JP2955862B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明フィルムや原稿をレーザ光で走査してその透過
光または反射光を光電変換しA/D変換する画像読取装置
に関する。

（従来の技術） この種の画像読取装置として第６図に示すようなもの
が従来知られている。

半導体レーザのようなレーザ光源１から発生されたレ
ーザ光はコリメータレンズ２により整形され、ミラー３
で反射された後偏光手段である高速回転する多面鏡（ポ
リゴンミラーと呼ばれる）４に向けられる。多面鏡４で
反射されたレーザ光はｆθレンズ５を通して読み取ろう
とするＸ線フィルム６を繰り返しライン状に走査する。
Ｘ線フィルム６はゆっくり上方に移動され、Ｘ線フィル
ム６を透過したレーザ光はオプティカルファイバー管７
で受光され、フォトマルチプライヤ８に導かれ、そこで
光電変換され増倍される。フォトマルチプライヤ８から
出力する画像信号は対数増幅器９で対数をとって濃度信
号に変換され、A/D変換器10でA/D変換された後シューデ
ィング補正回路11によりシェーディング補正されて画像
メモリ12に格納される。

このようにオプティカルファイバー管７を用いた画像
読取装置においては、オプティカルファイバー管自体が
高価であることに加えて、使用ファイバー数が膨大であ
るためビーム光の出射端面（フォトマルチプライヤ８と
の接続面）が大きくなってしまい、これに使えるような
光電変換素子としてはフォトマルチプライヤを除いて他
にはないためコスト高い益々あおることになっている。

そこでコスト上不利なオプテイカルファイバー管の代
りにファイバーを用いずに入射面から入射したフィルム
透過光を全反射させてすべて出射面に導くような構造の
透明樹脂製導光体を用いることが特開昭56−11396号で
提案されているが、この導光体の場合も出射面が大面積
になってしまい光電変換素子としてはやはり大口径のも
のが製作できるフォトマルチプライヤしか使えるものが
ないのが現状である。

そこで導光体の出射面積を小さくするために、上述し
たような全反射の条件は満たさずに数回反射を繰り返し
ながら出射端面に到達するような構造の導光体が特開昭
61−73469号で提案されているが、反射ごとに光の損失
があるため高い集光効率は望めないという問題がある。

（発明の目的および構成） 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、集光
効率が高く且つ低コストの小さい光電交換素子を用いる
ことができる画像読取装置を提供することを目的として
おり、この目的を達成するために、画像情報媒体上にレ
ーザ光を照射して走査し、該レーザ光の該画像情報媒体
上に対する透過または反射した光を光電変換手段を用い
て電気信号に変換し、得られた電気信号をA/D変換する
画像読取装置において、偏向手段によりライン状に走査
された光を前記光電変換手段に導くための反射を備え、
且つ該反射手段の反射面は該レーザ光の走査方向に曲面
形状を有することを特徴とする画像読取装置を用いた。

（実施例） 以下本発明の図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による画像読取装置の一実施例を示す
線図である。

図において、第６図と同じ参照数字は同じ構成部分を
示しており、オプティカルファアバー管の位置に集光体
13が配置され、その端の位置にフォトダイオード14が配
置され、フォトダイオード14の出力を増幅する増幅器15
が配置されている。その他の構成は第６図に示した従来
の画像読取装置と同じであるので省略する。

集光体13には湾曲した反射面13aが形成されている
が、この反射面13aは集光体13の材質がアクリル樹脂の
ような樹脂であればたとえばアルミニウムのような金属
膜を被覆することにより形成され、材質がアルミニウム
材であれば湾曲面を研磨することにより形成することが
できる。

ここで集光体13の反射面13aの曲面形状について説明
する。

第２図は説明の便宜上多面鏡４とｆθレンズ５との距
離を実際より短縮して表わしてあるが、多面鏡４で反射
されｆθレンズ５を通ってＸ線フィルム６に向かうレー
ザ光の経路（実際で示してある）をｆθレンズ５を通し
て入光側に破線で示すように延長したとき、光軸Ｌと交
わる点をレーザビームの仮想光源位置と考えることがで
きる。

ところでｆθレンズ５は、多面鏡４からｆθレンズ５
に入射するレーザ光の光軸Ｌに対する角度θによってレ
ーザ光に対する屈折角が異なるために、仮想光源位置は
レーザ光でＸ線フィルム６を走査したときの最もθの大
きいレーザ光に対する位置Ａから最まθの小さいレーザ
光に対する位置Ｂまでの間に存在することになる。そこ
でいま位置ＡとＢとの中間位置Ｃを仮想光源位置と定
め、この仮想光源位置Ｃとフォトダイオード14の位置Ｄ
との焦点とする楕円形状（１点鎖線で表わしてある）の
一部を集光体13の反射面13aの曲面形状とする。

楕円の特性として、２つの楕円焦点の一方から出射し
た光は楕円面で反射してもう一方の焦点に集光するの
で、１つの焦点である仮想光源位置Ｃから出射しＸ線フ
ィルム６を通過したレーザ光は集光体３の楕円形状を一
部をなす反射面13aで反射した後もう１つの焦点である
フォトダイオード14（すなわち位置Ｄ）に集光するた
め、従来の全反射を利用しない光導体に比べて充分に高
い集光効率が得られる。

なお、仮想光源位置がＡとＢとの間でずれると同様に
フィルム透過光が集光体13の反射面13aで反射後フォト
ダイオード14上で受光させる位置もずれるが、フォトダ
イオード14の受光面積を10×10（mm）程度にしておけば
問題はない。

本実施例では、集光体13の反射面13aの曲面形状であ
る楕円形状を定めるのに仮想光源位置Ｃを仮想光源位置
ＡとＢとの中央位置に選んだが、本発明としては、中央
位置に限らず位置ＡとＢの間の他の位置でもよいし、そ
の範囲Ｆから外れた位置でもよい。ただし、その場合
は、反射面13aでの反射光がフォトダイオード14で受光
されるようにフォトダイオード14の位置と受光面積とを
決める必要がある。

本実施例で用いた集光体はその表側外面を反射面とす
る反射ミラー構造であるが、集光体13はこれに限らず第
３図に示すように、透明なアクリル樹脂で作り、裏側内
面を反射面13bとする構造でもよいことはもちろんであ
る。

第４図は本発明による画像読取装置で用いる集光体の
他の実施例を示す第２図と同様の図である。

この実施例でも仮想光源位置Ｃを第２図の場合と同様
に位置ＡとＢとの中央に定め、２つのフォトダイオード
14aと14bを集光体13の両端近くに配置し、集光体13のは
反射面を、仮想光源位置Ｃと一方のフォトダイオード14
aとを２つの焦点とする楕円形状の一部を曲面形状とし
た反射面13cと、仮想光源装置Ｃともう一方のフォトダ
イオード14bとを２つの焦点とする楕円形状の一部を曲
面形状とした反射面13dとを接合して形成したものであ
る。

この実施例では、２つの反射面13cと13dとの接合点は
特異点Ｅとなり、この点Ｅは楕円特性を満足しないの
で、集光体13の反射面近傍に平らな拡散板16を配置して
ある。

Ｘ線フィルム６を走査するレーザ光は、フィルム６の
部分6aを透過したレーザ光は拡散板15で拡散され集光体
13の反射面13dで反射されてフォトダイオード14aに導か
れ、フィルム６の部分6bを透過したレーザ光は拡散板16
で拡散され集光体13の反射面13cで反射されてフォトダ
イオード14bに導かれる。フィルム６の中央部分6cを通
過したレーザ光はやはり拡散板16で拡散されるので反射
面13cから13dのいずれかに当り反射されてフォトダイオ
ード14aまたは14bに導かれるので、特異点Ｅによる画像
情報の欠落は問題にならない。

また、特異点Ｅによる画像情報欠落の問題を解決する
別の手段として、拡散板を用いずに、集光体13の特異点
Ｅの近傍を透過状態にし、その背後に第４図に一点鎖線
で示したようにさらにもう１つのフォトダイオード14c
を配置することが考えられる。このようにすれば、Ｘ線
フィルム６の中央部分6cを透過してレーザ光はこのフォ
トダイオード14cで受光されるので、３つのフォトダイ
オード14a,14b,14cの出力を合成することによりＸ線フ
ィルム６の全体の画像情報を読み取ることができる。

なお、集光体13は第４図に示したものに限らず第５図
に示すように、透明なアクリル樹脂で作り、裏側内面を
反射面13c,13dとする構造でもよいことはもちろんであ
る。

上記２つの実施例ではいずれも集光体の反射面の曲面
形状として楕円形状を例示したが、本発明ではこれに限
定することなく、反射後のレーザ光が１点またはその近
傍に集光するような放物線とか双曲線などの円錐曲面形
状でもよいことはもちろんである。また、実施例では、
Ｘ線フィルムをレーザ光で走査し、その透過光を光電交
換する型式の画像読取装置を例示したが、本発明はＸ線
フィルムから反射するレーザ光を光電変換する型式の画
像読取りにも通用できる。また読取るべき対象もフィル
ムだけでなく紙に情報が記録された原稿でもよいことは
もちろんである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、画像情報媒
体の透過光または反射光を光電変換器へ導く導光体の反
射面を曲面形状としたので、低コストの集光体により高
い集光効率で画像読取りが可能となる。その結果、光電
変換器として高価なフォトマルチプライマに代えて安価
なフォトダイオードを用いることができるので、高速応
答性のPINフォトダイオードなどを用いることにより高
速読取りが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像読取装置の全体構成を示す概
略線図、第２図は本発明による画像読取装置の要部の一
実施例を示す線図、第３図は第２図に示した集光体の変
形例、第４図は本発明による画像読取装置の要部の他の
実施例を示す線図、第５図は第４図に示した集光体の変
形例、第６図は従来の画像読取装置の一例の全体構成を
示す概略線図である。 １……レーザ光源、２……コリメータレンズ、３……ミ
ラー、４……多面鏡、５……ｆθレンズ、６……Ｘ線フ
ィルム、９……対数増幅器、10……A/D変換器、11……
シェーディング補正回路、12……画像メモリ、13……集
光体、13a,13b,13c,13d……反射面、14,14a,14b……フ
ォトダイオード、16……拡散板

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像情報媒体上にレーザ光を照射して走査
   し、該レーザ光の該画情報媒体に対する透過または反射
   した光を光電変換手段を用いて電気信号に変換し、得ら
   れた電気信号をA/D変換する画像読取装置において、 偏向手段によりライン状に走査された光を前記光電変換
   手段に導くための反射手段を備え、且つ該反射手段の反
   射面は該レーザ光の走査方向に曲面形状を有することを
   特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】前記光電交換手段がフォトダイオードであ
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装
   置。
3. 【請求項３】前記反射手段の反射面が円錐曲線形状であ
   ることを特徴とする請求項２に記載の画像読み取り装
   置。
4. 【請求項４】前記反射手段の反射面が該レーザ光を走査
   するための偏向手段の反射位置近傍を第１焦点、光電変
   換手段位置を第２焦点とする楕円形状であることを特徴
   とする請求項３に記載の画像読み取り装置。
5. 【請求項５】前記光電変換手段が前記反射手段のレーザ
   光走査方向端部に設けられたことを特徴とする請求項４
   に記載の画像読み取り装置。