JP2901800B2 - 画像読取光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像情報の記録された
原稿に対して読取光を照射し、その透過光または反射光
を光電変換手段によって読み取る画像読取光学装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フイルム等の原稿に記録され
た画像情報を光電的に読み取り、これに所望の画像処理
を施し、印刷、製版用のフイルム原版を作成する画像読
取装置が広汎に使用されている。

【０００３】このような画像読取装置における画像読取
光学装置は、例えば、図９に示すラインセンサを用いる
方法が、解像性、読み取り速度の観点で有利であり、一
般的に多く用いられている。この場合、ラインセンサの
長手方向に長い領域を照明する必要があるため、長尺な
光源２を用いるのが有利である。すなわち、図面と直交
する方向（主走査方向）に長尺な光源２から射出された
読取光Ｌは、スリット部材４によって前記主走査方向と
直交する副走査方向に対して絞られた後、フイルムカセ
ット６に照射される。この場合、前記フイルムカセット
６は、読取光Ｌを透過する支持ガラス板８ａ、８ｂ間に
画像情報を記録したフイルム原稿Ｆを挟持したもので、
矢印Ｘ方向に副走査搬送される。そして、フイルムカセ
ット６に挟持された前記フイルム原稿Ｆを透過した読取
光Ｌは、読み取りレンズ１０によって集光され、主走査
方向に配列された複数の光電変換部を有するＣＣＤライ
ンセンサ１２に導かれ、画像情報に対応した電気信号に
変換される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、例えば、通
常、原稿として使用されるカラーリバーサルフイルムの
濃度域は、０〜４．０程度であり、濃度２以上の高濃度
域を忠実に読み取るためには、読み取り画素以外からの
不要光を１／１０００〜１／２００００のレベルにする
ことが必要となる。

【０００５】ところで、前記ＣＣＤラインセンサ１２を
構成する光電変換部は、副走査方向に対する幅が１画素
分（通常、７〜１０μｍ）しかなく、センサ画素で読み
取っているライン領域以外の部位に読取光Ｌが入射する
と、画質が劣化する原因となるフレアが生じてしまう。
そこで、これを防止するために、副走査方向に対する読
取光Ｌの幅を制限するスリット部材４が設けられてい
る。

【０００６】この場合、高濃度域を忠実に再現するため
の読取光Ｌの幅としては、ＣＣＤラインセンサ１２の画
素幅の５０倍以下にすることが必要であり、好ましくは
２０倍以下、さらに好ましくは１０倍以下に設定するこ
とが必要となる。

【０００７】しかしながら、スリット部材４を通過した
読取光Ｌは、その射出方向が所定の範囲内に絞られ、副
走査方向の開口数が小さくなるため、この方向の凹凸の
影響が現れ易くなる。例えば、フイルムカセット６の支
持ガラス板８ａ、８ｂやフイルム原稿Ｆに傷やゴミがあ
る場合あるいは支持ガラス板８ａ、８ｂとしてナングレ
アガラスを使用した場合、前記読取光Ｌの一部がこれら
によって散乱され、得られた画像に傷、ゴミ、凹凸等が
明確に現れてしまう不都合が指摘されている。

【０００８】そこで、本発明は、前記の不都合を克服す
るためになされたものであって、特にラインセンサを用
いる場合におけるフレアの発生を回避するとともに、
傷、ゴミ、凹凸等を目立たなくし、良好な画像情報を得
ることのできる画像読取光学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】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、画像情報の記録された原稿に対して読
取光を照射する光源と、前記光源と前記原稿との間に配
設され、前記原稿に対する前記読取光の照射領域を制限
するスリット部材と、前記スリット部材と前記原稿との
間に配設され、前記スリット部材を通過した前記読取光
を前記原稿の画像読取部位に対して集光する第１の集光
手段と、前記原稿からの前記読取光を受光し、電気信号
に変換する光電変換手段と、前記原稿と前記光電変換手
段との間に配設され、前記原稿からの前記読取光を前記
光電変換手段に対して集光する第２の集光手段とを備
え、 前記第１の集光手段よりも前記第２の集光手段の開
口数を小さく設定することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に係る画像読取光学装置では、光源から
出力された読取光をスリット部材を介して第１の集光手
段に導き、前記第１の集光手段によって前記スリット部
材のスリット像を原稿上に形成する。次いで、前記原稿
を透過または反射した読取光を第２の集光手段によって
光電変換手段上に集光し、これを電気信号に変換する。
この場合、スリット部材と第１および第２の集光手段と
により読取光の副走査方向の幅を絞って光電変換手段に
導くことでフレアの発生が回避される。また、第１の集
光手段によって収束光線とされた読取光を原稿に照射
し、さらに、第１の集光手段よりも開口数を小さく設定
した第２の集光手段で集光することにより、傷、ゴミ、
凹凸等を目立たなくさせることができる。

【００１１】

【実施例】本発明に係る画像読取光学装置について、実
施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

【００１２】図１および図２は、画像読取装置に組み込
まれる本実施例の画像読取光学装置を示す。この画像読
取光学装置は、光源２０と、円筒レンズからなる補助コ
ンデンサレンズ２２と、スリット部材２４と、円筒レン
ズからなるコンデンサレンズ２８ａ、２８ｂ（第１の集
光手段）と、読み取りレンズ３０（第２の集光手段）
と、ＣＣＤラインセンサ３２（光電変換手段）とを備え
る。この場合、光源２０、補助コンデンサレンズ２２、
スリット部材２４に形成されたスリット２４ａ、コンデ
ンサレンズ２８ａ、２８ｂおよびＣＣＤラインセンサ３
２は、夫々主走査方向（図２の図面と直交する方向）に
対して長尺に構成される。また、補助コンデンサレンズ
２２およびコンデンサレンズ２８ａ、２８ｂは、光源２
０から射出された読取光Ｌを副走査方向（矢印Ｘ方向）
に対してのみ集光する。これらの構成部材は、光軸が共
通となるように配設される。そして、コンデンサレンズ
２８ａ、２８ｂと読み取りレンズ３０との間には、画像
情報の記録されたフイルム原稿Ｆを２枚のナングレアガ
ラスからなる支持ガラス板３４ａ、３４ｂによって挟持
したフイルムカセット３６が配置される。

【００１３】このナングレアガラスは、フイルム面とガ
ラス面の間の多重反射によるニュートンリングの発生を
防ぐために表面を凹凸面としたものである。一般的に用
いられるものとしては、凹凸の振幅が０．２〜５μｍ、
ピッチが５〜１５０μｍ程度のものが知られており、Ｃ
ＣＤラインセンサ３２を使用する平面透過型読み取りス
キャナでは必須のものとして用いられている。

【００１４】また、コンデンサレンズ２８ａ、２８ｂに
よってフイルム原稿Ｆ上に形成されるスリット２４ａに
よるスリット像の幅は、本実施例では略０．２ｍｍ、好
ましくは略０．１ｍｍ、さらに好ましくは略０．０３ｍ
ｍ程度となるように設定する。また、コンデンサレンズ
２８ａ、２８ｂの開口数ＮＡｃは、読み取りレンズ３０
の開口数ＮＡよりも大きく設定する（図２参照）。好ま
しくは、 ＮＡｃ≧ＮＡ＋０．１ さらに好ましくは、 ＮＡｃ≧ＮＡ＋０．２ となるように設定する。

【００１５】本実施例の画像読取光学装置は、基本的に
は以上のように構成されるものであり、次にその動作お
よび作用効果について説明する。

【００１６】光源２０から射出された読取光Ｌは、補助
コンデンサレンズ２２によって副走査方向（矢印Ｘ方
向）に集光された後、スリット部材２４のスリット２４
ａを介してコンデンサレンズ２８ａ、２８ｂに導かれ
る。前記コンデンサレンズ２８ａ、２８ｂは、読取光Ｌ
を支持ガラス板３４ａを介してフイルム原稿Ｆ上に集光
し、スリット像を形成する。本実施例では、焦点距離
７．５ｍｍ、幅１０ｍｍのコンデンサレンズ２８ａ、２
８ｂを使用し、明るさ絞りを変えることにより、開口数
ＮＡｃは０．０５〜０．４まで設定可能とした。読み取
りレンズ３０の開口数ＮＡは０．０５〜０．１の値に設
定している。また、４インチ×５インチサイズのフイル
ム原稿Ｆを読み取れるように、コンデンサレンズ２８
ａ、２８ｂの長さは、２００ｍｍとしている。

【００１７】そして、フイルム原稿Ｆを透過した前記読
取光Ｌは、画像情報を担持した状態で支持ガラス板３４
ｂを介して読み取りレンズ３０に導かれ、次いで、ＣＣ
Ｄラインセンサ３２上に集光される。そこで、前記ＣＣ
Ｄラインセンサ３２は、この読取光Ｌを電気信号に変換
し、画像データとして画像読取装置の図示しない画像処
理回路に転送する。

【００１８】ここで、例えば、支持ガラス板３４ａ、３
４ｂが表面に凹凸のあるナングレアガラスからなる場
合、読取光Ｌが図３（ａ）に示すような平行光束である
と、その光路が屈折によって読み取りレンズ３０より完
全に外れてしまう場合が生じ、これによって画像データ
に暗部が生じ、支持ガラス板３４ａ、３４ｂの凹凸が鮮
明となってしまう。これに対して、本実施例のコンデン
サレンズ２８ａ、２８ｂを用いると、図３（ｂ）に示す
ように、読取光Ｌがフイルム原稿Ｆ上で収束されてスリ
ット像が形成されフイルム原稿Ｆを透過して読み取りレ
ンズ３０に入射する。この場合、読取光Ｌは、少なくと
もその一部が前記読み取りレンズ３０に入射するため、
得られた画像データ上での支持ガラス板３４ａ、３４ｂ
における凹凸が像に対して与える影響は低減されること
になる。そして、本実施例では、図２に示すように、コ
ンデンサレンズ２８ａ、２８ｂの開口数ＮＡｃを読み取
りレンズ３０の開口数ＮＡよりも大きく設定しているた
め、支持ガラス板３４ａ、３４ｂの凹凸の影響は、さら
に低減される。

【００１９】図４および図５は、各図の下段に示す傷Ａ
を有するナングレアガラス（点線）を透過した光の光量
をシミュレーションにより求め、上段に実線で示したも
のである。

【００２０】図４（ａ）は、コンデンサレンズ２８ａ、
２８ｂを使用しない場合であって、スリット部材２４の
スリット２４ａによる開口数ＮＡｃ＝０．０５、読み取
りレンズ３０の開口数ＮＡ＝０．１、ナングレアガラス
の屈折率ｎ＝１．５２とした場合のシミュレーション結
果を示す。図４（ｂ）は、コンデンサレンズ２８ａ、２
８ｂの開口数ＮＡｃ＝０．１、読み取りレンズ３０の開
口数ＮＡ＝０．１、ナングレアガラスの屈折率ｎ＝１．
５２とした場合のシミュレーション結果を示す。これら
を比較すると、図４（ａ）の場合には、傷Ａおよびその
前後のナングレアガラスの凹凸がそのまま光学像として
表れることを示している。これに対して図４（ｂ）の場
合には、傷Ａは殆どそのままであるが、ナングレアガラ
スの凹凸はかなり減少している。

【００２１】図５（ａ）は、コンデンサレンズ２８ａ、
２８ｂの開口数ＮＡｃ＝０．２、読み取りレンズ３０の
開口数ＮＡ＝０．１、ナングレアガラスの屈折率ｎ＝
１．５２とした場合のシミュレーション結果を示す。図
５（ｂ）は、コンデンサレンズ２８ａ、２８ｂの開口数
ＮＡｃ＝０．４、読み取りレンズ３０の開口数ＮＡ＝
０．１、ナングレアガラスの屈折率ｎ＝１．５２とした
場合のシミュレーション結果を示す。これらを比較する
と、コンデンサレンズ２８ａ、２８ｂの開口数ＮＡｃを
読み取りレンズ３０の開口数ＮＡよりも大きくして行く
ことにより傷Ａが小さくなり、また、ナングレアガラス
の凹凸の影響も減少していることが諒解されよう。

【００２２】ここで、ナングレアガラスの凹凸は、前述
したように、振幅０．２〜５μｍ、ピッチが５〜１５０
μｍ程度である。振幅をａ、ピッチをｂとすると、表面
の凹凸は、近似的に、 ｆ（ｘ）＝ａ・ｓｉｎ（２π・ｘ／ｂ） （ｘは位
置） で表される。この凹凸面の傾きθは以下のように表せ
る。

【００２３】 ｔａｎθ＝ｆ′（ｘ）＝２π・ａ／ｂ・ｃｏｓ（２π・ｂ／ｘ） …（１） 傾きθが小さいとき、最大値θ_max は、 θ_max ＝２π・ａ／ｂ …（２） ナングレアガラスに入射する光線の角度変化Δφは Δφ＝（ｎ−１）θ …（３） で近似できる。ここで、ｎは屈折率である。ナングレア
ガラスの凹凸のピッチｂと振幅ａの比ａ／ｂは、１／４
０〜１／３０のものが多く、殆どのものは、１／５０〜
１／１５の範囲に入る。（２）、（３）式から、光線の
角度変化Δφとしては、０．０７〜０．１ｒａｄのもの
が多く、殆どが、０．０６〜０．２ｒａｄに入ることに
なる。

【００２４】従って、ナングレアガラスの凹凸による光
路屈折の影響を受けないようにするためには、開口数Ｎ
Ａｃを読み取りレンズ３０の開口数ＮＡより０．１だけ
大きくしておけばよく、さらに望ましくは、０．２以上
大きくすればよいことがわかる。

【００２５】この実施例で、カラーリバーサルフイルム
を読み取り、色分解フイルムとして出力した像を実際に
評価したところ、上記の効果が確認できた。

【００２６】なお、上述した実施例では、ナングレアガ
ラスの凹凸に対して説明したが、フイルム原稿Ｆ上の傷
やゴミ等の影響も同様に減少させることが可能である。

【００２７】また、本実施例では、コンデンサレンズ２
８ａ、２８ｂによってフイルム原稿Ｆ上にスリット像を
形成し、このスリット像からの読取光Ｌを読み取りレン
ズ３０によりＣＣＤラインセンサ３２上に集光している
ため、必要な読取光Ｌのみが副走査方向に集光され、従
って、フレアが発生するおそれはない。

【００２８】次に、カラー原稿を読み取る場合に有効と
なる作用について図６に基づき説明する。カラーリバー
サルフイルムからなるフイルム原稿ＦをＣＣＤラインセ
ンサ５０ａ乃至５０ｃで読み取る場合、読取光Ｌを、例
えば、色分解プリズム５２でＲ、Ｇ、Ｂの３色に分ける
ことが行われる。

【００２９】この場合、各色光に対しての照明開口数を
変えることで、ざらつきの少ない、より好ましい読み取
り画像を得ることが可能となる。すなわち、図６に示す
ように、スリット部材２４とコンデンサレンズ２８ａ、
２８ｂとの間にフィルタ２６を挿入する。このフィルタ
２６は、中央部２６ａが主走査方向に沿って透明で、且
つ、その両側部２６ｂがイエロー（Ｙ）の光のみを透過
させるように構成されている（図８の特性図参照）。こ
れにより、読取光Ｌの中、ブルー（Ｂ）の光のコンデン
サレンズ２８ａ、２８ｂに入射する範囲が狭く設定され
る。一方、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）の光に関して
は、前述の開口条件となるように設定する。

【００３０】この場合、ブルー（Ｂ）の光によるコンデ
ンサレンズ２８ａ、２８ｂの開口数ＮＡｃが小さくなる
ため、フイルム原稿Ｆのイエロー（Ｙ）の成分を読み取
ってブルー（Ｂ）光に関してはノイズが低減されること
なくＢチャンネルのＣＣＤラインセンサ５０ｃに入射す
ることになる（図７参照）。ここで、フイルム原稿Ｆの
イエロー（Ｙ）の成分の粒子は、マゼンタ（Ｍ）や、シ
アン（Ｃ）の粒子に比べてサイズが大きく、粒子荒れが
目立ち易い。このため、ガラスやフイルムの凹凸による
ノイズを減らすと、かえってイエロー粒子が強調され、
必ずしも好ましくないケースがある。これに対し、ブル
ー（Ｂ）光のみ開口数を小さくした照明を行うことによ
り前記イエロー（Ｙ）の成分とナングレアガラスの凹凸
とによって粒子の荒さがむしろ目立たなくなる効果が得
られる。なお、他の色素に関しても必要に応じてフィル
タ２６を選択してノイズ処理を行うことも可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る画像読取光学装置によれ
ば、以下の効果が得られる。

【００３２】すなわち、スリット部材と第１および第２
の集光手段とにより読取光の副走査方向の幅を絞ること
で、前記読取光の幅を光電変換手段の光電変換素子の幅
近くまで容易に設定することができ、これによってフレ
アの発生を回避し、また、高濃度域を忠実に再現するこ
とができる。また、第１の集光手段によって収束光線と
された読取光を原稿に照射し、前記第１の集光手段より
も開口数を小さく設定した第２の集光手段で集光するこ
とにより、傷、ゴミ等による画像への影響が低減され、
良好な画像を得ることが可能となる。

【００３３】さらに、スリット部材と第２の集光手段と
の間の所定部位に、読取光の所定の波長に対して前記第
２の集光手段の開口数を第１の集光手段の開口数と略等
しくあるいは大きく設定すべくフィルタを配設すること
により、所望の波長に対してのみ傷、ゴミ等の影響を無
くす処理が可能となる。従って、例えば、イエロー
（Ｙ）を透過し、ブルー（Ｂ）を非透過とするフィルタ
を用いれば、フイルムにおけるイエローの粒子の荒さを
目立たなくし、且つ、傷、ゴミ、凹凸等の影響を無くす
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像読取光学装置の構成斜視図で
ある。

【図２】本発明に係る画像読取光学装置の構成図であ
る。

【図３】従来技術と本発明に係る画像読取光学装置との
比較説明図である。

【図４】従来技術と本発明に係る画像読取光学装置との
シミュレーションによる比較説明図である。

【図５】本発明に係る画像読取光学装置のシミュレーシ
ョンによる説明図である。

【図６】本発明に係る画像読取光学装置の他の実施例の
構成図である。

【図７】図６に示す画像読取光学装置の要部説明図であ
る。

【図８】図７に示すフィルタの特性図である。

【図９】従来技術の画像読取光学装置の構成図である。

【符号の説明】

２０…光源 ２２…補助コンデンサレンズ ２４…スリット部材 ２６…フィルタ ２８ａ、２８ｂ…コンデンサレンズ ３０…読み取りレンズ ３２…ＣＣＤラインセンサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像情報の記録された原稿に対して読取光
   を照射する光源と、 前記光源と前記原稿との間に配設され、前記原稿に対す
   る前記読取光の照射領域を制限するスリット部材と、 前記スリット部材と前記原稿との間に配設され、前記ス
   リット部材を通過した前記読取光を前記原稿の画像読取
   部位に対して集光する第１の集光手段と、 前記原稿からの前記読取光を受光し、電気信号に変換す
   る光電変換手段と、 前記原稿と前記光電変換手段との間に配設され、前記原
   稿からの前記読取光を前記光電変換手段に対して集光す
   る第２の集光手段とを備え、 前記第１の集光手段よりも前記第２の集光手段の開口数
   を小さく設定す ることを特徴とする画像読取光学装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記 スリット部材と前記第２の集光手段との間の所定部
   位には、前記読取光の所定の波長域の光に対して前記第
   ２の集光手段の開口数を前記第１の集光手段の開口数と
   略等しくあるいは大きく設定すべくフィルタが配設され
   ることを特徴とする画像読取光学装置。