JPH0556219A - カラー画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学系と信号処理回路を簡略化する。 【構成】 カラーイメージセンサ２０は、共に主走査方
向に延びた２つのセンサ２１、２２を有し、一方のセン
サ２１には、白黒情報を読み取るようにカラーフィルタ
は配置されていない。他方のセンサ２２には、赤（Ｒ）
のフィルタが配置され、センサ２２は赤情報を消去した
色情報を読み取る。カラーイメージセンサ２０が原稿の
同一の画素を読み取る場合、白黒のセンサ２１の出力レ
ベルが白レベルより小さく、赤のセンサ２２の出力レベ
ルが白レベルと同等の場合、その画素は赤に近いと判別
することができる。また、赤のセンサ２２が白黒のセン
サ２１の１／２の解像度で読み取るように構成されて赤
の出力レベルを高くすることができ、また、フィルタの
透過率を選択することにより、基準の白色に対して赤の
出力レベルと白黒の出力レベルを等しくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機等に用い
られるカラー画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のプリズム方式のカラー画像
読取装置の光学系である。この装置はテレビカメラに用
いられるもので、レンズ９の後方側にプリズム１０が配
置されている。プリズム１０は複数のプリズムを接合し
て接合面がダイクロイックミラーで構成されている。こ
の種のプリズム１０では、例えば第１の接合面において
Ｂ（青）成分を反射して残りの成分を透過させ、第２の
接合面においてＲ（赤）成分を反射して残りのＧ（緑）
成分を透過させ、これらＢ，Ｒ成分の反射光とＧ成分の
透過光をそれぞれセンサ１１Ｂ，１１Ｒ，１１Ｇにより
読み取る。尚、この方式では、図７から容易に理解でき
るように、ランプ８からレンズ９までは１つの光軸であ
るが、その後が３つの光軸に分かれているので、各色の
読取ラインを原稿上で同一ラインに設定するための調整
機構が必要になる。

【０００３】図８は他の従来の等倍カラーセンサ方式の
カラー画像読取装置である。この装置はイメージセンサ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが主走査方向
と副走査方向にセグメント化され、イメージセンサ１２
ａ〜１２ｅ上のフィルタのみにより色分解するように構
成されている。イメージセンサ１２ａ〜１２ｅ上には、
センサ１２ａ〜１２ｅの各画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの各フィ
ルタが順次コーティングされ、このフィルタを介して原
稿の各色成分を読み取る。この装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの
１組で１画素とみなすので、厳密には各色の読取位置が
異なる。また、各色がドット単位で並んでいるので、信
号処理回路によりＲ，Ｇ，Ｂの各データを分離する必要
があるが、サンプルホールドのタイミングによっては各
色の間のクロストークが発生しやすい。

【０００４】最近では、図９に示すように、各色の読取
ラインが独立した３ライン方式のＣＣＤセンサ１３が発
表されている。この方式では、ドット順次方式と同様の
オンチップのフィルタにより色分解されるが、Ｒ、Ｇ、
Ｂの読取位置がライン方向に一定量ずれており、補正が
必要になる。したがって、図８及び図９に示すカラーセ
ンサ方式では、光学系は、モノクロの場合と同一の構成
であり、センサにより色分解するので構成が簡単である
が、信号処理が複雑になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すプリズム方
式のカラー画像読取装置では、前述のようにランプ８か
らレンズ９までは１つの光軸であるが、その後が３つの
光軸に分かれているので、各色の読取ラインを原稿上で
同一ラインに設定するための調整機構が必要になる。こ
のため、１ライン化する機構が複雑になり、高価、大型
化するという問題がある。図８に示す等倍カラーセンサ
方式では、原稿画像の１ラインを主走査方向と副走査方
向に分割して読み取るので、１ライン化するための信号
処理回路が複雑になり、また、各セグメントのチップの
特性が異なるので、読み取った色が微妙に異なるという
問題がある。

【０００６】他方、図９に示す３ライン方式のＣＣＤセ
ンサでは、上記問題点を解決することができるが、各色
の読取ラインが離間しているので、大容量のラインバッ
ファにより読取ラインのずれを補正する回路が必要にな
る。更に、上記いずれのカラー画像読取装置においても
同様に、３色又はフルカラーを読み取る場合には、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３系統の信号処理回路が必要になり、回路構成
が複雑化し、高価なものになるという問題点がある。

【０００７】ここで、カラー原稿を読み取るというニー
ズの中で、フルカラーの読み取りが必ずしも要求され
ず、特定の２色又は３色を識別して読み取ることができ
れば十分であることが多い。例えば、オフィス等で原稿
を読み取る場合、白黒の原稿上の赤画像のみを識別して
読み取ることが行われている。しかしながら、フルカラ
ー複写機では、このような場合にも３原色に分解して３
系統の同等の回路により処理するので回路構成が無駄に
なり、また、所定の色のみを複写する装置においてもそ
の色用の同等の処理回路が必要になる。例えば白黒の原
稿上の赤画像のみを複写する場合には、２系統の同等の
処理回路が必要になる。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、光学系
と信号処理回路を簡略化することができるカラー画像読
取装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の手段は、分光特性
と解像度が共に異なる第１、第２のラインイメージセン
サと、前記第１、第２のラインイメージセンサにより読
み取られた各色のアナログ信号を処理する第１、第２の
回路と、前記第１、第２の回路により処理された解像度
の低い方の信号の解像度を補間する補間回路とを備えた
ことを特徴とする。

【００１０】第２の手段は、第１の手段の第１、第２の
ラインイメージセンサが、解像度の低い方が先に読み取
るように配置され、この解像度の低い方のイメージセン
サにより読み取られた信号を後に読み取られた信号に同
期するように遅延する遅延手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１１】第３の手段は、第１のラインイメージセン
サと、前記第１のラインイメージセンサと解像度が同一
であって分光特性が異なり、前記第１のラインイメージ
センサより先に読み取る第２のラインイメージセンサ
と、前記第１、第２のラインイメージセンサにより読み
取られた信号それぞれを処理する第１、第２の回路と、
前記第２の回路により処理された信号の解像度を低下さ
せる解像度低下回路と、前記解像度低下回路により処理
された信号を前記第１の回路により処理された信号に同
期するように遅延する遅延手段と、前記遅延手段により
遅延された信号の解像度を補間する補間回路とを備えた
ことを特徴とする。

【００１２】第４の手段は、第１、第３の手段の第１の
イメージセンサが、波長選択性がない分光感度を有し、
第２のイメージセンサが特定の波長域に分光感度を有す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】第１の手段では、第１、第２のラインイメージ
センサにより２色が読み取られるので、光学系を簡略化
することができ、また、解像度が低いほうの信号を処理
する回路の周波数特性を低く構成することができる。

【００１４】第２の手段では、２系統の回路により処理
する場合に、第１、第２のラインイメージセンサの読み
取り時間差を補正することができ、また、解像度が低い
ほうを遅延する。

【００１５】第３の手段では、第１、第２のラインイメ
ージセンサにより２色が読み取られ、また、第２の回路
により処理された信号の解像度を低下させ、これにより
遅延手段の容量を減少させることができる。

【００１６】第４の手段では、第１のイメージセンサが
波長選択性がない分光感度を有するので、輝度情報を得
ることができ、第２のイメージセンサが特定の波長域に
分光感度を有するので、特定の波長域の色信号を得るこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係るカラー画像読取装置の一実施
例におけるカラーイメージセンサを示す説明図、図２は
図１のカラーイメージセンサにより読み取られた信号の
処理回路を示すブロック図、図３は図１のカラーイメー
ジセンサの読取信号を示す波形図、図４は図２のアナロ
グ信号処理回路の詳細な構成を示す回路図である。

【００１８】図１において、このカラーイメージセンサ
２０は、共に主走査方向に延び、副走査方向にライン数
Ｌの分だけ離間した２つのセンサ２１、２２を有し、一
方のセンサ２１には、白黒情報を読み取るようにカラー
フィルタは配置されていない。他方のセンサ２２には赤
（Ｒ）のフィルタが配置され、したがって、センサ２２
は、赤情報を消去した色情報を読み取る。尚、図１で
は、信号を外部に取り出すための転送電極やシフトレジ
スタは、公知であるので図示省略されている。

【００１９】すなわち、このようなカラーイメージセン
サ２０が原稿の同一の画素を読み取る場合、白黒のセン
サ２１の出力レベルが白レベルより小さく、赤のセンサ
２２の出力レベルが白レベルと同等の場合、その画素は
赤に近いと判別することができる。

【００２０】そして、このイメージセンサ２０では、赤
のセンサ２２が白黒のセンサ２１の１／２の解像度で読
み取るように構成されている。したがって、赤のセンサ
２２の赤情報に対する読取解像度がモノクロ情報に対す
る場合より１／２になるが、赤の出力レベルＶ_R を高く
し、フィルタの透過率を選択することにより、基準の白
色に対して赤の出力レベルＶ_R と白黒の出力レベルＶ_W
を等しくすることができる。

【００２１】このイメージセンサ２０により原稿画像を
読み取る場合、図１に示すように赤のセンサ２１がライ
ン数Ｌの分だけ先に読み取った後、白黒のセンサ２１が
後に読み取るように配置される。尚、主走査方向の読み
取り方向は通常、原稿の左から右に向かって読み取る
が、この場合には、レジスタが副走査方向と対応するよ
うに構成される。

【００２２】次に、図２〜図４を参照して上記カラーイ
メージセンサ２０により読み取られた信号の処理回路を
説明する。図２の上段に示すように、センサ２１により
読み取られた白黒成分の信号Ｖ_W は、アナログ信号処理
回路２３Ｗにより後述するように処理されて信号Ｗ_out
として出力される。

【００２３】他方、図２の下段に示すように、センサ２
２により読み取られた信号Ｖ_R は、アナログ信号処理回
路２３Ｒにより後述するように処理され、次いで、白黒
のセンサ２１より先に読み取られた時間の分だけ遅延バ
ッファ２４により遅延され、次いで、この出力信号Ｒ
_out は、読み取り解像度が白黒のセンサ２１より低い分
だけ補間回路２５により補間され、信号Ｒ_out Ｄとして
出力される。補間回路２４は、主走査方向に連続した２
つの画素のレベルの平均値を求めてその中間の画素を生
成することにより、解像度を見かけ上２倍にして白黒の
センサ２１の解像度に一致させることができる。尚、赤
の出力信号Ｒ_out Ｄは、この補間処理によりＭＴＦが若
干低下するが、輝度情報である白黒の出力信号Ｗ_out が
高品質であるので、実用上問題がない。

【００２４】ここで、センサ２１、２２により読み取ら
れた信号は、図３に示すようにアナログ信号であるが、
リセットパルスを含むパルス状の信号である。また、実
際の読み取り信号には、アンダーシュート、オーバシュ
ート、ランダムノイズ等も重畳される。

【００２５】次に、図４を参照して上記アナログ信号処
理回路２３Ｗ、２３Ｒの詳細な構成を説明する。尚、ア
ナログ信号処理回路２３Ｗ、２３Ｒは、図４に示すよう
に同様な構成であるが、赤の入力信号Ｖ_R の画素周波数
が白黒の入力信号Ｖ_W の１／２であるので、赤のアナロ
グ信号処理回路２３Ｒは処理速度が遅く、周波数特性が
低く構成されている。したがって、この回路は２系統で
構成されているが、赤のアナログ信号処理回路２３Ｒを
簡単に構成することができる。

【００２６】先ず、プリアンプ３１は、センサ２１，２
２により読み取られた各信号のレベルを合わせ、また、
リセットパルス等のノイズを除去する。プリアンプ３１
はまた、次段の回路とのインピーダンス変換も行う。サ
ンプルホールド回路３２は、図３に示すような画信号出
力期間のレベルをサンプルパルスによりサンプリングし
て保持し、したがって、画像信号は、連続した（厳密に
は階段状の）アナログ信号となる。

【００２７】次段のゼロクランプ回路３３は、画像の黒
レベルすなわちクランプレベルを決定し、画像信号を黒
レベルを基準とした信号に変換する。クランプレベル
は、センサ２１，２２のシールド画素出力、又は予め設
定した黒レベルを用いるが、前者の場合には、センサ２
１，２２の暗電流のドリフトの影響を除去することがで
きる。また、このゼロクランプ回路３３では、用いられ
るアンプ類やアナログスイッチ類のオフセット等のばら
つきに対応するための調整機構が用いられることが一般
的である。この黒レベルは、スキャナとしての読み取り
濃度範囲の高濃度側を決定するために設定され、特に写
真画像等の再現性を大きく左右し、また、カラー画像の
場合には黒の分離精度や高彩度の色の再現性に影響を与
える。

【００２８】ＡＧＣ（自動利得制御）回路３４は、セン
サ２１，２２の感度と、原稿の照明ランプの光量の初期
ばらつき、経時変化、周囲温度と、読み取り光学系のＦ
値、透過率、反射率、汚れ等に応じて画像信号のレベル
を調整する。この場合、ＡＧＣ回路３４の利得は、セン
サ２１，２２が公知の白色基準板を読み取った際の出力
に応じて制御される。次いで、Ａ／Ｄ基準設定回路３５
は、原稿のどの濃度をフルスケールにするかを決定し、
基準電圧をＡ／Ｄ変換器３６に印加する。したがって、
ゼロクランプ回路３３により決定された黒レベルと、こ
のＡ／Ｄ基準設定回路３５により決定された白レベルの
範囲がこの読み取り装置の読み取り濃度範囲となり、Ａ
／Ｄ変換器３６はこの範囲でディジタル化する。

【００２９】次に、第２の実施例を説明する。図５は本
発明に係るカラー画像読取装置の第２の実施例における
カラーイメージセンサ２０ａを示す説明図、図６は図５
のカラーイメージセンサ２０ａにより読み取られた信号
の処理回路を示すブロック図である。このカラーイメー
ジセンサ２０ａは、図５に示すように白黒のセンサ２１
と赤のセンサ２２ａが同一の解像度で読み取るように構
成されている。

【００３０】そして、図６に示す処理回路では、遅延バ
ッファ２４の容量を減少するための２画素平均化回路２
６がアナログ処理回路２３Ｒと遅延バッファ２４の間に
挿入されている。また、アナログ信号処理回路２３Ｗ、
２３Ｒの周波数特性は同一であり、他の構成は同一であ
る。２画素平均化回路２６は、例えば主走査方向に隣接
する２つの画素の平均を求めて２つの画素の代表画素と
することにより解像度を１／２にすることができ、ま
た、画質の兼ね合いにより２つの画素の１つを間引くこ
とにより解像度を１／２にすることができる。

【００３１】したがって、この第２の実施例においても
同様に、カラーイメージセンサ２０ａが２つのセンサ２
１、２２ａにより構成されているので、光学系を簡略化
することができる。また、アナログ信号処理回路２３
Ｗ、２３Ｒの周波数特性は同一であるが、２画素平均化
回路２６により遅延バッファ２４の容量を減少すること
ができるので、処理回路を簡略化することができ、更
に、高品質の色情報を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明は、分光特性と解像度が共に異なる第１、第２のライ
ンイメージセンサと、前記第１、第２のラインイメージ
センサにより読み取られた各色のアナログ信号を処理す
る第１、第２の回路と、前記第１、第２の回路により処
理された解像度の低い方の信号の解像度を補間する補間
回路とを備えたので、第１、第２のラインイメージセン
サにより２色が読み取られ、したがって、光学系を簡略
化することができる。また、解像度が低いほうの信号を
処理する回路の周波数特性を低く構成することができる
ので、信号処理回路を簡略化することができる。

【００３３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の第
１、第２のラインイメージセンサが、解像度の低い方が
先に読み取るように配置され、この解像度の低い方のイ
メージセンサにより読み取られた信号を後に読み取られ
た信号に同期するように遅延する遅延手段を備えたの
で、２系統の回路により処理する場合に、第１、第２の
ラインイメージセンサの読み取り時間差を補正すること
ができ、また、解像度が低いほうを遅延するので、遅延
手段の容量を減少させることができる。

【００３４】請求項３記載の発明は、第１のラインイメ
ージセンサと、前記第１のラインイメージセンサと解像
度が同一であって分光特性が異なり、前記第１のライン
イメージセンサより先に読み取る第２のラインイメージ
センサと、前記第１、第２のラインイメージセンサによ
り読み取られた信号を処理する第１、第２の回路と、前
記第２の回路により処理された信号の解像度を低下させ
る解像度低下回路と、前記解像度低下回路により処理さ
れた信号を前記第１の回路により処理された信号に同期
するように遅延する遅延手段と、前記遅延手段により遅
延された信号の解像度を補間する補間回路とを備えたの
で、第１、第２のラインイメージセンサにより２色が読
み取られ、したがって、光学系を簡略化することができ
る。また、第２の回路により処理された信号の解像度を
低下させるので、遅延手段の容量を減少することがで
き、したがって、処理回路を簡略化することができる。

【００３５】請求項４記載の発明は、請求項１、３記載
の第１のイメージセンサが、波長選択性がない分光感度
を有し、第２のイメージセンサが特定の波長域に分光感
度を有するので、第１のイメージセンサにより輝度情報
を得ることができ、第２のイメージセンサにより特定の
波長域の色信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像読取装置の一実施例に
おけるカラーイメージセンサを示す説明図である。

【図２】図１のカラーイメージセンサにより読み取られ
た信号の処理回路を示すブロック図である。

【図３】図１のカラーイメージセンサの読取信号を示す
波形図である。

【図４】図２のアナログ信号処理回路の詳細な構成を示
す回路図である。

【図５】本発明に係るカラー画像読取装置の第２の実施
例におけるカラーイメージセンサを示す説明図である。

【図６】図５のカラーイメージセンサにより読み取られ
た信号の処理回路を示すブロック図である。

【図７】従来のプリズム方式のカラー画像読取装置の光
学系を示す側面図である。

【図８】他の従来の等倍カラーセンサ方式のカラー画像
読取装置を示す平面図である。

【図９】他の従来の３ライン方式のＣＣＤセンサを示す
平面図である。

【符号の説明】

２０，２０ａ，２１，２２，２２ａ カラーイメージセ
ンサ ２３Ｗ，２３Ｒ アナログ信号処理回路 ２４ 遅延バッファ ２５ 補間回路 ２６ ２画素平均化回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分光特性と解像度が共に異なる第１、第
   ２のラインイメージセンサと、 前記第１、第２のラインイメージセンサにより読み取ら
   れた各色のアナログ信号を処理する第１、第２の回路
   と、 前記第１、第２の回路により処理された解像度の低い方
   の信号の解像度を補間する補間回路と、 を備えたカラー画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記第１、第２のラインイメージセンサ
   は、解像度の低い方が先に読み取るように配置され、こ
   の解像度の低い方のイメージセンサにより読み取られた
   信号を後に読み取られた信号に同期するように遅延する
   遅延手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー画像読取装置。
3. 【請求項３】 第１のラインイメージセンサと、 前記第１のラインイメージセンサと解像度が同一であっ
   て分光特性が異なり、前記第１のラインイメージセンサ
   より先に読み取る第２のラインイメージセンサと、 前記第１、第２のラインイメージセンサにより読み取ら
   れた信号をそれぞれ処理する第１、第２の回路と、 前記第２の回路により処理された信号の解像度を低下さ
   せる解像度低下回路と、 前記解像度低下回路により処理された信号を前記第１の
   回路により処理された信号に同期するように遅延する遅
   延手段と、 前記遅延手段により遅延された信号の解像度を補間する
   補間回路と、 を備えたカラー画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記第１のラインイメージセンサは、波
   長選択性がない分光感度を有し、前記第２のイメージセ
   ンサは、特定の波長域に分光感度を有することを特徴と
   する請求項１又は３記載のカラー画像読取装置。