JP2002169232A

JP2002169232A - 画像読取り装置

Info

Publication number: JP2002169232A
Application number: JP2000363249A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshikawa; 功一吉川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低コスト・小型でありながら高いＳ／Ｎ比を
有し、読み取り精度の高い画像読取り装置を提供する。【解決手段】読出しレンズ５の一部に、赤外反射膜４
を蒸着させて付設する。光源１からの光を、ディジタル
画像情報をドットとして記録したフィルム３に照射する
と、ドット部分とそれ以外の部分が透過光量によって暗
部と明部とに分別されるが、この透過光はドット部分を
も透過する赤外光を光学ノイズとして含んでいる。この
光を、受光素子６に結像するために読取りレンズ５に入
射すると、レンズ５Ｄに付設された赤外反射膜４により
波長がおよそ７５０ｎｍ以上の赤外光は反射され、可視
域の光のみが透過する。これにより、赤外光はフィルタ
除去され、ドット部およびそれ以外の部分における透過
光量のＳ／Ｎ比が保障される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿に記録された
データを光電変換を利用して電気信号として読み取る画
像読取り装置に関し、特に、映画フィルム等の原稿のデ
ィジタルデータの読み取りを行なう装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーコピー機、カラーファクシミリ機
などのカラー原稿読取り装置では、フィルム原稿に光源
からの光をあて、その透過光をＣＣＤ(Charge Coupled
Device) イメージセンサで受光することによってフィル
ム原稿上の画像が読み取られる。但し、このＣＣＤセン
サは波長１０００ｎｍ以上の領域に及ぶ感度を有してお
り、可視光のみならず波長７００ｎｍ以上の赤外光をも
読み取るようになっている。従って、光源の分光分布の
変動等により赤外線の光量が相対的に大きくなる場合
に、本来必要とされる可視光と共に赤外光が誤って原稿
情報として読み取られることがあり、その影響は、色分
解誤差、色調・階調の変化や階調飛び、機器における色
調・階調のばらつき等々となって現れていた。そこで、
近年では、装置内の光読み取りの前段階に赤外カットフ
ィルタを設けて波長が７００ｎｍ以上の光を積極的に除
去することが考えられてきている（例えば、特開平６−
３３４８１５号公報など）。

【０００３】ところで、このようなコピー機等で行なう
原稿読み取りでは、原稿は階調性を表すことが可能なア
ナログ信号として読み取られるのに対し、映画フィルム
等の原稿は一般にドットで表現されるディジタル信号と
して専用の画像読取り装置で読み取られる。この画像読
取り装置においては、光源に赤色ＬＥＤ（light emitti
ng diode; 発光ダイオード）が用いられるのが一般的で
ある。なお、その場合のフィルム分光透過率は、図７に
示したようにドットの有無により異なるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、７００
ｎｍ以上の波長域の赤外光はフィルムドットまでも通過
してしまい、その透過率は波長が長くなるに従い上昇し
ている。更に、図８のように、フィルムからの透過光を
受光するＣＣＤセンサは赤外領域においても感度が高い
ために、読み取り信号のＳ／Ｎ比を低下させる要因とな
っていた。そこで、これまでは赤外光を発生しないよう
なＬＥＤが用いられてきたが、そのようなＬＥＤは高価
であった。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、低コスト・小型でありながら高いＳ
／Ｎ比を有し、読み取り精度の高い画像読取り装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による画像読取り
装置は、光源拡散板、レンズおよび受光素子の１つ以上
に所定の波長域の光を遮断する機能を有する膜が付設さ
れているものである。

【０００７】本発明による画像読取り装置では、膜状の
赤外カットフィルタを装置の構成部品に直接付設して、
赤外領域の光を遮断する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】［第１の実施の形態］図１は本発明の第１
の実施の形態に係る画像読取り装置１０の概略構成を表
している。この画像読取り装置１０は、映画フィルムに
記録されたディジタル画像情報を読み取るためのもので
あり、主に、光源１、光量の平坦化を行なうための拡散
板２、赤外反射膜４が付設された読取りレンズ５および
受光素子６から構成されている。この画像読取り装置１
０では、拡散板２と読取りレンズ５との間に設置される
フィルム３を透過する光を、読取りレンズ５により所定
の結像倍率で受光素子６に結像し、そこで電気信号に変
換してフィルム３のディジタル画像情報（ドットの有
無）を読み取るようになっている。

【００１０】光源１には、通常の分光分布を有するＬＥ
Ｄを用いることができ、その一例としてＬＥＤのスペク
トルを図２に示す。この例では、スペクトルには波長６
４３ｎｍに位置する第１ピーク、波長８５０ｎｍに位置
する第２ピークの２つのピークがあり、第２ピークのパ
ワーは第１ピークの４分の１程度である。

【００１１】読取りレンズ５は、図３に示したように、
両凸レンズ５Ａ，メニスカス形状のレンズ５Ｂ，５Ｃ，
受光素子６側の面が凸であるレンズ５Ｄの合計４枚のレ
ンズから構成されており、全体として正の屈折率を有し
ている。この読取りレンズ５の表面には赤外反射膜４が
設けられる。赤外反射膜４は、光源１からの光の光路上
において光軸に垂直となるように設けられることが好ま
しく、従って赤外反射膜４が設けられるべき読取りレン
ズ５の面は平坦である方がよい。ここでは、赤外反射膜
４はレンズ５Ｄの両面に付設されている。

【００１２】赤外反射膜４は、図４のように、可視光域
は透過させるが例えば波長が７５０ｎｍ程度以上の赤外
光は反射するように設計された薄膜であり、例えばＡｌ
₂Ｏ ₃，ＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂などのうちから１種以上を
単層膜あるいは多層膜として用いることができる。ここ
では、ガラス基板（屈折率１．５２）の上に、１層目を
Ａｌ₂Ｏ₃（屈折率１．６２）として、２層目から３３
層目まではＴｉＯ₂（屈折率２．３）とＳｉＯ₂（屈折
率１．４６）とを前者から始めて交互に積み重ねた多層
膜を用いている。その厚みは、１層目は１００ｎｍ，２
層目２６１ｎｍ，３層目から１４層目までは２１９ｎ
ｍ，１５層目は２２３ｎｍ，１６層目は２３２ｎｍ，１
７層目から３２層目までは２５２ｎｍ，３３層目が１２
３ｎｍとなっている。このような薄膜は、例えば真空蒸
着法により形成することができ、従来の吸収型赤外カッ
トフィルタに比べて非常に急峻に高域側を遮断する赤外
カットフィルタとすることができる。なお、赤外反射膜
４には入射角依存性があるが、本実施の形態では画角が
小さく入射角のばらつきが少ないため、その影響は無視
できる。

【００１３】また、受光素子６は、読出しレンズ５によ
り結像される光を受光し、電気信号に変換するためのも
のであり、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のフ
ォトセンサが用いられる。

【００１４】次に、この画像読取り装置１０の動作につ
いて説明する。

【００１５】光源１から発せられた光が、拡散板２によ
り光量の平坦化を施されてフィルム３に照射される。フ
ィルム３には、ディジタル画像情報がドットとして記録
されており、ドット部分ではそれ以外の部分よりも光の
透過率が低い。よって、可視光域では透過光量によって
それぞれを暗部、明部に分けることができる（図７参
照）。但し、前述したように、光源１の光は波長８５０
ｎｍをピーク値とする第２ピークを赤外領域に有してお
り、この赤外光はドット部分を透過するために、ドット
部およびそれ以外の部分では、共に透過光総量が増加し
ている。よって、透過光は赤外光を光学ノイズとして含
んでいる。

【００１６】次に、読取りレンズ５が、フィルム３を透
過した光を所定の結像倍率で受光素子６に対して結像す
る。その際、レンズ５Ｄに付設された赤外反射膜４が、
読取りレンズ５の内部を通過する透過光のうち、可視域
の光のみを透過させ、波長がおよそ７５０ｎｍ以上の赤
外光を反射する。これにより、第２ピークの赤外光はフ
ィルタ除去され、ドット部およびそれ以外の部分におけ
る透過光量のＳ／Ｎ比が保障される。

【００１７】透過光が適正なＳ／Ｎ比で受光素子６の受
光面（図示せず）に結像されると、光は受光素子６によ
って光電変換される。これにより光を担体としてきたデ
ィジタル画像情報が電気信号に変換される。更に、図示
しない増幅器等の処理回路を通じて電気信号からディジ
タル画像情報が復号され、一連の情報読み取りが行なわ
れる。このとき、透過光は高いＳ／Ｎ比を有しているの
で、得られる電気信号、延いてはディジタル画像情報は
信頼性の高いものとなっている。

【００１８】このように、本実施の形態の画像読取り装
置１０は、読取りレンズ５に赤外反射膜４を付設するよ
うにしたので、赤外カットフィルタを装置内に別途設け
ることなくフィルム３の透過光から赤外光を充分に除去
することができる。また、そのために、光源１として従
来より用いられてきたＬＥＤのように赤外光を含む光源
であっても用いることができる。よって、装置の小型
化、低コスト化を図ることができる。更に、この赤外反
射膜４は蒸着により簡単に作製することができる。従っ
て、同時に作製プロセスの簡素化を図ることも可能とな
る。

【００１９】また、赤外反射膜４を非常に急峻に高波長
域を遮断する赤外カットフィルタとして機能するように
したので、光学ノイズとなる赤外光と、ドットの情報を
反映したフィルム３の透過光とを狭いカットオフ帯域内
でほぼ確実に分別することができ、高いＳ／Ｎ比を有す
ると同時に充分な出力の透過光が得られる。ちなみに、
画像読取り装置１０のようなディジタルデータの読取り
に関しては、これまで赤外反射膜４のようなものに限ら
ず赤外カットフィルタの類は用いられてはいなかった。
従って、ディジタルデータの読取りに関しては、赤外反
射膜４を設けることで、より信頼性の高い画像読取り装
置とすることができる。

【００２０】［第２の実施の形態］図５は本発明の第２
の実施の形態に係る画像読取り装置の概略構成を表して
いる。この画像読取り装置２０は、第１の実施の形態に
おける画像読取り装置１０において、拡散板２とフィル
ム３の間に赤外フィルタ７を付け加えたものである。よ
って、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同
一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は
省略する。

【００２１】赤外フィルタ７は、可視光域は透過させる
が例えば波長が８００ｎｍ程度以上の赤外光は透過しな
いように設計された光学フィルタであり、例えば２価の
鉄イオンを含むガラス等によって構成されている。図６
はこのような赤外フィルタ７の分光透過率であり、６０
０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域において緩やかに高域側を
遮断するようになっている。

【００２２】このような画像読取り装置２０では、光源
１から発せられた光は、拡散板２により光量の平坦化を
施され、次に赤外フィルタ７に入射する。ここで、入射
光の第２ピークの赤外光は最初のフィルタ除去を施さ
れ、波長８００ｎｍ付近のピーク端部をわずかに残して
その高域側はほぼ遮断される。

【００２３】続いて、この光はフィルム３に照射され
る。この時点で光の赤外成分はかなり除去されているの
で、フィルム３を透過した透過光は比較的Ｓ／Ｎ比が高
い。更に、読取りレンズ５が、フィルム３を透過した光
を所定の結像倍率で受光素子６に対して結像する。その
際、レンズ５Ｄに付設された赤外反射膜４が、読取りレ
ンズ５の内部を通過する透過光のうち、可視域の光のみ
を透過させ、波長がおよそ７５０ｎｍ以上の赤外光を急
峻に遮断する。これにより、第２ピークの赤外光は２段
目のフィルタ除去を受け、ドット部およびそれ以外の部
分における透過光量のＳ／Ｎ比が確実に保障される。

【００２４】よって、本実施の形態によれば、拡散板２
とフィルム３の間に赤外フィルタ７を設けるようにした
ので、光源１からの光が含む赤外光量をフィルム３への
入射前に削減し、装置の光学系における高いＳ／Ｎ比を
確実に得ることができる。なお、本実施の形態において
も第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００２５】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、赤外反射膜４を読取りレンズ５に付設するようにし
たが、赤外反射膜は拡散板２、および受光素子６に付設
されていてもよく、これらのうちの１つ以上に対して設
けられていればよい。

【００２６】また、第２の実施の形態では、赤外フィル
タ７を拡散板２とフィルム３の間に設けるようにした
が、赤外フィルタ７の設置位置は例えば光源１と拡散板
２の間でもよく、光源１と受光素子６の間の任意の位置
に組み込むことができる。

【００２７】また、上記実施の形態では、原稿として映
画フィルムの読取りについて説明したが、その他にも、
例えばバーコード等のディジタルデータの読取りは同様
にして行なうことができる。なお、カラーコピーなどの
画像の色調をアナログ情報として読み取る画像読取り装
置についても本発明を適用できるのは明らかである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の画像読取り装置によれ
ば、光源拡散板、レンズおよび受光素子の１つ以上に所
定の波長域の光を遮断する機能を有する膜が付設されて
いるようにしたので、簡易な構成で小型化・低コスト化
を図ることができると共に、原稿を透過する光は充分な
出力を保ったままＳ／Ｎ比が向上し、信頼性の高い装置
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像読取り装
置の構成を表す図である。

【図２】図１に示した画像読取り装置に用いられる光源
の光強度分布を表す図である。

【図３】図１に示した画像読取り装置に用いられる読取
りレンズの構成を表す断面図である。

【図４】図１に示した画像読取り装置に用いられる赤外
反射膜の分光透過率を表す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像読取り装
置の構成を表す図である。

【図６】図５に示した画像読取り装置に用いられる赤外
フィルタの分光透過率を表す図である。

【図７】映画フィルムの分光透過率を説明するための図
である。

【図８】ＣＣＤの分光感度を表す図である。

【符号の説明】

１…光源、２…拡散板、３…フィルム、４…赤外反射
膜、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ…読出しレンズ、６…受光
素子、７…赤外フィルタ、１０，２０…画像読取り装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源拡散板、レンズおよび受光素子を備
え、光源からの光を原稿に照射すると共にその透過光を
前記受光素子により受光して読み取る画像読取り装置に
おいて、前記光源拡散板、レンズおよび受光素子の１つ以上に所
定の波長域の光を遮断する機能を有する膜が付設されて
いることを特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】さらに、前記光源と前記受光素子との間
に所定の波長域の光を遮断する機能を有する光学素子が
少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項
１に記載の画像読取り装置。
【請求項３】前記所定の波長域の光が赤外光であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
【請求項４】映画フィルムの読み取りに用いられるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。