JPS58182365A - カラ−画像の読取り方法 - 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】 本発明は、原画像をイメージセンサにより読取る方法で
あり、特に、色情報を有する画像をイメージセンサによ
り正確に読取るカラー画像の読取り方法に関するもので
ある。

従来、ファクシミリ等においてカラー原稿を読取る場合
には、３個のイメージセンサを使用して、画像光をハー
フミラ−等により３方向に分割し、それぞれの光束を赤
、緑、青のフィルタを通してイメージセンサ上に結像さ
せることが試みられている。また、カラーテレビ等にお
いても、同様にして３木の撮像管を用いて各色を別個に
読取ることが行われている。

このような方式では、３個のイメージセンサの相対的位
置を正確に合致させる必要があり、３個のイメージセン
サの位置が多少とも偏位している場合は色ずれを生じ、
得られた電気信号を合成した画像は非常に見苦しいもの
となる。従ってこのような方式は、読取りに高解像度が
要求される場合には殆ど実用に耐えないものである。

カラー画像を読取る別の方法として、第１図に示すよう
に１個のイメージセンサ１の表面に色分解フィルタ２を
設ける場合があり、比較的小型のカラーテレビカメラ等
に多用されている。これは１ｆｌｌのイメージセンサ１
の直前に、隣接した個々の絵素に対応して赤、緑、青の
３色のフィルタ２を設けて、カラー原稿３の画像をレン
ズ４を介してイメージセンサ１に結像させ、イメージセ
ンサ１のそれぞれの絵素からの出力信号により赤、緑、
青の画像光に対応した電気信号を得るものである。この
方式はイメージセンサ１と色分解フィルタ２の位置を正
確に合致させる必要があるが、一旦正確に合わせておけ
ば狂いは少なく、かつ他に調整を必要としないという利
点を有している。

しかルながらこの方式においても、本質的に赤、緑、青
の３色の絵素の位置が異なるので色ずれを伴なうことは
避けられず、例えば１７２８個の絵素の一次元ＣＯＤイ
メージセンサｌを用いる場合には、第１図に示すように
赤、緑、青の３色のフィルタ２を各絵素に対応して順次
に配列すると、各色の絵素数はそれぞれ５７６絵素とな
る。

これにより１例えば２１０ｍｍ幅の原稿を読取るとする
と、ｌ絵素当りの幅は０．３６ｍｍとなる。ところが、
このときの赤、緑、青の３色の読取り位置は、それぞれ
０．１２ｍｍずつ相互にずれており、３色の信号をコン
ピュータ等に入力して、論理演算する場合等には特に重
大な欠点となる０例えば、原画像の白地部と黒地部から
成るエツジの部分を読んだときに、赤の絵素と緑の絵素
は白地部を読取り、青の絵素が黒地部を読んだとすれば
、原画像には黄色の部分は全く無いにも拘らず、これら
を合成した部分は黄色として演算される。このように原
画像を色分解して読取る場合には、色ずれが存在すると
、原画像には全く存在しない色があたかも存在するかの
ように判定されて・しまうことがある。

近年、カラー原画像をイメージセンサで読取り、これを
コンピュータに入力してパターン認識を行ったり、或い
はコンピュータによる論理演算により多色に色分解して
カラー印刷用原版を作成したり、更には多色のプリント
が可能なレーザーど−ムプリンタ等によりハードコピー
を得る等々の試みが盛んになされているが、これらの分
野に適用する画像読取り装置においては、前述の色ずれ
を可能な限り小さくすることが特に重要である。

本発明の目的は、前述のような従来のカラー画像読取り
方法の欠点を解消し、カラー原画像の読取りに際して、
色ずれを殆ど無くするカラー画像の読取り方法を提供す
ることにあり、その要旨は、１個の色画像点の色をイメ
ージセンサの複数個の絵素の出力を合成して再生する場
合において、イメージセンサの各絵素に対応してイメー
ジセンサの前面に複数色の色選択特性を有する色分解フ
ィルタを配置し１画像光を結像する光路中に、光の波長
に応じて屈折率の異なる光分散用透明体を設けて、前記
色分解フィルタのピッチにほぼ等しい大きさの色収差を
与え、各色分解フィルタには対応する色の画像光を入射
し、各絵素の光量を基に色を再生することを特徴とする
方法である。

本発明の方法を１！８２図以下に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。

第２図、第３図は本発明に係るカラー画像の読取り方法
の第１の実施例の引回である。これらの図面に示すよう
に、カラー原稿３の読取り位置より発せられた色情報を
含む画像光りをレンズ４を通し、光分散板５を通過させ
てイメージセンサｌ上に結像する。光分散板５は色分散
の大きい例えば光学ガラス板であり、光軸０に対して斜
設しイメージセンサ１のライン方向と所定の角度となる
ように配置する。レンズ４を通った画像光りは光分散板
５により含有する波長に応じて光路が変えられ、イメー
ジセンサ１の個々の絵素６ごとに設けられた色分解フィ
ルタ２を介して、イメージセンサ１上に結像されること
になる。ここで、赤、緑、青の３色の中心波長の屈折率
の違いによる結像点のずれの大きさが、色分解フィルタ
２の３色の位置の差とほぼ一致するように光分散板５の
厚み及び角度を設定しておけば、イメージセンサ１の隣
接ルた３つの絵素６ｒ、６ｇ、６ｂが、それぞれ原稿３
上の同一点に対応した赤、緑、青の光を読取り、電気信
号に変換するようになっている。

更に詳しく説明すれば、イメージセンサ１の個々の絵素
６ごとに、その表面には透過光を選択する色分解フィル
タ２を接着する。即ち、赤に相当する出力を発する絵素
６ｒには赤のフィルタ２ｒを、緑に相当する絵素６ｇに
は緑のフィルタ２ｇを、また青に相当する絵素６ｂには
青のフィルタ２ｂをＭ１５して設ける。従って、イメー
ジセンサ１のライン方向と対応する原稿３上の成る線３
ａの１つの点からの画像光Ｌ１は、レンズ４を介して光
分散板５に入射し、この光分散板５で波長の順序に従っ
て屈折角が変えられ、赤色光を中心とする画像光Ｌｒｌ
はフィルタ２ｒｌに、緑色光を中心とする画像光Ｌｇ＋
はフィルタ２ｇ＋に、青色光を中心とする画像光Ｌｂ、
はフィルタ２ｂ、にそれぞれ入射することになる。そし
て、それぞれのフィルタ２ｒｌ　、　２ｇ１　、２ｂＩ
を透過した光は、それぞれ絵素８ｒｌ、　８ｇ＋　、　
８Ｊに入射し電気信号に変換される。これらの絵素８ｒ
ｌ　、　８ｇ、　、　１３ｂ１から得られた電気信号を
１組として、電気的に合成し点画像として色を再生する
。また、線３ａ上の別の点から発した画像光Ｌ２も同様
にして光分散板５で波長ごとに分散され、画像光Ｌｒ２
　、　Ｌｇｚ　、　Ｌｂ２としてフィルタ２、イメージ
センサ１に入射し点画像として再生することになる。し
かし、画像光り、とＬ２とがそれぞれ発せられた点の中
間の点から発した画像光Ｌ３についても、光分散板５で
分散されることにになるが、第３図からも明らかなよう
に、赤色光を中心とする光Ｌｒ３は緑色光を選択するフ
ィルタ２ｇ２に入射することになり、このフィルタ２１
は殆ど透過しないことになる。同様にして、緑色光及び
青色光を中心とする画像光Ｌｇ３、Ｌｂ３もそれぞれフ
ィルタ２’ｂ２　、２ｒｌに入射するので、これらを透
過することはなく絵素６ｂ２　、６ｒｌからこの画像光
Ｌ３に基づく出力は得られず、像として再生されること
はない。更に原稿３は矢印Ａの方向に送られ、二次元的
にカラー像として再生されることになる。

次に、前記実施例を具体的な数値例に基づいて説明する
。イメージセンサｌとしては重版の絵素数１７２８個、
絵素６のピッチが１３ｇｍのものを使用し、各絵素６ご
とに赤、緑、青の色分解フィルタ２ｒ、２ｇ、２ｂを交
互に配列する。光分散板５としては、波長８５８ｎｍの
赤色光に対して屈折率ｎｒ＝１．７９６０９、波長５４
６ｎｍの緑色光に対して屈折率ｎｇ＝１．８１２６５、
波長４８６ｎｆ＋の青色光に対して屈折率ｎｂ＝　１　
、８２７７５の特性を有する光学ガラス板を使用してい
る。

ここで第３図に示すように、光分散板５の面に対する垂
線と光軸０とのなす角度、即ち光分散板５の傾き角をθ
、光分散板５の厚みをｄ、生ずる色ずれの大きさをＸ、
２つの波長も光に対する光分散板５の屈折率をｎａ、　
ｎｂ、これらの光に対する屈折角をθａ、θｂとすると
、次の関係が成立する。

ｄ　　（ｔａｎθａ　　−ｔａｎθｂ　）　　ｅ　　ｃ
ｏｓθ＝Ｘｓｉｎθ＝　ｎａ　６　５ｉｎｏａ ＝　ｎｂ　＊　　ｓｉｎθｂ 従って、これらの式を用いて波長４８６ｎｍの青色光Ｌ
ｂと６５６ｎｍの赤色光Ｌｒとの間で２個の絵素分２６
ｇｍの色ずれが生ずるようにθ及びｄを定めればよい０
例えば、光分散板５の傾き角をθ；３０′に選択すると
、光分散板５の厚みｄはｄ＝５．５３ｍｍとなる０、こ
のとき、波長５４６ｎｍの緑色光Ｌｇの結像位置は、４
８６ｎｍの青色光Ｌｂの結像位置から１２．３ｐｍ隔た
ることになり、赤、緑、青の３色の画像光Ｌｒ、　Ｌｇ
、　Ｌｂの結像位置を略１３ｐｍのピッチで異ならせる
ことができる。

第４図は他の実施例であり、この場合は画像光りを分散
する平板の光分散板５の代りにプリズム７を使用すると
共に、プリズム７の前後に第１にレンズ８と第２のレン
ズ９とを配置し、第１のレンズ８は原稿３にその焦点を
設定する。従って、第１のレンズ８を通過した画像光り
は平行光となり、プリズム７によって波長に応じて屈折
角を変え、第２のレンズ９を介してイメージセンサ１上
に結像させる。この実施例においてもその作用効果は先
の実施例と全く同様である。

前述の再実施例においては、−次元のイメージセンサ１
を用いる方法について説明したが、二次元イメージセン
サを用いれば原画像とイメージセンサとを相対的に移動
することなく全画面の読取りが可能となる。この場合に
、二次元イメージセンサに使用する色分解フィルタのパ
ターンとして最も簡単なものは、イメージセンサのライ
ン方向に配列したストライプ状のパターンである。即ち
、一方向に赤、緑、青の３色のストライプ状のフィルタ
を絵素のピッチに一致させて設ければよい。更に、この
場合の光の波長に応じて屈折率の異なる光分散用透明体
は、図示の実施例と同様に色分解フィルタのストライプ
の方向に屈折するように配置する。二次元イメージセン
サに用いる色分解フィルタの形状としては、前述のスト
ライプ状パターンの他に、市松模様のパターン等が知ら
れているが、ストライプ状のパターン以外のパターンで
あっても、各色が波長の順序に従って一方向に繰り返し
て並列されたものであれば、任意のパターンが適用し得
る。

本発明の方法に使用し得るイメージセンサとしては、Ｃ
ＣＤ、ＭＯＳ等の固体イメージセンサの他に撮像管等も
適用可能であり、その他にも各種の一次元イメージセン
サ又は二次元イメージセンサが使用可能である。イメー
ジセンサから出力される画像信号は、コンピュータ等に
入力して、画像パターン認識等に用いることもできるし
、また周知のカラー画像信号処理回路等により処理して
ディスプレイ装置等により画像再生することも有効であ
る。更には、本発明に用いる光の波長に応じて屈折率の
異なる光分散用透明体は、各種の光学ガラス、或いはア
クリルの合成樹脂等の材料が使用し得る。

また前述の実施例では、赤、緑、青の３色に分解して読
取る場合について説明したが、青に代えてシアン、赤に
代えてマセンダ等の他の色のフィルタを用いても同様に
色を再生できる。更には、２色のみで再生できる色画像
の場合には、敢えて３色に分解することなく、２色のみ
の色分解フィルタを用いて何ら支障はない。

以上説明したように本発明に係るカラー画像の読取り方
法によれば、原画像の読取りに咋して１個のイメージセ
ンサにより色ずれを実用上皆無としてカラー画像を読取
り、再生することができる。また、従来の複数のイメー
ジセンサを用いた読取り方式のような微妙な色調整を必
要としない等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の読取り方法の説明図、第２図以下は本発
明に係るカラー画像の読取り方法の実施例を示すもので
あり、第２図、第３図は第１の実施例の説明図、第４図
は第２の実施例の説明図である。 符号１はイメージセンサ、２は色分解フィルタ、３はカ
ラー原稿、４．７．８はレンズ、５は光分散板、６は絵
素、７はプリズム、Ｌは画像光である。 特許出願人　　　キャノン株式会社 １１１図 箇３図 １１４図 す 〜／′ ３１９− ２２ セ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１個の色画像点の色をイメージセンサの複数個の絵
   素の出力を合成して再生する場合において、イメージセ
   ンサの各絵素に対応してイメージセンサの前面に複数色
   の色選択特性を有する色分解フィルタを配置し、画像光
   を結像する光路中に、光の波長に応じて屈折率の異なる
   光分散用透明体を設けて、前記色分解フィルタのピッチ
   にほぼ等しい大きさの色収差を与え、各色分解フィルタ
   には対応する色の画像光を入射し、各絵素の光量を基に
   色を再生することを特徴とするカラー画像の読取り方法
   。 ２、前記色分解フィルタに対応した複数個の絵素の組を
   、イメージセンサ上のライン方向に繰り返して形成し、
   色画像を一次元的に再生する特許請求の範囲第１項記載
   のカラー画像の読取り方法。 ３、前記ストライプ状のイメージセンサを複数列並設し
   て、色画像を二次元的に再生する特許請求の範囲第２項
   記載のカラー画像の読取り方法。 ４、前記光分散用透明体は光学的平廼・と′し、イメー
   ジセンサのライン方向に対し所定の角度を与えるように
   した特許請求の範囲第１項記載のカラー画像の読取り方
   法。 ５、前記光分散用透明体はプリズムとして色収差を与え
   るようにした特許請求の範囲第１項記載のカラー画像の
   読取り方法。