JP2005347835A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られるように十分な光量の光をフィルムに照射することができ、かつ撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止する。
【解決手段】光源と、光ガイド部材と、複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイと、前記光ガイド部材と前記撮像素子アレイの間に配置された前記光ガイド部材により拡散された光を副走査方向における中央部の光透過率が周辺部の光透過率より高くなるように透過させる光量調整板と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像読取装置に係り、特に、撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止し、かつ、撮像素子に画像が取り込まれるためにフィルムへの十分な光量の光が照射されることを可能にする画像読取装置に関する。

近年、ネガフィルムに記録された画像データを読み取り、デジタル画像データに変換して記録する写真画像処理処理システムが普及している。このシステムにおいて用いられる画像読取装置としては、ネガフィルムに光を照射し、その透過光を例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）などの撮像素子に投影し、投影された画像を電気信号に変換して画像データとして記録するもの広く用いられている（特許文献１参照）。

このような画像読取装置においては、一般に画像形成に必要な電荷をＣＣＤに蓄積させるために十分な光量をフィルムに照射するためライトガイド及びミラートンネルが備えられており、これらの部材を経由した後に光はフィルムに照射され、その後ＣＣＤに画像情報として取り込まれる。

しかし、光源に輝度分布がある場合、又は光源の輝度分布がなくても経時変化で光源の輝度分布に変化がある場合には、拡散板を透過させて光を拡散させてもシェーディング補正が効かない画素が発生して筋状のムラが画像に表れ、画質を劣化させるといういわゆる「光源のムラの問題」が発生する場合がある。

また、拡散板により光が必要以上に拡散されると、フィルム面に対して角度を持った光が照射されることで、ＣＣＤにフィルムの搬送方向である副走査方向からの画像が取り込まれる場合がある。そのため、撮像した画像が二重に見えるいわゆるゴーストという現象や撮像した画像がにじんだように見えるいわゆるフレアという現象が発生し、画質を劣化させるという問題が生じていた。

そこで、このようなゴーストやフレアの発生を防ぐため、副走査方向と直行する方向である主走査方向にスリットが設けられた光を透過しない材質の平板状の部材をフィルムより光源側の位置に備え、上記のライトガイド、ミラートンネル及び拡散板を透過してきた光のうちスリットを透過した光のみをフィルムに照射することとして、ゴーストやフレアの発生を防いでいた。
特開２０００−２９５１号公報

しかし、上記のスリットが設けられた平板状の部材は、スリットの部分しか光を透過させないためフィルムに照射される光量が不足する場合が多くある。その結果ＣＣＤに画像を記録させるのに十分な光を投影できないという問題が生じていた。この問題を解決するには、光源として光量の多いハロゲンランプを用いることが考えられるが、ハロゲンランプは消費電力が大きいためランニングコストが高くなり、また多量の熱を発生させるため周辺の機材に悪影響を与える、という問題がある。

本発明の課題は、撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られるように十分な光量の光をフィルムに照射することができ、かつ撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止することができる画像読取装置を提供することにある。

請求項１に記載の画像読取装置は、光源と、光ガイド部材と、複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイと、前記光ガイド部材と前記撮像素子アレイの間に配置された前記光ガイド部材により拡散された光を副走査方向における中央部の光透過率が周辺部の光透過率より高くなるように透過させる光量調整板と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光源から出射された光を拡散させることで光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させることができる。また、拡散された光のうち必要以上に拡散された光がフィルムに照射されるのを防いで撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止することができる。また、光を透過させる材質の光量調整板を用いることで、撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光を透過させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記光量調整板は乳白板の副走査方向における中央部に主走査方向に延在するにスリットを設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、必要以上に拡散された光がフィルムに照射されるのを防ぎながら、撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像読取装置において、前記光ガイド部材は、前記光源から出射された光をフィルム方向に集光してガイドするライトガイドと、前記ライトガイドのから光出射面から出射された光を集光してフィルム方向にガイドするミラーボックスと、前記光源から出射された光がフィルムに照射されるまでの光路上に配置された拡散板と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、光源から出射された光を拡散させることで光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像読取装置において、前記拡散板は、前記光源から出射された光がフィルムに照射されるまでの光軸上に複数配置されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、拡散板を複数回透過させることで出射された光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減して、光源ムラの問題を解消することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記拡散板は乳白板であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、光源から出射された光を乳白板を透過させることで、出射された光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減して、光源ムラの問題を解消することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、光源にＬＥＤを用いることで、光を出射する際に生ずる発熱量及び消費電力を低減することができる。

請求項１に記載の発明によれば、高周波成分や低周波成分が低減しながら撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生するのを防止しつつ、撮像素子に画像情報として取り込むのに十分な光を照射することができ、高画質の画像を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、拡散板によって必要以上に拡散された光がフィルムに照射されることを防ぎ、撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生するのを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、低周波成分及び高周波成分の低減された光をフィルムに照射することができるので、高画質の画像を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、拡散板を複数回透過させることで光の高周波成分及び低周波成分を低減させることで撮像素子に取り込まれた画像に筋状のムラが発生することを防止し、高画質の画像を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、乳白板を透過させることで、光の高周波成分及び低周波成分を低減させて、撮像素子に取り込まれた画像に筋状のムラが発生することを防止し、高画質の画像を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、発熱量及び消費電力の少ないＬＥＤを用いることで、高熱による周辺機器の劣化を防ぎ、更にランニングコストを下げることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
[第一の実施の形態]

画像読取装置１には図示しない筐体状の収納箱が備えられており、その収納箱の底面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のＬＥＤ及びそれらのＬＥＤが色毎にライン状に取り付けられたＬＥＤ基盤からなる光源２が備えられている。ＬＥＤの配置は上記のようなライン状の配置に限らず、エリア状に配置したものであってもよい。

光源２の上方には、複数の部材からなる光ガイド部材が備えられている。その光ガイド部材を構成する部材として、まず、薄板状の四角柱のガラスであるライトガイド３がその長手方向が光源２を構成するＬＥＤの列と並行になるように備えられている。ライトガイド３は、内面が鏡面加工されており、かつ上面及び下面が開口された四角柱状のミラーボックスであってもよい。

ライトガイド３の光入射面である下面及び光出射面である上面には、光ガイド部材を構成するそれらの面を覆うように平板の拡散板４，５が取り付けられている。拡散板４，５は乳白色でかつ半透明の素材からなり、照射された光を照射された面の反対面から高周波成分及び低周波成分を低減させ光のムラを少なくする機能を有する。拡散板は光のムラを少なくするものであれば、その種類に制限はなく、例えば、透明な平板にグラデーション印刷を施したものや表面に細かい多数の凹凸を有する透明な平板であってもよい。

拡散板５の上方には、光ガイド部材を構成する内面が鏡面加工され、かつ上面及び下面にはそれぞれ開口部が設けられた四角柱状のミラーボックス６が備えられている。

このように、光ガイド部材は、ライトガイド３、拡散板４，５及びミラーボックス６により構成されている。

このミラーボックス６の上方の開口部には、平板状の遮光板８が配置されている。遮光板８は光を透過させない性質を有する材料により形成されており、中央部には開口部が設けられている。

図２に示すように遮光板８の下面には、平板状の光量調整板９が備えられている。光量調整板９は、光を透過させる乳白色の半透明の平板（以下、「乳白板」という）で構成されており、図３に示すように副走査方向Ｙ−Ｙ’における中央部の主走査方向Ｘ−Ｘ’に延在するスリットが設けられている。図４は光量調整板９のＡ−Ａ’断面における光透過率を表したグラフであり、縦軸は光の透過率を表しており、横軸はグラフの上方に記載された光量調整板９のＡ−Ａ’断面における光透過率を示しており、中央部ほど光の透過率が高くなっている。

光量調整板は、幅方向における中央部の光透過率が最も高く、側縁部に移動するにつれて光透過率が下がるものであることが好ましい。よって、例えば、光量調整板９と同一の最質からなる図５に示すような平板状の部材であって、下面が両側縁部から中央部に向かって傾斜している光量調整板１０を用いてもよい。図６は光量調整板１０のＢ−Ｂ’断面における光透過率を表したグラフであり、縦軸は光の透過率を表しており、横軸はグラフの上方に記載された光量調整板１０のＢ−Ｂ’断面における光の透過率を示しており、副走査方向Ｙ−Ｙ’における中央部ほど光の透過率が高くなっている。

また、図７に示すように、透明の平板状の部材であって、上面において、幅方向における両側縁部から中央部に向かって薄くなるようにグラデーションが印刷されている光量調整板１１であってもよい。図８は光量調整板１１のＣ−Ｃ’断面における光透過率を表したグラフであり、縦軸は光の透過率を表しており、横軸はグラフの上方に記載された光量調整板１１のＣ−Ｃ’断面における光の透過率を示しており、副走査方向Ｙ−Ｙ’における中央部ほど光透過率が高くなっている。

遮光板８の上面には、遮光板８の中央部に設けられた開口部を塞ぐようにガラス板１２が重ね置かれている。

ガラス板１２の上方には、筐体状の箱である撮像部１３が設けられており、撮像部１３の内部には光軸Ｌ上にガラス板１２を透過してきた光を集光して上方に照射するレンズ１４が配置されている。

レンズ１４の上方には、光量調整板９に設けられたスリットと長手方向が並行になるようにラインＣＣＤ１５が備えられている。

なお、第一の実施形態においては、光ガイド部材は上述の如く、ライトガイド、ミラーボックス及び拡散板により構成されているが、本発明において用いる光ガイド部材は、光源から出射された光を拡散させ、低周波成分及び高周波成分が低減されたムラの少ない光としてフィルム方向にガイドできる部材により構成されたものであれば、光ガイド部材を構成する部材の種類及び数に制限はない。

また、撮像素子は、ＣＣＤに限定されず、複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイであればよい。

次に、第一の実施形態の画像読取装置の作用について説明する。

フィルム１６を画像読取装置１にセットすると光源２を発光させるとその光が拡散板４に照射される。拡散板４に照射された光は、拡散板４を透過することで拡散され、高周波成分及び低周波成分を減ぜられて光のムラが低減される。

このように光のムラが低減した光はライトガイド３の光入射面である下面に照射されライトガイド３の内部を直進又は反射しながら光出射面である上面にガイドされる。ライトガイド３の光出射面である上面から射出された光は拡散板５に照射される。拡散板５に照射された光は、拡散板５を透過する際に再度拡散されることで、さらに高周波成分及び定収は成分が減少しより一層光のムラが減少する。

このように更に光のムラが減少した光は遮光板８及び光量調整板９に照射される。遮光板８に照射された光は遮断されるが、光量調整板９に照射された光のうち、スリットに照射された光はそのままスリットを通過する。また、スリットが設けられていない板状部分に照射された光は、図４のグラフに示すように照射された光のうち大半の光を照射した面に反射されながらも一部の光が透過する。

スリットを通過した光及び光量調整板９の板状部分に照射された光はガラス板１２を透過して、図示しないフィルムキャリアにより副走査方向に搬送されるガラス板１２上フィルム１６に照射される。

フィルム１６に照射された光はフィルム１６を透過してレンズ１４に照射される。レンズ１４を透過することで光は集束され、その後ラインＣＣＤ１５に照射される。

以上、第一の実施形態に係る発明によれば、光量調整板を透過させることで撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することができるので、高画質の画像を得ることができる。

また、光量調整板を透過させることで撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することができるので、高画質の画像を得ることができる。

光源から出射された光を複数の拡散板を透過させることで、光源から出射された光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させて、撮像素子にシェーディング補正の効かない画素間が発生するのを防止し、取り込まれた画像に筋状のムラが発生するのを防止することができる。

また、拡散板を透過することで必要以上に拡散した光がフィルムに照射されるのを防いで撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止することができる。

光源に、発熱量及び消費電力の少ないＬＥＤを用いることで、高熱による周辺機器の劣化を防ぎ、更にランニングコストを下げることができる。
[第二の実施の形態]

次に、図９及び図１０に基づいて本発明にかかる画像読取装置の第二の実施形態について説明する。図９は、第二の実施形態に係る画像読取装置２０の主要構成を示す概略正面断面図である。ただし、上記第一の実施形態と同一の構成については説明を省略する。

画像読取装置２０には図示しない筐体状の収納箱が備えられており、その収納箱の底面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のＬＥＤ及びそれらのＬＥＤが色毎にライン状に取り付けられたＬＥＤ基盤からなる光源２が収納箱の底面から所定の距離をおいて、ＬＥＤ取り付け面を収納箱の底面に対向させて備えられている。

ＬＥＤ基盤２のＬＥＤ取り付け面にはＲ、Ｇ、Ｂの各色のＬＥＤがＬＥＤ毎にライン状に取り付けられている。

これらのＬＥＤと収納箱の底面の間には、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤのそれぞれの列に対応して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各列のＬＥＤから収納箱の底面に対して鉛直下方向に照射された光を略水平方向に反射するようにダイクロイックミラー２１，２２及び２３が配置されている。それぞれのダイクロイックミラーは対応するＬＥＤの色の列が発する光を反射することができるものである。

ダイクロイックミラーは、光の波長に応じて選択的に透過または反射させる波長選択性光学部材であり、本実施の形態におけるダイクロイックミラー２１，２２，２３は、対応する波長域の光のみを反射し、その他の波長域の光については透過するものである。

ダイクロイックミラー２１，２２及び２３により略水平方向に反射される光の進行方向には、反射された光を鉛直上方向に照射するように傾けられたミラー２４が配置されている。

ミラー２４により反射される光の進行方向には、凸面を鉛直下方向に向けるようにしたシリンドリカルレンズ２５が配置されている。

シリンドリカルレンズ２５の上方には、第一の実施形態と同様にライトガイド３、拡散板４、拡散板５、ミラーボックス６、遮光板８、光量調整板９及びガラス板１２が備えられている。

ガラス板１２の上方には、撮像部２６が備えられており、撮像部２６の内部には光軸Ｌ上にレンズ１４が備えられている。レンズ１４の上方には、図示しないレンズ駆動機構により上下方向に駆動するズームレンズ２７が配置されている。

ズームレンズ２７の上方には、傾けられた状態でＢＧＲの各色の光を透過し、Ｉr光を反射するダイクロイックミラー２９が備えられている。そして、ダイクロイックミラーの上方には、ＲＧＢ各色の光を受光するラインＣＣＤ３０が備えられている。また、ダイクロイックミラー２９により反射されたＩr光の光軸上にＩr光を受光するラインＣＣＤ３１が配置されている。

なお、遮光板８の下面に光量調整板を備える代わりに、図６(b)に示すように、拡散板５の上方に円筒形状のロッドレンズ３２を横倒しにした状態でロッドレンズ３２の軸と主走査方向Ｘ−Ｘ’が並行になるように配置してもよい。

次に、第二の実施形態の画像読取装置の作用について説明する。

フィルム１６を画像読取装置２０にセットすると、光源２よりＲ、Ｇ、ＢのそれぞれＬＥＤから光が出射される。ＲのＬＥＤからは出射されたＲの光はダイクロイックミラー２１に照射されると略水平方向に反射される。反射された光はダイクロイックミラー２２及びダイクロイックミラー２３を透過して進行する。また、ＧのＬＥＤから出射された光はダイクロイックミラー２２に照射されると略水平方向に反射される。反射された光はダイクロイックミラー２３を透過して進行する。またさらに、ＢのＬＥＤから出射された光はダイクロイックミラー２３に照射されると略水平方向に反射される。

このように反射されたＲ、Ｇ及びＢの光はミラー２４に照射される。ミラー２４に照射された光は反射されて上方のシリンドリカルレンズ２５に照射される。シリンドリカルレンズ２５の凸面に照射された光はシリンドリカルレンズ２５により集光された光はシリンドリカルレンズ２５の上面より出射された後に拡散板４に照射される。拡散板４に照射された光は、拡散板４を透過することで拡散され、高周波成分及び低周波成分を低減される。

高周波成分及び低周波成分を低減された光は、ライトガイド３の光入射面である下面に照射されライトガイド３の内部を反射しながら光出射面である上面にガイドされる。

ライトガイド３の拡散面にガイドされた光は光出射面である上面を透過する際に拡散して出射され、拡散板５に照射される。拡散板５に照射された光は、拡散板５を透過する際に再度拡散されることで、さらに高周波成分及び低周波成分が低減する。

このように更に光のムラが減少した光は遮光板８及び光量調整板９に照射される。遮光板８に照射された光は遮断されるが、光量調整板９に照射された光のうち、スリットに照射された光はそのままスリットを通過する。また、スリットが設けられていない板状部分に照射された光は、図４に示すように照射された光のうち大半の光を照射した面に反射されながらも一部の光が透過させられる。

スリットを通過した光及び光量調整板９の板状部分に照射された光はガラス板１２を透過して、図示しないフィルムキャリアにより副走査方向に搬送されるガラス板１２上のフィルム１６に照射される。

フィルム１６に照射された光はフィルムを透過してレンズ１４に照射される。レンズ１４を透過することで光は集束された後、ズームレンズ２７に照射される。ズームレンズ２７は図示しないにレンズ駆動機構よりその位置を調整され、焦点距離を変えられてダイクロイックミラー２９に照射される。

ダイクロイックミラー２９に照射された光のうちＲ、Ｇ、Ｂの光はダイクロイックミラーを透過し、ラインＣＣＤ３０に照射される。また、ダイクロイックミラー２９に照射された光のうちＩr光は反射された後ラインＣＣＤ３１に照射される。

以上、第二の実施形態に係る発明によれば、光量調整板を透過させることで撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することができるので、高画質の画像を得ることができる。

また、光量調整板を透過することで必要以上に拡散した光がフィルムに照射されるのを防いで撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止することができる。

また、光源から出射された光を複数の拡散板を透過させることで、光源から出射された光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させて、撮像素子にシェーディング補正の効かない画素間が発生するのを防止し、取り込まれた画像に筋状のムラが発生するのを防止することができる。

第一の実施形態に係る画像読取装置の概略斜視図である。 第一の実施形態に係る画像読取装置の概略断面図である。 本発明で用いる光量調整板９の斜視図である。 と光量調整板９の断面図と光の透過率の関係を表したグラフである。 本発明で用いる光量調整板１０の斜視図である。 と光量調整板１０の断面図と光の透過率の関係を表したグラフである。 本発明で用いる光量調整板１１の斜視図である。 と光量調整板１１の断面図と光の透過率の関係を表したグラフである。 第二の実施形態に係る画像読取装置の概略断面図である。 光量調整板の変わりにロッドレンズを備えた場合のミラーボックスの断面図である。

符号の説明

１ 画像読取装置
２ 光源
３ ライトガイド
４ 拡散板
５ 拡散板
６ ミラーボックス
８ 遮光板
９ 光量調整板
１３ 撮像部
１４ レンズ
１５ ラインＣＣＤ
２０ 画像読取装置
２６ 撮像部
２７ ズームレンズ
３０ ラインＣＣＤ
３１ ラインＣＣＤ

Claims (6)

1. 光源と、
   光ガイド部材と、
   複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイと、
   前記光ガイド部材と前記撮像素子アレイの間に配置された前記光ガイド部材により拡散された光を副走査方向における中央部の光透過率が周辺部の光透過率より高くなるように透過させる光量調整板と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光量調整板は乳白板の副走査方向における中央部に主走査方向に延在するにスリットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記光ガイド部材は、
   前記光源から出射された光をフィルム方向に集光してガイドするライトガイドと、
   前記ライトガイドのから光出射面から出射された光を集光してフィルム方向にガイドするミラーボックスと、
   前記光源から出射された光がフィルムに照射されるまでの光路上に配置された拡散板と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記拡散板は、前記光源から出射された光がフィルムに照射されるまでの光軸上に複数配置されたことを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
5. 前記拡散板は乳白板であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像読取装置。
6. 前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像読取装置。

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