 50
3を赤フィルタ504と青フィルタ505で交互に覆った。CCD
503の主走査方向のサンプリングピッチがCCD 502のそ
れの半分になっているが、本実施例の作用効果は第１の
実施例のそれと本質的に相違しない。
成が相違する。すなわち、第１の実施例では、３本のCC
D 101,102,103を用い、CCD 101を人間の標準比視感度特
性を有するフィルタで覆い、CCD 102を赤フィルタで、C
CD 103を青フィルタで覆ったが、本実施例では、第３図
に示すように、２本のCCD 502,503を用い、CCD 502を人
間の標準比視感度特性を有するフィルタで覆い、CCD 50
3を赤フィルタ504と青フィルタ505で交互に覆った。CCD
503の主走査方向のサンプリングピッチがCCD 502のそ
れの半分になっているが、本実施例の作用効果は第１の
実施例のそれと本質的に相違しない。
（第３の実施例） 本実施例は第２の実施例との比較で言えば、CCDの構
成が相違する。すなわち、第２の実施例では、CCD 502,
503を基板501上に設け、CCD 502を人間の標準比視感度
特性を有するフィルタで覆い、CCD 503を赤フィルタ504
と青フィルタ505で交互に覆ったが、本実施例では、CCD
602,603を第４図に示すように分離して設け、CCD 602
には人間の標準比視感度特性を有するフィルタを設け、
CCD 603には半分が赤、半分が青のフィルタ604を対向さ
せるとともに、赤、青フィルタを１ライン読み取りごと
に交互に透過位置に移動させるようにした。CCD 602,60
3にはハーフミラー601により分割された光がそれぞれ入
射されている。CCD 602の画素配列を第５図（ａ）に示
し、CCD 603の画素配列を第５図（ｂ）に示す。このよ
うにしたので、本実施例の作用効果は、第２の実施例の
それと本質的に相違しない。
成が相違する。すなわち、第２の実施例では、CCD 502,
503を基板501上に設け、CCD 502を人間の標準比視感度
特性を有するフィルタで覆い、CCD 503を赤フィルタ504
と青フィルタ505で交互に覆ったが、本実施例では、CCD
602,603を第４図に示すように分離して設け、CCD 602
には人間の標準比視感度特性を有するフィルタを設け、
CCD 603には半分が赤、半分が青のフィルタ604を対向さ
せるとともに、赤、青フィルタを１ライン読み取りごと
に交互に透過位置に移動させるようにした。CCD 602,60
3にはハーフミラー601により分割された光がそれぞれ入
射されている。CCD 602の画素配列を第５図（ａ）に示
し、CCD 603の画素配列を第５図（ｂ）に示す。このよ
うにしたので、本実施例の作用効果は、第２の実施例の
それと本質的に相違しない。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、上記のように
構成したので、装置規模の大きくすることなく、高解像
の色画像信号を得ることができる。
構成したので、装置規模の大きくすることなく、高解像
の色画像信号を得ることができる。
第１図は本発明第１の実施例のカラー画像読み取り装置
を示すブロック図、 第２図はフィルタの分光透過特性の一例を示す図、 第３図は本発明第２の実施例のCCDを示す図、 第４図は本発明第３の実施例の光学系を示す図、 第５図は本発明第３の実施例のCCDを示す図、 第６図は従来のカラー画像読み取り装置の光学系を示す
図、 第７図は第６図に示すCCDを示す図、 第８図は従来のカラー画像読み取り装置の光学系を示す
図、 第９図は第８図に示すCCDを示す図である。 101,102,103……CCD、 107……平滑化回路、 108……IQ変換回路、 111……RGB変換回路。
を示すブロック図、 第２図はフィルタの分光透過特性の一例を示す図、 第３図は本発明第２の実施例のCCDを示す図、 第４図は本発明第３の実施例の光学系を示す図、 第５図は本発明第３の実施例のCCDを示す図、 第６図は従来のカラー画像読み取り装置の光学系を示す
図、 第７図は第６図に示すCCDを示す図、 第８図は従来のカラー画像読み取り装置の光学系を示す
図、 第９図は第８図に示すCCDを示す図である。 101,102,103……CCD、 107……平滑化回路、 108……IQ変換回路、 111……RGB変換回路。
Claims (3)
- 【請求項１】所定の波長領域に感度を有する第１光電変
換手段と、 該第１光電変換手段よりも画素サイズが小さく、かつ該
第１光電変換手段よりも広い波長領域に感度を有する第
２光電変換手段と、 前記第１光電変換手段の出力と前記第２光電変換手段の
出力とを合成して高解像の色画像信号を生成する合成手
段と を有することを特徴とするカラー画像読み取り装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記第１光電変換手段
の出力と前記第２光電変換手段の出力から色差信号を生
成する色差信号生成手段を有し、 前記合成手段は、色差信号生成手段により生成された前
記色差信号と前記第２光電変換手段の出力とを合成して
前記色画像信号を生成する ことを特徴とするカラー画像読み取り装置。 - 【請求項３】請求項２において、前記第２光電変換手段
の出力を平滑化する平滑化手段を有し、 前記色差信号生成手段は、前記第１光電変換手段の出力
と前記平滑化手段の出力とから前記色差信号を生成する ことを特徴とするカラー画像読み取り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033757A JP2849107B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | カラー画像読み取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033757A JP2849107B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | カラー画像読み取り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02214265A JPH02214265A (ja) | 1990-08-27 |
| JP2849107B2 true JP2849107B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=12395303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1033757A Expired - Fee Related JP2849107B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | カラー画像読み取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849107B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976316B1 (ko) * | 2005-12-06 | 2010-08-16 | 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤 | 외관 검사 장치 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003087532A (ja) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Toshiba Tec Corp | １次元イメージセンサ装置及び画像読取装置 |
| US7672019B2 (en) * | 2005-09-08 | 2010-03-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Enhancing resolution of a color signal using a monochrome signal |
| JP5590911B2 (ja) * | 2010-02-17 | 2014-09-17 | 三菱電機株式会社 | 画像読取装置及び方法 |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP1033757A patent/JP2849107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976316B1 (ko) * | 2005-12-06 | 2010-08-16 | 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤 | 외관 검사 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02214265A (ja) | 1990-08-27 |
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