JPH07226823A - カラー画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １ラインの情報を３ラインカラーセンサの各
色の画素列に分配して読み取る際、色分散手段の色収差
による副走査方向の解像度の低下を防ぐ。 【構成】 原稿Ｄの１ラインの情報を色分散プリズム６
によりオンチップフィルターｂ、ｇ、ｒを貼り付けた３
ラインカラーセンサ５の各色の画素列に分配して読み取
る際、波長の短いＢ画素が２つの狭帯域の並列になるよ
うに、異なる分光特性の狭帯域色フィルタｂ_S 、ｂ_L を
貼り付けて分割して、異なった分光特性を持つ１画素内
の各領域への入射信号光を狭帯域として、色収差の影響
を少なくし、解像度の良い信号を得るようにし、なおか
つ、１つの画素内に複数の分光特性領域があることか
ら、分光レスポンスの波長幅が広がり、読み取り装置と
しての色再現特性が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像読み取り装
置に関し、特に、カラーラインセンサを用いてカラー画
像を入力する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像をラインセンサを用いて走査
読み取りを行うのには、従来、以下の４つの方式がとら
れてきた。

【０００３】（１）白黒イメージセンサを用い、光源又
はフィルタの色の切り換えによる読み取り色の切り換え
を行う方式。

【０００４】（２）イメージセンサの１ラインの画素列
上に色フィルタを３色点順次に貼り付けるものを使う方
式。

【０００５】（３）３色の読み取りラインをイメージセ
ンサの１チップ上に設けたものを使う方式。

【０００６】（４）ダイクロイックプリズムで３光路に
色分解し、３本のイメージセンサで読み取る方式。

【０００７】この中、（１）の方式は、高速化に不向き
である。（２）の方式では、高画質・高解像度を考えた
場合、画素密度が高くなることから、従来は、長尺の密
着センサを使った方式となっており、ＣＣＤを複数チッ
プ並べる構造となる。この場合、チップ間の特性不整合
により、読み取り画像上で各チップの読み取りエリアの
境界が目立ちやすくなるという弱点を持っている。

【０００８】最近になって、この構造を縮小型センサに
使う提案もある。ＲＧＢの３色の画素を１列に並べ、各
画素の出力を３本の転送電極で読み出すという提案がな
されている（テレビジョン学会技術報告−情報入力１９
９２「高速駆動・点順次ＣＣＤカラーリニアセン
サ」）。この提案では、転送電極内の隣接する水平方向
転送電極に垂直方向に転送する機能を設けて、感光画素
列の片側に転送電極を３本設ける構造になっている。

【０００９】しかし、この方式では、３色の画素を点順
次に並べる構造になるため、１色当たりの画素面積が小
さくなり、感度が低下する問題がある。また、Ａ３／４
００ＳＰＩの読み取りを行うために各色５０００画素に
すると、１画素当たりの大きさを５μｍとした場合で
も、チップの大きさが７５ｍｍになり、チップが大きく
なりすぎてコストの問題、チップの反りの問題等が発生
する。

【００１０】（４）の方式では、３本のイメージセンサ
の厳密な位置合わせが要求され、調整工数が多くかか
る。

【００１１】それに比べて、（３）の方式は、３ライン
のＲＧＢの画素列が半導体基板上に作成されているの
で、３色のレジストレーションを合わせるための位置合
わせの手間がいらず、また、各色が１チップで構成され
ているので、読み取りエリア内での読み取り特性の変化
点も存在しない。

【００１２】しかし、読み取り走査をしている時に、３
ラインの読み取りラインが、同時刻に原稿面上の同じ位
置を読んでいないため、メモリを使って先行して読んで
いる色の情報を遅延させ、同時刻に同一位置を読み取る
ようなデジタルの補正をする必要が出てくる。

【００１３】この補正のために必要な高速ＦＩＦＯメモ
リとメモリ制御用の回路にコストがかかり、カラー読み
取り装置を安価に供給しようとした場合のネックとな
る。また、この補正（ギャップ補正）を行うためには、
読み取り位置ズレを読み取り時間ズレに置き換えて補正
しているため、読み取り走査速度が完全に等速度である
ことが前提となっている。このため、メカニズム系の振
動等により走査速度ムラが存在した場合に、局所的な色
ズレが発生する。このため、メカニズム系の走査速度の
安定性への要求が厳しくなり、高価な走査メカニズムが
必要になる。

【００１４】また、３色で読み取っている位置が異なる
ことと、照明効率を上げるためにシャープに集光した照
明を行っていることから、読み取り原稿がプラテンガラ
スから浮いた場合、読み取り色ごとの光量がアンバラン
スに変化することになり、読み取りデータのカラーバラ
ンスが変化して黄色っぽくなり、見苦しい画像になる。

【００１５】この欠点を補うため、１イメージセンサチ
ップ上に設けた３本の読み取りラインに、同一ラインの
画像情報を光学的に３色分解して結像するための提案が
されている。

【００１６】特開平１−２３７６１９号の従来例１で
は、図１２に示すように、多層ダイクロイックミラーを
使ったビームスプリッタで結像された画像を３色に色分
解している。

【００１７】しかし、この方式でも、ビームスプリッタ
の取り付け精度が問題となる。さらに、ビームスプリッ
タのコストも高い。また、細い幅のスリットを使って光
学像の副走査方向の幅を制限しないと、３色に色分解さ
れたスリット像が互いに重なり合い、光学的なクロスト
ークが発生してしまう。このため、精度の高いスリット
を使って、読み取りラインを副走査方向に制限する必要
が出てくる。さらに、３本の読み取りライン間のギャッ
プを１０数ライン程度まで広くしないと、このスリット
像の分離が十分に行えないが、逆に、広いギャップ距離
を補正しようとした場合、３本の読み取りライン間のレ
ジストレーションを厳密に合わせようとすると、ダイク
ロイックミラー間の透明層の厚さを精密に調整する必要
がある。

【００１８】また、従来例２として、特願平５−２８４
８６０号では、図１３に示したような感光画素配列のセ
ンサと、プリズムによる色分散効果とを組み合せて、３
色のレジストレーションのズレを光学的に補正しようと
いう提案が、本発明者によりなされている。

【００１９】この従来例２と後記する従来例３、及び、
本発明の実施例共通の構成を図１に示すが、この方式の
場合には、従来例１のクロストークの影響をセンサ上の
感光画素列の上に貼り付けた色フィルタ（オンチップフ
ィルタ）により、他の色のクロストーク成分をブロック
することにより防いでいる。この様子を図１４に示す。
すなわち、プラテン上の原稿のライン１からの光は、プ
リズム及びレンズを経て、そのＲ、Ｇ、Ｂ成分が対応す
る色を読み取る感光画素列Ｒ、Ｇ、Ｂの上に貼り付けた
図１５に示すような分光レスポンスの色フィルタｒ、
ｇ、ｂ上に集光されるが、ライン２からの分光された
Ｒ、Ｇ、Ｂ成分は対応する色フィルタｒ、ｇ、ｂの位置
からズレて集光されるので、これら色フィルタｒ、ｇ、
ｂでブロックされ、誤って読み取られることはない。

【００２０】この従来例２では、Ｒ−Ｇ間の画素列の間
隔を１ライン分とし、Ｂ−Ｇ間の画素列の間隔をこの２
倍程度とすることで、ガラスの色分散の性質に起因する
３色の分離量の差を吸収させると共に、中央のＧの画素
列からの信号の取り出しに、Ｂ−Ｇ間の間隙を使用して
いる（図１３の転送電極）。

【００２１】しかし、この方式の問題点として、３色色
分解のためのプリズムの色分散による色収差を起こそう
とした副作用により、３色の読み取りラインのギャップ
が大きい場合に、各色フィルタの分光レスポンス（図１
５）の広がりの範囲の色収差によって、原稿の隣接する
読み取りラインからの光が感光画素列に入射してしま
い、副走査方向のＭＴＦが低下するという問題がある。
この対策として、従来例２では、図１３に示す構造のセ
ンサを提案して、３色の読み取り画素列間のギャップを
詰めようとした。しかし、ガラスの性質上、色分散量が
相対的に大きくなるＢ色ではこの対策でも充分でなく、
副走査方向のＭＴＦの低下が発生していた。

【００２２】さらに、この対策として、従来例３とし
て、図１６に示すような感光画素配列のセンサを用い、
従来例２と同様に、図１５に示すような分光レスポンス
の色フィルタを対応する色読み取り用の感光画素列上に
貼り付けて、同様にプリズムによる色分散効果とを組み
合せて、Ｒ−Ｇ間の距離を約０．５ライン程度として、
Ｂ−Ｇ間の距離を１ライン程度とすることにより、ＭＴ
Ｆの低下を防止しようとする考え方もある。

【００２３】しかし、この場合では、Ｒ、Ｇの画素面積
が小さくなるという問題があり、感度の低下につなが
る。

【００２４】こうした、色フィルタ１色の分光レスポン
スの広がりの範囲の色収差によるＭＴＦ低下を防ぐ提案
として、従来例４の特開平３−４２６８６号のものがあ
る。この提案では、分光レスポンスの広がりを狭帯域に
して、ほとんど輝線スペクトルにすることで、ＭＴＦの
低下を防止しようとしている。

【００２５】しかし、こうすることで読み取り装置の分
光特性は人間の目の特性からかけ離れてしまい、色再現
性が低下してしまう。したがって、印刷、写真等の原稿
の色材の違いにより、人間の目で同じに見える色を異な
って読み取るメタメリズムと呼ばれる現象が強く現れ
る。

【００２６】また、プリズム色分散の効果を使った色分
解方式の例として、従来例５に特開昭６０−１３５９１
９号のものがある。

【００２７】この提案では、センサへの結像光束に光を
制限するスリットを入れ、スリットを出射するライン光
源を、プリズムにより色分散させる。そして、発生した
スペクトル部分に数十ラインの白黒ラインセンサを配置
し、各ラインがスペクトルパターンの単一色を分光器の
ように読み取っている。

【００２８】しかし、この提案では、結像レンズとイメ
ージセンサの間に色分散を行うためのスリットを入れる
構造となっており、結像光束のほとんどを遮断するばか
りか、良好な結像が行えるかどうか疑問に思える構造と
なっている。また、数十色の信号出力があるため、セン
サ構造も複雑になり、後段での画像処理も数十系統もの
色信号を合成するため、複雑になる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の欠点を解決すべくなされたものであり、その目
的は、原稿上の１ラインの情報を光学的に３ラインカラ
ーセンサの各色の画素列に分配して読み取る方式におい
て、色分散手段の色収差による副走査方向の解像度の低
下を防ぎ、画素面積が小さいことに起因する感度低下を
防ぎ、色再現特性の悪化を防ぎ、かつ、複雑な構造のセ
ンサを使わないカラー画像読み取り装置を提供すること
である。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のカラー画像読み取り装置は、主走査方向をラインイ
メージセンサの電気的走査により読み取り、副走査方向
をラインイメージセンサへのカラー画像の結像位置を相
対的に移動させることで読み取るカラー画像読み取り装
置において、ラインイメージセンサが３色以上の感光画
素列を持つカラーラインイメージセンサからなり、この
３色以上の感光画素列の中、少なくとも１色の感光画素
列について、各画素を副走査方向に２種以上の異なる比
較的狭帯域な分光感度特性を持つ領域に区切り、この画
素列内の異なる分光感度特性を持つ領域、及び、それ以
外の画素列が、副走査方向に、各々の分光感度特性が波
長の順に並ぶように、順番に配置されており、カラー画
像から前記カラーラインイメージセンサまでの結像光路
中に色分散手段が設けられ、この色分散手段の色収差の
作用により、前記カラーラインイメージセンサ上のカラ
ー画像の各波長成分の結像位置が副走査方向に異ならさ
れることを特徴とするものである。

【００３１】この場合、カラーイメージセンサの２種以
上の異なる分光感度特性を持つ領域に区切られた感光画
素列の読み取り色が青色成分であり、青色成分の感光画
素形状が他の色成分の感光画素に比べて副走査方向によ
り長く形成され、画素列内の異なる分光感度特性を持つ
領域、及び、それ以外の画素列の、分光感度特性の代表
波長の副走査方向の配置位置関係が、色分散手段より発
生する色収差の波長の配置位置関係と略等しく構成する
ことが望ましい。

【００３２】さらに、少なくとも１色の感光画素列の各
画素を副走査方向に２種以上の異なる分光感度特性を持
つ領域に区切る手段として、各画素の受光器の上に２種
以上の各々異なる分光透過特性を持つオンチップフィル
タを位置をズラせて被せたものを用いることができる。

【００３３】この場合に、各画素の受光器に２種以上の
オンチップフィルタの境界に当たる部分に遮光帯を設け
ることが望ましい。

【００３４】

【作用】本発明においては、異なった分光特性を持つ各
画素内の各領域への入射信号光が狭帯域となることで、
色収差の影響が少なくなり、従来例２に比べて解像度の
良い信号が得られ、なおかつ、１つの画素内に複数の分
光特性領域があることから、分光レスポンスの波長幅が
広がり、従来例４に比べて読み取り装置としての色再現
特性が改善される。

【００３５】さらに、ガラスの性質に起因して色分散量
が大きくなる波長の短い読み取り色のＢで、画素の副走
査方向のサイズを広げ、２つ以上の分光レスポンスを持
つ領域に分割し、各々の読み取り波長に合わせた位置に
受光器を設置することで、３ライン間のカラーレジスト
レーション補正を色分散効果により補正して、解像度の
良い信号光として読み取ることができる。

【００３６】こうして、従来例３のように画素列間の間
隔を詰めなくとも、副走査方向のＭＴＦ特性は良好に保
たれるので、Ｒ、Ｇの感度は十分に得られる。

【００３７】さらに、光学的に３ラインセンサのレジス
トレーション補正が可能となるので、従来技術の（３）
の方式での問題点を解消できる。

【００３８】また、各画素の受光器の上に２種以上の各
々異なる分光透過特性を持つオンチップフィルタを位置
をズラせて被せることにより、２つ以上の分光レスポン
スを持つ領域に分割することで、簡易な手法で本発明の
センサ素子を作成することができ、従来例５のような複
雑なセンサ構造を必要としない。

【００３９】また、各画素の受光器に２種以上のオンチ
ップフィルタの境界に当たる部分に遮光帯を設けること
で、オンチップフィルタを被せる過程でのフィルタの位
置ズレに起因する分光特性ムラ、カラーレジストレーシ
ョン補正ムラを解消することができる。

【００４０】

【実施例】以下、図面を参照にして本発明のカラー画像
読み取り装置の実施例について説明する。

【００４１】実施例１ 図１に第１実施例のカラー画像読み取り装置の光学系の
基本構成を示す。原稿台ガラス１であるプラテン面上に
置かれた原稿をフルレートミラー２とハーフレートミラ
ー３からなるスリット走査ミラー光学系の折り畳んだ光
路を介して、結像レンズ４により３ラインＣＣＤセンサ
５上に結像する。この結像光学系の途中に、色分散素子
であるプリズム６が入っており（図の場合は、結像レン
ズ４の入射側）、このプリズム６の働きによって、セン
サ５上に結像される光学像を色分散させ、原稿面上の１
ラインの情報をセンサ５の３ラインに分配して結像させ
る。

【００４２】走査ミラー光学系を構成するフルレートミ
ラー２は、原稿を照明するランプ７と一体で図の矢印方
向へ速度ｖで原稿に沿って近接して移動して原稿の読み
取り走査をするミラーであり、ハーフレートミラー３
は、相互に９０°をなして配置された２枚のミラー３
１、３２からなり、フルレートミラー２の移動速度ｖの
半分の速度ｖ／２で図の矢印方向へ移動し、原稿と結像
レンズ４の間の距離を一定に保つ役割をするものであ
る。この２つのミラー２、３を走査することで、原稿情
報を順次センサ５に結像させることができる。

【００４３】ここでのプリズム６は、収差の少ない光学
平面板に近づけるために、互いに屈折率がほぼ等しくか
つ色分散の大きいガラスと小さいガラスの２種を貼り合
わせている。具体的な硝材としては、図６に波長と屈折
率の関係を示すＳＫ５とＬＦ５の２種である。

【００４４】図２にこのプリズム６による色分散の発生
の様子を示す。原稿Ｄ上の１ラインから出射した光は、
プリズム６により色分散を受け、レンズ４の結像面であ
るＣＣＤ面に波長によって異なる位置に結像される。こ
の際、図６に示す硝材の一般的な色分散の性質から、波
長が短くなる程屈折率の変化の割合は大きくなる。その
ため、波長対結像位置の関係では、波長が短くなる程結
像位置の変化の割合が大きくなる非線形性を持ってい
る。したがって、図２に示した波長による結像位置を表
すスケールは、短波長側程スケールの幅が広がる非線形
になっている。

【００４５】このことから、Ｂ−Ｇ間の結像位置重心の
ズレがＲ−Ｇ間のズレよりも大きくなり、先に示した従
来例２、３では、Ｂ−Ｇ間の画素列の間隔を、Ｒ−Ｇ間
の画素列の間隔よりも大きくとっていた。

【００４６】このプリズム６での色分散の作用を、上記
とは逆に、「センサ５側のある読み取りラインに入射す
る光線が原稿面のどこからきたか」という立場で見たの
が、図３、図４である。

【００４７】まず、図３のＣＣＤ５のラインＧの場合を
見てみる。原稿上の様々な位置から発した光は、プリズ
ム６の色分散の作用により、１つの結像光束となってＣ
ＣＤ５のＧの画素列に照射される。つまり、波長によっ
て原稿面の読み取り位置が変わる色収差が発生してい
る。しかし、ＣＣＤ５のＧの画素列に被せられたオンチ
ップフィルタ（Ｇ色フィルタｇ：図１４）の効果によ
り、このＧ色フィルタｇの分光レスポンス（図１５）の
範囲以外の波長の光がカットされるため、実際にオンチ
ップフィルタｇを透過してＧの画素に入射する光束は、
Ｇ色フィルタｇの分光レスポンスにより制限された範囲
のみとなり、上記の色収差の影響を軽減することができ
る。

【００４８】しかし、Ｂの画素列の場合、上記した波長
対結像位置の非線形性から、Ｂ色フィルタｂの分光レス
ポンス（図１５）に制限された範囲でも、色収差が画素
列Ｇに比べて大きくなり、副走査方向の解像度の低下を
引き起こす。従来例２では、センサ画素列間の間隔を色
分散による結像位置に合わせ、Ｒ−Ｇ１ライン、Ｇ−Ｂ
２ラインにまで縮め、プリズムによる色分散量を小さく
し、色収差の影響を小さくしようとしている。しかし、
色再現性の良いハロゲンランプのような連続スペクトル
光源をランプ７として使った場合には、Ｂ色フィルタｂ
の分光レスポンスの広がり（図１５）により、副走査方
向の解像度の低下が起こる。

【００４９】この対策として、輝線光源を採用すること
により、Ｂ色フィルタの分光レスポンスを狭くしたのが
従来例４である。しかし、このことは、前記したよう
に、装置の分光レスポンスが人間の目の分光特性とかけ
離れたものとなることから、読み取り装置の色再現性を
悪くする。また、センサの画素列間の間隔を詰めること
により、色分散の必要量を小さくし、色収差を少なくし
ようとしたのが従来例３である。しかし、３色の感光画
素の間隔を詰めるために、Ｒ、Ｇの画素面積を小さく
し、センサ感度を犠牲にしている。

【００５０】そこで、本発明では、図４（ａ）、（ｂ）
に示すように、予め副走査方向に長い形状に作成したＢ
の感光画素列上に、２種類以上の狭帯域な分光特性を持
つ色フィルタｂ_S 、ｂ_L を位置をズラして被せること
で、従来例３、４での色再現性の劣化・感度の低下の問
題を起こさずに、図１のような従来例２の装置での副走
査方向の解像度低下の問題を解決しようとしたものであ
る。

【００５１】すなわち、この２種の色フィルタｂ_S 、ｂ
_L の分光特性は図７のｂ_S とｂ_L である（色フィルタ
ｇ、ｒについては、図１５の従来例と同じ。）。それぞ
れのピーク波長がお互いにズレたレスポンスとなってい
る。この２種の色フィルタｂ_S、ｂ_L をＢの感光画素列
上に被せた様子を示すのが図９である。図９（ａ）は、
このようなオンチップ色フィルタｂ_S 、ｂ_L 、ｇ、ｒを
被せる前の感光画素列Ｂ、Ｇ、Ｒからなる３ラインセン
サの平面図で、Ｂ画素の副走査方向の長さを他に比較し
て長くしてある。これに、オンチップ色フィルタｂ_S 、
ｂ_L 、ｇ、ｒを被せた後の平面図が図９（ｂ）である。
Ｇの画素列に近い側に分光レスポンスが図７のｂ_L とな
るような４８０ｎｍ付近をピーク波長とする色フィルタ
ｂ_L を被せ、Ｇの画素列から遠い側に分光レスポンスが
ｂ_S となるような４３０ｎｍ付近をピーク波長とする色
フィルタｂ_S を被せている。この３ラインセンサの画素
列間の間隔は、主走査方向の走査ピッチ程度にまで縮め
ておき、色分散の特性と各受光部の分光レスポンスとで
決まる各色の結像位置に合わせて、３色の画素列Ｂ、
Ｇ、Ｒの間隔は若干調整しておく。このときの、ｂ_S −
ｂ_L 間の画素感度重心の副走査方向の距離、ｂ_L −ｇ間
の画素感度重心の副走査方向の距離、及び、ｇ−ｒ間の
画素感度重心の副走査方向の距離は、厳密には以下の計
算により行う。

【００５２】 ｂ_S −ｂ_L 間の画素感度重心の距離・・・Ｐｂ_S −Ｐｂ
_S ｂ_L −ｇ 間の画素感度重心の距離・・・Ｐｂ_L −Ｐｇ ｇ −ｒ 間の画素感度重心の距離・・・Ｐｇ −Ｐｒ ただし、 Ｐｂ_S ＝｛∫ｄλ・Sep(λ)・Resb_S (λ) ｝／｛∫ｄλ
・Resb_S (λ) ｝ Ｐｂ_L ＝｛∫ｄλ・Sep(λ)・Resb_L (λ) ｝／｛∫ｄλ
・Resb_L (λ) ｝ Ｐｇ ＝｛∫ｄλ・Sep(λ)・Resg (λ) ｝／｛∫ｄλ・
Resg (λ) ｝ Ｐｒ ＝｛∫ｄλ・Sep(λ)・Resr (λ) ｝／｛∫ｄλ・
Resr (λ) ｝ ここで、 Sep(λ） ：色分散の効果による結像位置のズレ Resb_S (λ) ：ｂ_S の系全体の分光レスポンス特性 Resb_L (λ) ：ｂ_L の系全体の分光レスポンス特性 Resg (λ) ：ｇの系全体の分光レスポンス特性 Resr (λ) ：ｒの系全体の分光レスポンス特性。

【００５３】この計算に基づき、カラーレジストレーシ
ョンを完全に補正するための各色の画素列間、及び、各
々の分光特性を持つ分割された各領域間の間隔を厳密に
決定することができる。

【００５４】各色の画像信号の取り出し方法は、３色画
素列Ｒ、Ｇ、Ｂ間の間隔が走査ピッチよりも若干大きい
程度ならば、信号電荷を画素内転送により取り出す方式
を採用することで、可能となる。

【００５５】こうした構成でのセンサの作用を再び図４
を参照にして説明する。図４（ａ）は、ｂ_S の色フィル
タの部分に当たる光束が原稿Ｄ上のどの部分を出射した
かを示す図である。原稿面上４３０ｎｍ付近の波長の光
に相当する狭い範囲の光束のみがｂ_S の色フィルタを透
過して、センサ５のＢの画素列に入射する。一方、図４
（ｂ）に示すように、原稿面上４８０ｎｍ付近の波長の
光は、ｂ_L の色フィルタを透過して、センサ５の同じＢ
の画素列にに入射する。

【００５６】この関係を再び原稿Ｄ上の１ラインの情報
がセンサ５面のどこに結像するかを示したのが図５であ
る。原稿Ｄ上の同一ラインから出射した光束は、プリズ
ム６により色分散されて、ＣＣＤセンサ５面のオンチッ
プ色フィルタｒ、ｇ、ｂ_L 、ｂ_S に照射され、それぞれ
が対応する波長域の光を透過し、色フィルタｒを透過し
た成分は画素列Ｒにより、色フィルタｇを透過した成分
は画素列Ｇにより、色フィルタｂ_L 及びｂ_S を透過した
成分は画素列Ｂにより光電変換される。このことから、
ｂ_L に入射する４８０ｎｍの波長の光束と、ｂ_S に入射
する４３０ｎｍの波長の光束は、元々同じ原稿Ｄ面上の
点から発した光束であることが分かる。つまり、狭帯域
にしたことで、解像度の良くなったｂ_L に入射した結像
光束とｂ_S に入射した結像光束が、元々原稿上の同じ点
を発した光束ということになる。したがって、Ｂの画素
全体に入射した光情報は、原稿Ｄ面の同一点の情報をｂ
_Lとｂ_S の２つの分光レスポンスについて合計した光情
報全体となり、解像度が良く、しかも、読み取り波長域
がｂの波長範囲（図１５）全体にわたる光情報を得るこ
とができる。

【００５７】したがって、本実施例の効果として、 （１）３ラインセンサのカラーレジストレーションをプ
リズム６による色分散の効果により補正できる。

【００５８】（２）従来例２で問題だったＢ成分の解像
度劣化を解決できる。

【００５９】（３）従来例４で問題だった分光レスポン
スが狭帯域であるための色再現性の悪さを改善できる。

【００６０】（４）従来例３のようにセンサの画素列間
間隔を詰めなくとも、Ｂ成分の解像度を改善できるの
で、Ｒ、Ｇ成分の感度低下の心配もない。

【００６１】（５）Ｂ成分の副走査方向の画素サイズを
大きくすることと、オンチップフィルタの形成のみの変
更で、ラインセンサを比較的簡易に作成できる。

【００６２】等の効果が得られる。

【００６３】実施例２ 上記実施例１では、Ｂの画素を２つの領域に分割して２
種の色フィルタｂ_S 、ｂ_L を被せたが、これを３つ以上
の領域に分割して３種以上の色フィルタを被せてもよ
い。図１０にこの実施例を示す。同図（ａ）は色フィル
タを被せる前の感光画素列Ｂ、Ｇ、Ｒからなる３ライン
センサの平面図で、同図（ｂ）はオンチップ色フィルタ
を被せた後の平面図である。この場合、Ｂの画素列に図
８に分光レスポンスを示すような３種の色フィルタ
ｂ_S 、ｂ_C 、ｂ_L を被せている。実施例１のｂ_S 、ｂ_L
に加えて、従来例のｂの分光特性と同じｂ_C の３種類の
色フィルタを被せている。図１０に示すように、Ｂの画
素列の中央部材にｂ_C を配置することで、感度を確保す
ると共に、このｂ_C の幅の副走査方向の幅を狭くするこ
とで、解像度の低下を防いでいる。残りの部分に実施例
１のｂ_S 、ｂ_L を配置して、実施例１と同様の効果を果
たすことができる。これにより、実施例１に比べ、感度
アップを図ることができる。

【００６４】実施例３ 実施例１、２で、Ｂの画素の上に２種又は３種の色フィ
ルタを被せる場合、色フィルタを被せる位置と感光画素
部とのレジストレーションを厳密に行わないと、Ｂ成分
に関する分光レスポンスが１ライン中で変化したり、他
の２色成分との間の読み取りカラーレジストレーション
が１ライン中でずれたりする影響が発生する。しかし、
オンチップフィルタ形成の工程能力により、１〜２μｍ
程度のフィルタレジストレーションエラーが残る場合が
ある。

【００６５】この対策として、図１１に示すように、Ｂ
の画素列のほぼ中央部に、アルミ遮光膜による遮光部８
を形成しておき、この遮光部８上にｂ_L とｂ_S の境界を
設定してやれば、遮光部８の帯の幅の範囲でフィルタレ
ジストレーションエラーが発生しても、各画素の受光部
に入光する光信号に変化はなく、画素の読み取り特性に
は何ら影響を与えない。

【００６６】ここで、アルミ遮光部８は画素の受光部の
上に形成されているもので、感光画素の受光部自体は１
つに繋がっている。また、アルミ遮光膜８は半導体プロ
セスと同等の精度で作成されているので、オンチップフ
ィルタ作成のレジストレーションよりもレジストレーシ
ョン精度良く形成することができる。

【００６７】これにより、オンチップフィルタのレジス
トレーションに起因する、Ｂ成分の分光レスポンスが１
ライン中で変わったり、他の２色との間の読み取りカラ
ーレジストレーションが１ライン中でズレたりする影響
をなくすことができる。

【００６８】以上、実施例１〜３の説明では、Ｂ成分の
解像度改善のために、Ｂの画素内を２つ以上の分光特性
の領域に区切ってきたが、他の色の画素についても区切
ってもよい。例えば、Ｂの画素を３つの狭帯域な領域に
区切り、Ｇの画素を２つの狭帯域な領域に区切ることも
可能である。

【００６９】また、今までの説明は３ラインセンサに限
ってきたが、従来例３のように、赤外等の第４の分光特
性の画素列まで含めた４ラインセンサ以上まで拡張する
こともできることは明らかであろう。

【００７０】最後に、本発明の各実施例に共通する構成
について説明すると、本発明の各実施例に共通する構成
として、センサの１つの画素を２つ以上の分光感度特性
を持つエリアに区切ったことである。

【００７１】先に説明した従来例５（特開昭６０−１３
５９１９号）も、色分散プリズムにより色分散された各
波長成分に合わせて、受光器を設置する方式であるが、
オンチップフィルタを施しておらず、各受光器の分光感
度特性を異ならしめる手段をとってないことが本発明と
異なっている。

【００７２】本発明では、このオンチップフィルタの働
きが、解像度の向上に役立つ重要な役割を果たしてい
る。

【００７３】また、従来例５では、各受光器が各々異な
る波長の光を受光する役割を果たしているが、本発明で
は、１つの受光器（画素）にフィルタを２種類以上被せ
ることで、受光器内の場所によって分光特性を異ならし
め、２種以上の波長と結像位置が異なる位置の信号電荷
を画素内で合成している。

【００７４】これにより、従来例５のようにセンサ出力
の出力配線数を増やすことなく、センサ本体自体簡易な
構成で、本発明の読み取り装置を構成することができ
る。

【００７５】以上、本発明のカラー画像読み取り装置を
いくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明は
これら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のカラー画像読み取り装置によると、Ｂ等の短波長色成
分の副走査方向ＭＴＦを改善することができ、Ｒ、Ｇ成
分の感度アップを図ることができ、また、色再現性を向
上することができ、さらに、複雑なセンサ構造にする必
要がなく、センサ出力は従来と同様のセンサとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１のカラー画像読み取り装置
の光学系の基本構成を示す図。

【図２】 プリズムによる色分散の発生の様子を示す
図。

【図３】 原稿上での位置の異なる各波長の情報が１読
み取りラインに重畳する様子を示す図。

【図４】 原稿上での位置の異なる各波長の情報がＢの
読み取りラインに重畳する様子を示す図。

【図５】 原稿上の１ラインが色分散されて各読み取り
ラインに結像する様子を示す図。

【図６】 プリズムを構成する２種のガラスの屈折率波
長依存性を示す図。

【図７】 実施例１の各色フィルタの分光レスポンスを
示す図。

【図８】 実施例２の各色フィルタの分光レスポンスを
示す図。

【図９】 実施例１の色フィルタを被せる前と後の平面
図。

【図１０】 実施例２の色フィルタを被せる前と後の平
面図。

【図１１】 実施例３の色フィルタを被せる前と後の平
面図。

【図１２】 従来例１の構成を示す図。

【図１３】 従来例２のセンサの感光画素配列を示す
図。

【図１４】 従来例３でクロストークを防止する様子を
示す図。

【図１５】 従来例２、３の各色フィルタの分光レスポ
ンスを示す図。

【図１６】 従来例３のセンサの感光画素配列を示す
図。

【符号の説明】

１…原稿台ガラス、２…フルレートミラー、３…ハーフ
レートミラー、４…結像レンズ、５…３ラインセンサ
（ＣＣＤ）、６…プリズム、７…ランプ、８…遮光部、
３１、３２…ミラー、Ｄ…原稿、ｂ_S 、ｂ_C 、ｂ_L 、
ｇ、ｒ…オンチップ色フィルタ、Ｒ…赤色用画素、赤色
成分光、Ｇ…緑色用画素、緑色成分光、Ｂ…青色用画
素、青色成分光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主走査方向をラインイメージセンサの電
   気的走査により読み取り、副走査方向をラインイメージ
   センサへのカラー画像の結像位置を相対的に移動させる
   ことで読み取るカラー画像読み取り装置において、 ラインイメージセンサが３色以上の感光画素列を持つカ
   ラーラインイメージセンサからなり、この３色以上の感
   光画素列の中、少なくとも１色の感光画素列について、
   各画素を副走査方向に２種以上の異なる比較的狭帯域な
   分光感度特性を持つ領域に区切り、この画素列内の異な
   る分光感度特性を持つ領域、及び、それ以外の画素列
   が、副走査方向に、各々の分光感度特性が波長の順に並
   ぶように、順番に配置されており、 カラー画像から前記カラーラインイメージセンサまでの
   結像光路中に色分散手段が設けられ、この色分散手段の
   色収差の作用により、前記カラーラインイメージセンサ
   上のカラー画像の各波長成分の結像位置が副走査方向に
   異ならされることを特徴とするカラー画像読み取り装
   置。