JPS63177650A

JPS63177650A - 画像読取・記録装置

Info

Publication number: JPS63177650A
Application number: JP62009497A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Kawauchi; 川内　滋裕; Kiyoto Nagasawa; 長沢　清人; Haruhiko Fukuda; 福田　晴彦; Yoshinobu Kagami; 宜伸加賀美; Masafumi Kawachi; 雅史河内; Hiroshi Tomita; 富田　寛
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1987-01-19
Publication date: 1988-07-21

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】（発明の属する技術分野）本発明は、カラースキャナー、カラービデオカメラ等の
カラーイメージ読取り装置における、色収差の補正の技
術に関するものである。

（従来の技術）カラーの原稿等の色分解をする場合、例えば、Ｒ（赤）
、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の分光フィルタで分光を行い、画
像の色情報を読み取る方法が普通である。その際第１図
（ａ）に示した様に、Ｒ光（波長６００ｎｍ付近）、Ｇ
光（波長５３０ｎｍ付近）Ｂ光（波長４５　Ｏｎｍ付近
）とでは共役長ＴＣの値が夫々相違している。いわゆる
色収差である。

そのため画像読取りスキャナー等でカラー原稿を読取っ
た際、ある色はピントが合っていても、他の色はぼけて
しまう現象が発生する。

そのため、従来は色収差の少ないレンズを設計する様に
していた。しかし、どんなに良いレンズでも色収差を０
にすることは不可能に近い。またその様なレンズの設計
には自由度がなく、レンズ構成や精度が厳しくなって、
コストが高くなったり、小型化やレンズの明るさくＦ値
）等に制約があった。そのため、通常、レンズの色収差
が発生する。

この解決方法として、各色での倍率を合せることを中心
にして、レンズ位置、センサー位置等を調整しており、
解像力（ピント）の低下をまねいていた。又、Ｒ，Ｇ、
Ｂの各色で、倍率と解像力の両方を合わせるためには、
各色ごとに、センサ位置、レンズ位置、ミラー位置等を
切り換えねばならず、非常に複雑な機構を必要とした。

（発明の目的）上記の従来技術の欠点に鑑み、本発明は、簡単な機構に
より、各分光フィルタの像が各色間で、倍率のずれがな
く、しかも解像力（ピント）も良いカラーイメージの読
取・記録装置を提供することを目的としている。

（発明の構成）本発明は上記の目的を達成させるため、分光フィルタで
色分解を行い、光学系を介して結像面に画像情報を読取
りまたは記録する光学装置において、前記分光フィルタ
を各分光色に応じて光路長を異にする手段により構成し
、結像面での色収差を補正することを特徴とするもので
ある。

以下、本発明の実施例について説明をする。

第１図（ａ）は、本発明の原理図を示したものである。

原稿面１からの反射光が、光学系２を通過し、結像面３
に結像する。そして光学系２と結像面３の間には分光フ
ィルタ４があり、このフィルタの厚みはＲ，Ｇ、Ｂで異
なっている。

一般に第９図（ａ）の光路中にフィルタ等の平行平板４
を、第９図（ｂｌに示すように光路中に挿入すると、次
式のｂｌだけ結像位置即ち、光路長が変わる。

ここで、ｔ：フィルタの厚さ、ｎ：フィルタの屈折率　　とすると Δ１＝ｔ　　（１−１／ｎ）・・・・・・・・・・・・
（１）即ち、厚さｔのフィルタ４を光学系２と結像面３
の間に挿入することにより、結像部までの距離はｂｌだ
け遠くになる。

これより各色の共役長の補正量に応じて、フィルタ厚さ
ｔを設定してやれば、結像位置は各色に対して同一にす
る事ができる。この場合、光路長を変更するために、分
光フィルタの厚さを変更する以外に、分光フィルタ厚は
同一にして、他の透明な平行平板を挿入し、その板厚を
補正量に応じて設定することにより光路長を変更するこ
とも可能である。又、Δ２の値を変更すればよいのであ
るから、（１１式において、分光フィルタ又は透明な平
行平板の材質を換えて屈折率ｎを変えることにより、ま
たは板厚ｔと屈折率ｎを組合せることにより所望の光路
長の補正を行うこともできる。

次に原稿面１から光学系２の間において、ここにも各分
光フィルタごとに厚さの異なる透明性の良い平行平板と
しての補正板５を設ければ、光路長が変わり、同様に原
稿からレンズまでの距離を、各分光フィルタで補正した
と同じ距離にすることができる。この補正板５は、分光
フィルタでもよいが、その必要はなく、透明な平行平板
で充分である。また赤外カットフィルタ等の別の分光を
行ってもよい。一般に、フィルタに用いる材質は、空気
に対する屈折率が１以上なので、厚さはＲ≦Ｇ≦Ｂにな
る。この様にする事により、各分光フィルタに対して、
ピント及び倍率の合った光学装置を得ることができる。

第２図は、第１図における補正板５がない場合の実施例
である。今原稿面が同一ならば、各分光フィルタでのピ
ントが合った位置は、第２図（ａ）のようにずれる。ま
たその際倍率も各色でちがってくる。これを第２図（ｂ
）のように各分光フィルタの厚さを変えて補正すると、
ピントがあった位置を同一にすることができる。しかし
原稿面ｌから光学系２までの距離が補正されていないの
で、倍率が各色で異なる。この倍率の相違は、電気信号
処理を行って補間したり、間引いたりすることで補正で
きるので、デジタル読取り装置の場合は、補正板なしで
も本発明の効果は充分得られる。

次に、他の実施例について説明する。第３図から第７図
は、本発明の他の実施例を示したものである。

第３図（ａ）は、デジタル画像読取りスキャナーの概略
図である。コンタクトガラス６上に原稿がセットされ、
これを照明装置７で照明し、第１．第２、第３ミラー８
，９．１０と光学系２を経て、イメージセンサ１１に結
像されるようになっている。また各色に応じて厚みを異
にする分光フィルタ４、補正板５は、図のように第３ミ
ラーｌＯと光学系２の間、光学系２とイメージセンサ１
１との間に設けられる。まずＲ光を読取る時には、分光
フィルタ４、補正板５の１段目を用いて光を分光し、Ｇ
光の時には２段目、Ｂ光の時は３段目を用いて分光を行
なう。これによりコンタクトガラス■上の原稿は、各色
ともピント、倍率の等しい画像がイメージセンサ１１上
に結像されることになり、従来から問題になっていた色
によるピントずれ（ぼけ）を防ぐことができる。

第３図（ｂ）は、光学系にセルホックレンズアレイ１２
（日本板硝子製）を用いた場合の実施例である。セルホ
ックレンズアレイ１２は、焦点深度が浅いので、少しの
ずれでぼけが発生することから、本発明の効果は顕著で
ある。又、このセルホックレンズアレイ１２は共役長Ｔ
Ｃが短かいので、本発明のフィルタや補正板が挿入でき
なくなる場合がある。これらの対策として、式（１）を
満足することを条件に、屈折率の大きい材料を用いて、
その厚さを小さくすることによって分光フィルタ、補正
板の挿入を可能とする。

第４図は、アナログカラー複写機に本発明を用いた実施
例である。コンタクトガラス６上の原稿は、第１〜第３
ミラー８，９，１０及び光学系２を経て感光体１４上に
結像される。厚さの異る分光フィルタ４及び補正板５は
夫々、軸４ａ　、　５ａを中心に回転式になっており、
第３ミラー１０と光学系２の間、反射ミラー１３と感光
体１４の間に設けられる。この様にして順次感光体１４
上に形成された静電潜像は、各色の現像部１５で現像さ
れる。

第５図は、第３図（ａ）の実施例において補正板５を使
用しない場合の実施例である。前述の様にデジタル読取
装置の場合は、補正板なしでも、本発明の効果は充分得
られる。

第６図は、変倍機構を有する場合の実施例である。例え
ば変倍率が１００％、７５％、５０％となった時に、レ
ンズ２からコンタクトガラス面６までの距離、レンズ２
からイメージセンサ１１あるいは感光体までの距離がそ
れぞれ異なるので、その距離に応じて、分光フィルタ４
、補正板５の厚さを変えなければならない。そのため第
６図に示す様に、Ｒ，Ｇ、Ｈのフィルタが３組み、補正
板が３組み設けてあり、各倍率に応じて使い分けるよう
になっている。

第７図（ａ）　、　（ｂ）は、イメージセンサ自体に分
光フィルタを有する場合の実施例である。基板１６にセ
ンサ１７が固定され、防塵ガラス１８により保護されて
いる。センサ１７にはＲ，Ｇ、Ｂに対応した分光フィル
タ１９が第７図［ｂ）のように交互に取付けられている
。この分光フィルタ１９の厚さを各Ｒ，Ｇ、　Ｈに応じ
て変えることにより光路長が変わり、本発明の効果を得
ることができる。

次に、本発明の具体的実施をした実例について第８図・
第１０図（ａｌ　、　（ｂ）に基づいて説明する。

第８図は、光学系に用いたセルホックレンズアレイ　（
日本板硝子−）の色収差、即ち光の波長と共役長ＴＣの
関係を示すグラフである。ＴＣ５４のレンズを用いた場
合、各色での共役長ＴＣは次の通りである。

Ｂ光（青）４５０ｎｍ：共役長５３．３　ｔ＊Ｇ光（緑
）５５０ｎｍ：共役長５４．５　ｔｍＲ光（赤）６５０
ｎｍ：共役長５５．４　ａｍこれと式（１１を用いて、
補正を行うと、各分光フィルタ■と補正板■の厚さはＢフィルタ：　３．８１削Ｇフィルタ：２．５ｍＲフイルり：０．７５１箇となる。但し分光フィルタ、補正板の屈折率としてｎ＝
１．５２のガラス材を用い、第１０図（ａｌの様に光学
系の両側にフィルタと補正板を入れてＢ。

Ｇ、Ｒの各共役長をほぼ同一に補正している。

第１０図（ｂｌの様にレンズの片側だけで補正してほぼ
同一の共役長をうる場合は、上記の２倍の厚さのフィル
タが必要となるＢフィルタニア、６３鶴Ｇフィルタ：５．０　　鶴Ｒフイルり：１．５０１厘上記の例はフィルタと補正板の厚さの一例であり、屈折
率ｎと厚さｔの組合せにより任意に選ぶことができる。

このことは、厚さだけで補正しようとすると、厚さが大
きくなってスペース的に問題となる場合の対策に特に有
効である。

（発明の効果）本発明により、分光フィルタで色分解した場合各色によ
って倍率を狂わせることなく、解像力を最高にすること
ができる。したがって、解像力、階調性、色再現性、倍
率誤差の秀れた画像読取りができる。又光路長を変更す
る平行平板を、分光フィルタと兼用するということで、
簡単な機構にできる。更に、レンズの色収差を充分に補
正できるので、レンズの選択に係わる種々の制約がなく
なり、コスト引下げにもつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は、波長の相違に基づく共役
長の相違を示す概略図と本発明の実施例の概略図、第２
図（ａ）　、　（ｂ）は、補正板を用いない本発明の実
施例の概略図、第３図（ａ）　、　（ｂ）は、夫々本発明をデジタル画
像読取りスキャナに応用した実施例の概略図、第４図は
、本発明をアナログカラー複写機に適用した実施例の概
略図、第５図は、本発明をデジタル画像読取りスキャナに適用
した他の実施例の概略図、第６図は、本発明を変倍装置に適用した実施例の概略図
、第７図（ａ）　、　（ｂ）は、イメージセンサ自体に分
光フィルタを設けた場合の側面図、正面図、第８図は、
セルホックレンズの共役長（ＴＣ）−波長の関係を示す
グラフ、第９図（ａ）（ｂ）　、第１０図（ａ）　（ｂ）は、夫
々平行平板を挿入した際の光路長変更を示す概略図であ
る。１・・・原稿、２・・・光学系、３・・・結像面、４・
・・分光フィルタ、５・・・補正板。（ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第１図（ａ）　　　　　　（ｂ）第２図第４因第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分光フィルタで色分解を行ない、光学系を介して
結像面に画像情報を読取りまたは記録する光学装置にお
いて、前記分光フィルタを各分光色に応じて光路長を異
にする手段により構成し、結像面での色収差を補正する
ことを特徴とする画像読取・記録装置。
（２）結像面側に設けた分光フィルタに対し、原稿面側
に各分光色に応じて光路長を異にする透明平行平板を設
けた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・記録装置。
（３）前記光路長を異にする手段として、波長の大小に
より厚みを変更することを特徴とする特許請求の範囲第
１項、第２項記載の画像読取・記録装置。
（４）前記光路長を異にする手段として、波長の大小に
より屈折率を異にする手段を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第１項、第２項記載の画像読取・記録装置
。
（５）透明平行平板を赤外カットフィルタとすることを
特徴とする第２項記載の画像読取・記録装置。
（６）光路長を異にする分光フィルタ、透明平行平板を
変倍段階に応じた数だけ設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の画像読取・記録装置。