JP3335706B2 - 光学スキャナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学スキャナに関し、詳
しくは、フィルム媒体上のＸ線像を走査するためのレー
ザ走査システムへの使用に特に適した光学スキャナに関
する。
しくは、フィルム媒体上のＸ線像を走査するためのレー
ザ走査システムへの使用に特に適した光学スキャナに関
する。
【０００２】
【従来の技術】基本的にＸ線像は、Ｘ線光源と被写体と
なるサンプルとの間に、白黒写真フィルム（若しくは白
黒写真プレート）を置くことによって得られる。被写体
のうち吸収性の高い部分は写真フィルム（もしくはプレ
ート）上に影を与え、現像された時に、その部分の濃度
が薄く写る。例えば人体のＸ線写真では骨の部分が白く
写し出されるが、骨にはカルシウムが含まれ、多くの原
子数を有するからである。この原理で異常、異物が容易
に発見され、適切な治療処置が取られることとなる。内
臓は、通常、周囲の肉組織と同じ量のＸ線を吸収する
が、吸収力の高い物質をその臓器に混入することによっ
て、その部分をＸ線写真に写し出すことができる。
なるサンプルとの間に、白黒写真フィルム（若しくは白
黒写真プレート）を置くことによって得られる。被写体
のうち吸収性の高い部分は写真フィルム（もしくはプレ
ート）上に影を与え、現像された時に、その部分の濃度
が薄く写る。例えば人体のＸ線写真では骨の部分が白く
写し出されるが、骨にはカルシウムが含まれ、多くの原
子数を有するからである。この原理で異常、異物が容易
に発見され、適切な治療処置が取られることとなる。内
臓は、通常、周囲の肉組織と同じ量のＸ線を吸収する
が、吸収力の高い物質をその臓器に混入することによっ
て、その部分をＸ線写真に写し出すことができる。
【０００３】Ｘ線写真はまた、立体写真で立体像を撮
り、素材内部の欠陥位置を突き止めたり、トモグラフィ
（断層撮影）を使用して固体の立体構造を究明するな
ど、産業的に重要な利用価値を持つ。
り、素材内部の欠陥位置を突き止めたり、トモグラフィ
（断層撮影）を使用して固体の立体構造を究明するな
ど、産業的に重要な利用価値を持つ。
【０００４】これらの応用において、露光された写真フ
ィルム（あるいは写真版）が現像され、医療診断、品質
管理、記録管理、科学研究など、医療、産業、科学の分
野で適用され使用される。露光光線、被写体の性質、写
真媒体とそれを処理する光化学の性質によって、出来上
がったＸ線写真は完全に透明（白）から完全に不透明
（黒）まで間の連続トーンのグラデーションを有する。
現像された像の再生コピーの正確さは、オリジナルのＸ
線像の中間グレーレベル（灰色段階）のグラデーション
をいかに忠実に再生するかの技法によって決まる。
ィルム（あるいは写真版）が現像され、医療診断、品質
管理、記録管理、科学研究など、医療、産業、科学の分
野で適用され使用される。露光光線、被写体の性質、写
真媒体とそれを処理する光化学の性質によって、出来上
がったＸ線写真は完全に透明（白）から完全に不透明
（黒）まで間の連続トーンのグラデーションを有する。
現像された像の再生コピーの正確さは、オリジナルのＸ
線像の中間グレーレベル（灰色段階）のグラデーション
をいかに忠実に再生するかの技法によって決まる。
【０００５】写真および電子写真の技法では、イメージ
の直接複写が試みられてきた。これは第２の写真媒体も
しくは電子写真ドラムを、オリジナル像を透過あるいは
そこで反射された光に露光することによってなされる
が、特に電子写真の再生過程では、トーンの濃度および
バランスが損なわれることがある。
の直接複写が試みられてきた。これは第２の写真媒体も
しくは電子写真ドラムを、オリジナル像を透過あるいは
そこで反射された光に露光することによってなされる
が、特に電子写真の再生過程では、トーンの濃度および
バランスが損なわれることがある。
【０００６】最近では、Ｘ線フィルム像はレーザ光線ス
キャナによって走査され、フォトセル検出器で輝度を検
出して、オリジナル像のトーン濃度からディジタル化し
た鏡像を生成する。このディジタルイメージは、異なる
場所へ転送されたり、引き続いて再生されるために記憶
される。このようなイメージのディジタル化および記憶
は、関連分野の専門家の鑑定に回送されて紛失される恐
れのあるオリジナルのフィルム媒体のバックアップの意
味も持つ。
キャナによって走査され、フォトセル検出器で輝度を検
出して、オリジナル像のトーン濃度からディジタル化し
た鏡像を生成する。このディジタルイメージは、異なる
場所へ転送されたり、引き続いて再生されるために記憶
される。このようなイメージのディジタル化および記憶
は、関連分野の専門家の鑑定に回送されて紛失される恐
れのあるオリジナルのフィルム媒体のバックアップの意
味も持つ。
【０００７】従来のＸ線フィルム媒体から診断用のイメ
ージをディジタル捕獲するためには、イメージの読み取
り、露光、プリントのいずれにも使用されるタイプのレ
ーザ光線走査システムを用いる。走査光学読み取り装置
は、通常、不透過性のイメージ搭載媒体の入射面上の照
射部分で反射した光を検出することによって働く。上記
のようなＸ線像では、画像情報は媒体の光に対する透過
率で表され、検出器フォトセルおよび光学系は、媒体で
反射した光ではなく射出面を透過した光線の輝度を検出
する位置に配置される。Ｘ線フィルム像を読み取るため
のこのような光学システムは米国特許第4,818,861 号に
開示されている。そこでは、レーザビーム光源は、通
常、水平な所定の走査角度で、Ｘ線イメージを横切る走
査ラインへと偏向され、走査ラインごとの走査ポイント
でＸ線像を透過した光は、直接、光検出器に導かれ収集
される。これらの一般的なスキャナの特質は、Ｘ線像の
走査とイメージディジタル化システムとに共通のもので
ある。すなわち、走査ビームは、Ｘ線像フィルム媒体の
幅を横切って走査される。従来は、フィルム媒体は偏向
される光ビームに対して垂直な平面となるように、走査
ラインの中心点を支点として走査方向および走査クロス
方向の双方に追従傾斜される。そして、光ビームは、例
えば'861特許の図面に示されるように、水平走査角でフ
ィルム媒体の入射面へと偏向され、媒体を透過した光は
射出面から出てコレクタシステムで収集され、光検出器
へ送られる。
ージをディジタル捕獲するためには、イメージの読み取
り、露光、プリントのいずれにも使用されるタイプのレ
ーザ光線走査システムを用いる。走査光学読み取り装置
は、通常、不透過性のイメージ搭載媒体の入射面上の照
射部分で反射した光を検出することによって働く。上記
のようなＸ線像では、画像情報は媒体の光に対する透過
率で表され、検出器フォトセルおよび光学系は、媒体で
反射した光ではなく射出面を透過した光線の輝度を検出
する位置に配置される。Ｘ線フィルム像を読み取るため
のこのような光学システムは米国特許第4,818,861 号に
開示されている。そこでは、レーザビーム光源は、通
常、水平な所定の走査角度で、Ｘ線イメージを横切る走
査ラインへと偏向され、走査ラインごとの走査ポイント
でＸ線像を透過した光は、直接、光検出器に導かれ収集
される。これらの一般的なスキャナの特質は、Ｘ線像の
走査とイメージディジタル化システムとに共通のもので
ある。すなわち、走査ビームは、Ｘ線像フィルム媒体の
幅を横切って走査される。従来は、フィルム媒体は偏向
される光ビームに対して垂直な平面となるように、走査
ラインの中心点を支点として走査方向および走査クロス
方向の双方に追従傾斜される。そして、光ビームは、例
えば'861特許の図面に示されるように、水平走査角でフ
ィルム媒体の入射面へと偏向され、媒体を透過した光は
射出面から出てコレクタシステムで収集され、光検出器
へ送られる。
【０００８】一般に、一定の強度のレーザ光線は、米国
特許第4,921,320 号に述べられるタイプの光学システム
によってフォーカシングされ、走査方向に偏向されて、
水平な平面アレイに似た細いビーム光線の帯を生成し、
走査ラインの末端では入射面に対する光ビームの角度が
最小とされる。
特許第4,921,320 号に述べられるタイプの光学システム
によってフォーカシングされ、走査方向に偏向されて、
水平な平面アレイに似た細いビーム光線の帯を生成し、
走査ラインの末端では入射面に対する光ビームの角度が
最小とされる。
【０００９】通常、ビームの断面は円形であるが、例え
ば米国特許第4,943,128 号に教示されるような適切な走
査デフレクタを用いて、長軸と短軸を有する楕円形の断
面の光ビームを使用してもよい。このような円形もしく
は楕円形の断面の光ビームを、走査ビームに対して垂直
に向けられた透過性のイメージ搭載媒体（Ｘ線フィルム
イメージなどを含む媒体）に当てると、媒体の入射面か
ら直接透過する入射光と、射出面で内側に反射して戻る
光との“干渉”が生じ、特に媒体の厚さにばらつきがあ
る場合に画像上で異なる濃度の縞や輪郭線となって現れ
る。この効果についてはM. Born, M. Wolf共著の『光学
原理』§7.5 第７図２６に示されている（実際にこの現
象は、製造されたフィルムベースのウェブの厚さを干渉
計を使用して測定するために使用される）。直接透過光
と反射光とのオーバーラップ部分のこのような干渉は、
透過した光の輝度をかなり狂わせ、画像上に、読み取ら
れたイメージの精度を損なうような人口条痕を生じさせ
るという問題を生じさせる。
ば米国特許第4,943,128 号に教示されるような適切な走
査デフレクタを用いて、長軸と短軸を有する楕円形の断
面の光ビームを使用してもよい。このような円形もしく
は楕円形の断面の光ビームを、走査ビームに対して垂直
に向けられた透過性のイメージ搭載媒体（Ｘ線フィルム
イメージなどを含む媒体）に当てると、媒体の入射面か
ら直接透過する入射光と、射出面で内側に反射して戻る
光との“干渉”が生じ、特に媒体の厚さにばらつきがあ
る場合に画像上で異なる濃度の縞や輪郭線となって現れ
る。この効果についてはM. Born, M. Wolf共著の『光学
原理』§7.5 第７図２６に示されている（実際にこの現
象は、製造されたフィルムベースのウェブの厚さを干渉
計を使用して測定するために使用される）。直接透過光
と反射光とのオーバーラップ部分のこのような干渉は、
透過した光の輝度をかなり狂わせ、画像上に、読み取ら
れたイメージの精度を損なうような人口条痕を生じさせ
るという問題を生じさせる。
【００１０】従来、輪郭ぼけや、直接透過した入射光と
内側に反射した光とのオーバーラップを低減するための
試みはこれまでもなされてきた。特に、特開昭６２−６
３１３６号の（３Ａ）および（４Ａ）で提案される走査
システムにおいては、垂直の入射角での反射光のオーバ
ーラップの低減について考慮されている。その従来例で
は、走査される媒体は、記録面を横切る走査ビームの平
面角に対して９０°以外の角度に傾斜される。
内側に反射した光とのオーバーラップを低減するための
試みはこれまでもなされてきた。特に、特開昭６２−６
３１３６号の（３Ａ）および（４Ａ）で提案される走査
システムにおいては、垂直の入射角での反射光のオーバ
ーラップの低減について考慮されている。その従来例で
は、走査される媒体は、記録面を横切る走査ビームの平
面角に対して９０°以外の角度に傾斜される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、直接
透過する光ビームと内側に反射して戻る光とのコヒーレ
ント干渉を最小限におさえ、画像の濃度情報を歪めてデ
ィジタルイメージでの人口条痕やエラーの発生原因とな
る輪郭ぼけ（もしくはフリンジパターン）が発生する度
合いを低減することにある。
透過する光ビームと内側に反射して戻る光とのコヒーレ
ント干渉を最小限におさえ、画像の濃度情報を歪めてデ
ィジタルイメージでの人口条痕やエラーの発生原因とな
る輪郭ぼけ（もしくはフリンジパターン）が発生する度
合いを低減することにある。
【００１２】また、Ｘ線フィルム像の厚さのばらつきに
よって輪郭（フリンジ）ぼけを生じさせるコヒーレント
干渉を低減あるいは解消して、Ｘ線像の透過度を正確に
読み取り、正確な情報によるディジタル鏡像の作成を行
うことも本発明の目的である。
よって輪郭（フリンジ）ぼけを生じさせるコヒーレント
干渉を低減あるいは解消して、Ｘ線像の透過度を正確に
読み取り、正確な情報によるディジタル鏡像の作成を行
うことも本発明の目的である。
【００１３】さらに、透過性のイメージを含む媒体をそ
の媒体の厚さの相違に関係なくディジタル化するための
方法および装置を提供することも本発明の目的である。
の媒体の厚さの相違に関係なくディジタル化するための
方法および装置を提供することも本発明の目的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、裏表の
入射面及び射出面を持つ一般的な厚さの光透過性の画像
形成媒体上のＸ線イメージ（あるいはその他のイメー
ジ）を読み取るための方法及び装置において実現され
る。
入射面及び射出面を持つ一般的な厚さの光透過性の画像
形成媒体上のＸ線イメージ（あるいはその他のイメー
ジ）を読み取るための方法及び装置において実現され
る。
【００１５】この装置及び方法は、長軸と短軸を有する
楕円形の断面に伸長された光ビームを生成する手段及び
ステップと、この伸長された光ビームを媒体の入射面上
の走査ラインに沿って、所定の走査角度でビームの短軸
方向に偏向するための手段及びステップと、この媒体を
所定の走査角度で偏向された光ビームに対して直角以外
の角度に傾斜させて、媒体の射出面で内側に反射した光
ビームが所定の走査角度で入射面を直接透過した光ビー
ムと抵触しないようにするための手段及びステップと、
フィルム媒体の射出面を透過した光ビームの輝度を検出
するための手段及び方法を有する。
楕円形の断面に伸長された光ビームを生成する手段及び
ステップと、この伸長された光ビームを媒体の入射面上
の走査ラインに沿って、所定の走査角度でビームの短軸
方向に偏向するための手段及びステップと、この媒体を
所定の走査角度で偏向された光ビームに対して直角以外
の角度に傾斜させて、媒体の射出面で内側に反射した光
ビームが所定の走査角度で入射面を直接透過した光ビー
ムと抵触しないようにするための手段及びステップと、
フィルム媒体の射出面を透過した光ビームの輝度を検出
するための手段及び方法を有する。
【００１６】入射面への入射光と媒体の射出面で反射さ
れた光とのオーバーラップを最小限にするために、媒体
は、走査ラインに対して、その厚さに応じて選択された
垂直以外の角度に傾けられるのが好ましい。
れた光とのオーバーラップを最小限にするために、媒体
は、走査ラインに対して、その厚さに応じて選択された
垂直以外の角度に傾けられるのが好ましい。
【００１７】また、良好な実施態様では、楕円形の断面
に伸長された光ビームをこのビームの軸回りに回転させ
て断面の短軸を走査ライン方向から逸らせ、所定の走査
角度で走査方向に偏向させて、傾斜されたフィルム媒体
上へ導く。これによって、媒体の入射面への直接透過光
と媒体の射出面で内側に反射して入射面へ跳ね返る光ビ
ームとの干渉を防ぐ。
に伸長された光ビームをこのビームの軸回りに回転させ
て断面の短軸を走査ライン方向から逸らせ、所定の走査
角度で走査方向に偏向させて、傾斜されたフィルム媒体
上へ導く。これによって、媒体の入射面への直接透過光
と媒体の射出面で内側に反射して入射面へ跳ね返る光ビ
ームとの干渉を防ぐ。
【００１８】
【実施例】画像走査読み取り記録システムにおいて、光
ビームを用いてＸ線像などのイメージを含む媒体を走査
し、光電子的に記録されたイメージ情報を読み取り、そ
れによってイメージ信号を生成することはよく知られて
いる。これらの信号はディジタル化されて記憶され、そ
のイメージを別の媒体上に再生するために使用される。
このような従来のイメージ走査読取／再生システムで
は、走査ビームはレーザダイオードによって照射され、
反射ファセット（面）を有し高速で回転（もしくは反
復）するミラー光デフレクタで偏向される。
ビームを用いてＸ線像などのイメージを含む媒体を走査
し、光電子的に記録されたイメージ情報を読み取り、そ
れによってイメージ信号を生成することはよく知られて
いる。これらの信号はディジタル化されて記憶され、そ
のイメージを別の媒体上に再生するために使用される。
このような従来のイメージ走査読取／再生システムで
は、走査ビームはレーザダイオードによって照射され、
反射ファセット（面）を有し高速で回転（もしくは反
復）するミラー光デフレクタで偏向される。
【００１９】図１には、上述の´３２０特許に図示され
開示されるような光学スキャナ１０が示される。スキャ
ナ１０は、光源としてのダイオードレーザ１２と、コリ
メートレンズ１４と、ビーム伸長装置（イクスパンダ
ー）１６と、ビーム成形(shaper)システム１８と、多角
形型の回転ミラー２０と、この多角形ミラー２０と記録
媒体２４との間に位置する光学システム２２とを有す
る。ビーム形成システムは、球状レンズ１７と、正の円
筒レンズ１９と、負の円筒レンズ２７と、前記正負のレ
ンズ１９、２７の間の平面鏡２５と、を有する。光学シ
ステム２２は、光学軸２３に沿って配置され、２つの屈
折走査レンズ要素３０及び３２と、円筒形のミラー３４
と、を含む。光学システム２２は、また、レンズ要素３
２とミラー３４との間にある平面鏡３６を有し、これに
よって光ビームのフォーカシングを行う。
開示されるような光学スキャナ１０が示される。スキャ
ナ１０は、光源としてのダイオードレーザ１２と、コリ
メートレンズ１４と、ビーム伸長装置（イクスパンダ
ー）１６と、ビーム成形(shaper)システム１８と、多角
形型の回転ミラー２０と、この多角形ミラー２０と記録
媒体２４との間に位置する光学システム２２とを有す
る。ビーム形成システムは、球状レンズ１７と、正の円
筒レンズ１９と、負の円筒レンズ２７と、前記正負のレ
ンズ１９、２７の間の平面鏡２５と、を有する。光学シ
ステム２２は、光学軸２３に沿って配置され、２つの屈
折走査レンズ要素３０及び３２と、円筒形のミラー３４
と、を含む。光学システム２２は、また、レンズ要素３
２とミラー３４との間にある平面鏡３６を有し、これに
よって光ビームのフォーカシングを行う。
【００２０】屈折走査レンズ要素３０は、厚い凹凸レン
ズで、このレンズは球状の表面４０、４２を有する。表
面４０は、負の倍率を、表面４２は、正の倍率をそれぞ
れ有し、全体としてレンズ３０の光学的な倍率は、わず
かに正の方向である。一方、屈折走査レンズ要素３２
は、円筒状の表面４６、４８を有し、これら表面はお互
いに直角の方向をなす個別の円筒軸（図示されず）を持
つ。これら円筒軸の双方は、前記第１のレンズ要素３０
によって決定される光学軸２３に対して垂直である。レ
ンズ要素３２の表面４６は、走査方向に正の円筒倍率を
有し、表面４８はクロス走査方向に負の円筒倍率を有す
る。すなわちレンズ要素３２は、走査方向に正の、クロ
ス走査方向に負の倍率を有し、円筒ミラー軸は光学軸２
３に対して直角である。
ズで、このレンズは球状の表面４０、４２を有する。表
面４０は、負の倍率を、表面４２は、正の倍率をそれぞ
れ有し、全体としてレンズ３０の光学的な倍率は、わず
かに正の方向である。一方、屈折走査レンズ要素３２
は、円筒状の表面４６、４８を有し、これら表面はお互
いに直角の方向をなす個別の円筒軸（図示されず）を持
つ。これら円筒軸の双方は、前記第１のレンズ要素３０
によって決定される光学軸２３に対して垂直である。レ
ンズ要素３２の表面４６は、走査方向に正の円筒倍率を
有し、表面４８はクロス走査方向に負の円筒倍率を有す
る。すなわちレンズ要素３２は、走査方向に正の、クロ
ス走査方向に負の倍率を有し、円筒ミラー軸は光学軸２
３に対して直角である。
【００２１】ダイオードレーザ１２は、所定の波長のレ
ーザビーム５０を生成するために用いられ、このビーム
は多角形ミラー２０のファセットに導かれる前に、ビー
ム形成システム１８によってアナモルフィック（歪み
形）に形成される。ビーム５０はクロス走査方向に、多
角形ファセット２１の近傍で中央焦点(waist focus) を
結ぶ。このビーム５０は走査方向に、多角形ミラー２０
を所定の距離（例えば７２０ｍｍ）だけ越えた位置にあ
る中央焦点に向けて収束する。すなわち、走査方向には
ミラーファセット２１での入射ビームはコリメートしな
いが（光線を平行にしない）が、正の離接運動を有す
る。ファセット２１で反射し、２つのレンズ要素３０、
３２を通過した後のビームは、円筒ミラー３４で再度反
射し、記録媒体２４上あるいはその近傍の中央焦点へと
到達する。走査方向においては、中央焦点は、全体のラ
イン長が１３インチを越えるものでは記録媒体から±0.
13mm以内の距離にある。結果として、計算されたｅｘｐ
（−２）のパワーポイントに対するビーム半径0.012mm
は、走査方向でその半径サイズの誤差は５％以下であ
る。クロス走査方向には、記録媒体から±0.35mm以内の
距離に中央焦点があり、公称0.015mm のビーム半径はク
ロス走査方向に１０％以下の誤差で変化する。記録媒体
でのレーザビーム５０のこのような特質は、非常に高解
像の走査に適している。
ーザビーム５０を生成するために用いられ、このビーム
は多角形ミラー２０のファセットに導かれる前に、ビー
ム形成システム１８によってアナモルフィック（歪み
形）に形成される。ビーム５０はクロス走査方向に、多
角形ファセット２１の近傍で中央焦点(waist focus) を
結ぶ。このビーム５０は走査方向に、多角形ミラー２０
を所定の距離（例えば７２０ｍｍ）だけ越えた位置にあ
る中央焦点に向けて収束する。すなわち、走査方向には
ミラーファセット２１での入射ビームはコリメートしな
いが（光線を平行にしない）が、正の離接運動を有す
る。ファセット２１で反射し、２つのレンズ要素３０、
３２を通過した後のビームは、円筒ミラー３４で再度反
射し、記録媒体２４上あるいはその近傍の中央焦点へと
到達する。走査方向においては、中央焦点は、全体のラ
イン長が１３インチを越えるものでは記録媒体から±0.
13mm以内の距離にある。結果として、計算されたｅｘｐ
（−２）のパワーポイントに対するビーム半径0.012mm
は、走査方向でその半径サイズの誤差は５％以下であ
る。クロス走査方向には、記録媒体から±0.35mm以内の
距離に中央焦点があり、公称0.015mm のビーム半径はク
ロス走査方向に１０％以下の誤差で変化する。記録媒体
でのレーザビーム５０のこのような特質は、非常に高解
像の走査に適している。
【００２２】光学スキャナ１０で得られる解像度は、高
品質の連続トーンあるいはハーフトーンイメージの生成
に使用され、後者は１５０ドット／インチのスクリーン
（図示されず）を用いることによって形成される。これ
ら等間隔のドットのサイズによって、どのような小さな
領域であっても画像のグレーレベルが決定される。ひと
つのドットは１２×１２のミニピクセルアレイからな
り、走査方向にもクロス走査方向にも１インチ当たり１
８００のミニピクセルを有することになる。レーザビー
ム５０が各ラインを走査する際にその出力レベルを制御
することによって、これらミニピクセルがオンオフ切り
換えされ、これによって各ドットの目に見えるサイズが
変化する。本発明によるレーザビームのスポットサイズ
は、本目的の使用に一致している。
品質の連続トーンあるいはハーフトーンイメージの生成
に使用され、後者は１５０ドット／インチのスクリーン
（図示されず）を用いることによって形成される。これ
ら等間隔のドットのサイズによって、どのような小さな
領域であっても画像のグレーレベルが決定される。ひと
つのドットは１２×１２のミニピクセルアレイからな
り、走査方向にもクロス走査方向にも１インチ当たり１
８００のミニピクセルを有することになる。レーザビー
ム５０が各ラインを走査する際にその出力レベルを制御
することによって、これらミニピクセルがオンオフ切り
換えされ、これによって各ドットの目に見えるサイズが
変化する。本発明によるレーザビームのスポットサイズ
は、本目的の使用に一致している。
【００２３】図１に示されるシステムのその他の特質は
´３２０特許に詳細に述べられているが、図１は次の点
で´３２０特許と異なる。図１では、走査されるイメー
ジは、´３２０特許での記録媒体の代わりに平坦なイメ
ージ搭載媒体２４をに含まれ、図１のシステムは情報を
記録するというよりはむしろ走査のために使用される。
また、図１では、Ｘ線フィルム媒体２４の射出面側に光
コレクタ６０と、フォトセル６２とが配置されている。
フォトセル６２は周知のように、シート媒体２４を透過
した光を検出し、イメージ変調された透過走査光ビーム
の輝度を表す光信号を生成する。
´３２０特許に詳細に述べられているが、図１は次の点
で´３２０特許と異なる。図１では、走査されるイメー
ジは、´３２０特許での記録媒体の代わりに平坦なイメ
ージ搭載媒体２４をに含まれ、図１のシステムは情報を
記録するというよりはむしろ走査のために使用される。
また、図１では、Ｘ線フィルム媒体２４の射出面側に光
コレクタ６０と、フォトセル６２とが配置されている。
フォトセル６２は周知のように、シート媒体２４を透過
した光を検出し、イメージ変調された透過走査光ビーム
の輝度を表す光信号を生成する。
【００２４】走査ビームはこうしてミラー２０の回転に
合わせ反復し、媒体２４の入射面６８で走査ラインに沿
って連続して走査する。媒体２４が矢印６９で示される
方向へ移動することによって、走査ライン６６の連続が
行われる。このために使用される移動メカニズムは図示
されないピンチローラーを含み、このピンチローラーに
媒体２４の両面６４、６８が固定されて、周知の方法で
矢印６９の方向へ徐々に動かす。またこのメカニズムは
シート２４を安定させ、スキャナ１０、光コレクタ６
０、フォトセル６２を通る媒体の正確な動きを維持する
ために使用され得る。
合わせ反復し、媒体２４の入射面６８で走査ラインに沿
って連続して走査する。媒体２４が矢印６９で示される
方向へ移動することによって、走査ライン６６の連続が
行われる。このために使用される移動メカニズムは図示
されないピンチローラーを含み、このピンチローラーに
媒体２４の両面６４、６８が固定されて、周知の方法で
矢印６９の方向へ徐々に動かす。またこのメカニズムは
シート２４を安定させ、スキャナ１０、光コレクタ６
０、フォトセル６２を通る媒体の正確な動きを維持する
ために使用され得る。
【００２５】図１に示されるシステムでは、７０°の入
射ビームが走査ライン６６に沿って走査されるにつれ
て、シート媒体２４は搬送メカニズムによってビームに
対して９０°の角度でクロス走査方向に移動される。本
発明によれば、走査される媒体２４を矢印８０の方向へ
傾斜させ、ビーム成形システム１８としてビーム成形／
回転光学システムを用いて、入射光ビームと射出面６４
からの反射ビームとの干渉を最小限にすることが提案さ
れる。このようなビームのオーバーラップは、後述の走
査ビームの中央位置７２で特に顕著である。
射ビームが走査ライン６６に沿って走査されるにつれ
て、シート媒体２４は搬送メカニズムによってビームに
対して９０°の角度でクロス走査方向に移動される。本
発明によれば、走査される媒体２４を矢印８０の方向へ
傾斜させ、ビーム成形システム１８としてビーム成形／
回転光学システムを用いて、入射光ビームと射出面６４
からの反射ビームとの干渉を最小限にすることが提案さ
れる。このようなビームのオーバーラップは、後述の走
査ビームの中央位置７２で特に顕著である。
【００２６】図２及び３に移ると、イメージを含むフィ
ルム媒体２４を入射光７０の通常の入射角度から、おお
げさには４５°傾斜させる効果が示されている（実際の
割合い通りではなく誇張されて描かれている）。これは
射出面で反射された光ビーム７０´を逸らせることによ
って、透過光７０''に対する干渉（希釈）を低減させる
ためのものである。
ルム媒体２４を入射光７０の通常の入射角度から、おお
げさには４５°傾斜させる効果が示されている（実際の
割合い通りではなく誇張されて描かれている）。これは
射出面で反射された光ビーム７０´を逸らせることによ
って、透過光７０''に対する干渉（希釈）を低減させる
ためのものである。
【００２７】図２には、媒体２４の入射面６８を通過す
る円形の断面のビーム７０、及び射出面から出る射出光
線７０”とが光ビームとして描かれている。射出ビーム
７０”は、厚さＴの媒体２４の通過する画像情報の透明
度あるいは不透明度の度合いによって希釈される。
る円形の断面のビーム７０、及び射出面から出る射出光
線７０”とが光ビームとして描かれている。射出ビーム
７０”は、厚さＴの媒体２４の通過する画像情報の透明
度あるいは不透明度の度合いによって希釈される。
【００２８】射出面６６に当たる入射ビーム７０の一部
は、射出面で反射してそれ自身に跳ね返り、反射ビーム
７０´として示される。通常は厚さＴが走査方向を横切
る方向に（クロス走査方向に）一定に保たれれば、直接
透過した光ビームと内側に反射した光ビームとの間の相
対的な位相は一定となり、お互いに干渉し合って合成さ
れたビーム成分の透過エネルギーの輝度も一定となる。
しかし、厚さＴが走査方向を横切る方向に（クロス走査
方向に）変化する場合、可干渉的に合成し合ったビーム
成分の結果としての透過エネルギーの輝度もばらつく。
ディジタル化された信号は、前記『光学の原理』7.5 章
の特に図7.26に示されるような輪郭ぼけ、光の干渉によ
る縞もしくはゴーストパターンなどをも含む。
は、射出面で反射してそれ自身に跳ね返り、反射ビーム
７０´として示される。通常は厚さＴが走査方向を横切
る方向に（クロス走査方向に）一定に保たれれば、直接
透過した光ビームと内側に反射した光ビームとの間の相
対的な位相は一定となり、お互いに干渉し合って合成さ
れたビーム成分の透過エネルギーの輝度も一定となる。
しかし、厚さＴが走査方向を横切る方向に（クロス走査
方向に）変化する場合、可干渉的に合成し合ったビーム
成分の結果としての透過エネルギーの輝度もばらつく。
ディジタル化された信号は、前記『光学の原理』7.5 章
の特に図7.26に示されるような輪郭ぼけ、光の干渉によ
る縞もしくはゴーストパターンなどをも含む。
【００２９】内側に反射するビーム７０´が直接透過す
る入射光７０と干渉する度合いは、入射面６８と反射面
６６での走査ライン方向への入射ビームの角度方向によ
って決まる。図２に示されるように、垂直入射角（90 )
では内側に反射する光ビーム７０´は直接入射ビーム７
０に跳ね返り、透過光ビーム７０''を均等に希釈する。
る入射光７０と干渉する度合いは、入射面６８と反射面
６６での走査ライン方向への入射ビームの角度方向によ
って決まる。図２に示されるように、垂直入射角（90 )
では内側に反射する光ビーム７０´は直接入射ビーム７
０に跳ね返り、透過光ビーム７０''を均等に希釈する。
【００３０】図４（ａ）は、図１の走査ラインの中央位
置７２、７２´及び末端７６、７６´と、７２−７６間
の途中位置における、直接透過した入射光と内側に反射
した光ビームとの重なりもしくはオーバーラップを示し
ている。直接透過した光ビームは白丸、内側に反射した
光ビームは網かけの円で示される。左端では、直接透過
光７２と反射光７２´は完全に重なり合う。ビームが走
査ライン６６に沿って中央走査地点７２から両端７４あ
るいは７６へ偏向するにつれて、直接透過光と反射光と
の重なりは減少する。
置７２、７２´及び末端７６、７６´と、７２−７６間
の途中位置における、直接透過した入射光と内側に反射
した光ビームとの重なりもしくはオーバーラップを示し
ている。直接透過した光ビームは白丸、内側に反射した
光ビームは網かけの円で示される。左端では、直接透過
光７２と反射光７２´は完全に重なり合う。ビームが走
査ライン６６に沿って中央走査地点７２から両端７４あ
るいは７６へ偏向するにつれて、直接透過光と反射光と
の重なりは減少する。
【００３１】図４（ｂ）は、走査の中央位置から両端に
まで生じるオーバーラップの量を低減させるために、入
射光ビームを図４（ａ）、図２及び３での円形の断面か
ら、長軸と短軸を有する楕円形の断面のビームへと変形
した時の効果を示している。（適切なマスク及びスキャ
ナ１０のビーム形成システム１８の光学部材を使用す
る。）図４（ｂ）は４（ａ）と関連して、ビームの形を
変えたことによって垂直入射走査ビームのオーバーラッ
プを低減させる効果を示す。しかしながら、垂直な入射
角では、直接透過したビームと内側に反射したビームは
中央走査位置７２で、なお全体的に重なり合う。
まで生じるオーバーラップの量を低減させるために、入
射光ビームを図４（ａ）、図２及び３での円形の断面か
ら、長軸と短軸を有する楕円形の断面のビームへと変形
した時の効果を示している。（適切なマスク及びスキャ
ナ１０のビーム形成システム１８の光学部材を使用す
る。）図４（ｂ）は４（ａ）と関連して、ビームの形を
変えたことによって垂直入射走査ビームのオーバーラッ
プを低減させる効果を示す。しかしながら、垂直な入射
角では、直接透過したビームと内側に反射したビームは
中央走査位置７２で、なお全体的に重なり合う。
【００３２】図５（ａ）及び５（ｂ）は、フィルム媒体
２４を矢印８０の方向に傾斜させたことによる効果を示
している。５（ａ）は円形の断面のビームを、５（ｂ）
は楕円形の断面のビームを用いた場合を示し、それぞれ
フィルム媒体を様々な角度に傾けた場合の直接透過光７
２と内側に反射したビーム７２´のオーバーラップを示
している。
２４を矢印８０の方向に傾斜させたことによる効果を示
している。５（ａ）は円形の断面のビームを、５（ｂ）
は楕円形の断面のビームを用いた場合を示し、それぞれ
フィルム媒体を様々な角度に傾けた場合の直接透過光７
２と内側に反射したビーム７２´のオーバーラップを示
している。
【００３３】図５ａに示されるように、フィルム媒体２
４の平面を直接透過光ビーム７０のアレイに対して徐々
に傾斜させると、直接透過光７２と反射光７２´とのオ
ーバーラップが解消される。しかしながらオーバーラッ
プを避けるためにフィルム媒体を傾け過ぎると、走査ビ
ームが走査ライン６６の両端部７４、７６に近付くにつ
れて別の弊害が顕著となる。すなわち、射出面６４を透
過する光ビームが入射面６８への入射光から走査方向に
逸脱するにつれ、画像情報の正確な走査ができにくくな
る。
４の平面を直接透過光ビーム７０のアレイに対して徐々
に傾斜させると、直接透過光７２と反射光７２´とのオ
ーバーラップが解消される。しかしながらオーバーラッ
プを避けるためにフィルム媒体を傾け過ぎると、走査ビ
ームが走査ライン６６の両端部７４、７６に近付くにつ
れて別の弊害が顕著となる。すなわち、射出面６４を透
過する光ビームが入射面６８への入射光から走査方向に
逸脱するにつれ、画像情報の正確な走査ができにくくな
る。
【００３４】この現象は図３に示され、ここでは媒体２
４は直角から４５°に傾けられ、内側に反射された光ビ
ーム７０”の射出がクロス走査方向６９に向かって逸脱
する。反射光７０´は幸い、直接透過光７０から完全に
離れて反射する。このようなビームずれは、特に中央ビ
ーム位置７２では、媒体の厚さＴと走査ビーム７０の断
面の形次第では走査目的にとってそれほど深刻ではな
い。しかしながら、両端部７４、７６では、射出する反
射ビームのずれはクロス走査方向だけではなく、走査方
向にもずれが生じ、現実に走査の解像度が損なわれる。
解像度が低減される度合いは、その走査ビームの解像度
と、媒体２４の厚さと、走査ライン６６の幅と、ビーム
位置７４、７６における中央ビーム位置７２に対する走
査ビームの逸脱の度合いとによって決まる。このような
傾斜効果では、任意のスキャナ光学システムで使用され
るフィルム媒体２４の傾斜角度に上限が設けられること
を理解されたい。
４は直角から４５°に傾けられ、内側に反射された光ビ
ーム７０”の射出がクロス走査方向６９に向かって逸脱
する。反射光７０´は幸い、直接透過光７０から完全に
離れて反射する。このようなビームずれは、特に中央ビ
ーム位置７２では、媒体の厚さＴと走査ビーム７０の断
面の形次第では走査目的にとってそれほど深刻ではな
い。しかしながら、両端部７４、７６では、射出する反
射ビームのずれはクロス走査方向だけではなく、走査方
向にもずれが生じ、現実に走査の解像度が損なわれる。
解像度が低減される度合いは、その走査ビームの解像度
と、媒体２４の厚さと、走査ライン６６の幅と、ビーム
位置７４、７６における中央ビーム位置７２に対する走
査ビームの逸脱の度合いとによって決まる。このような
傾斜効果では、任意のスキャナ光学システムで使用され
るフィルム媒体２４の傾斜角度に上限が設けられること
を理解されたい。
【００３５】図５ｂには伸長された（もしくは楕円形断
面の）光ビームを用い、このビームを傾斜させたフィル
ム媒体２４上に走査させたときの効果を、中央ビーム位
置７２から両端７４、７６の間での様々な位置に関して
示している。図５ｂにおける反射光とのオーバーラップ
領域は、図４ｂのそれと比較するとずいぶん縮小されて
いる。本発明の第１の実施例では、断面を楕円形に伸長
された走査ビームをわずかに傾斜させた走査平面と組み
合わせて用いて、走査ライン６６の中央ビーム位置７２
近傍における狭い範囲で反射光とのオーバーラップを低
減させることが意図される。
面の）光ビームを用い、このビームを傾斜させたフィル
ム媒体２４上に走査させたときの効果を、中央ビーム位
置７２から両端７４、７６の間での様々な位置に関して
示している。図５ｂにおける反射光とのオーバーラップ
領域は、図４ｂのそれと比較するとずいぶん縮小されて
いる。本発明の第１の実施例では、断面を楕円形に伸長
された走査ビームをわずかに傾斜させた走査平面と組み
合わせて用いて、走査ライン６６の中央ビーム位置７２
近傍における狭い範囲で反射光とのオーバーラップを低
減させることが意図される。
【００３６】本発明の別の実施例では、図５ｂで示され
る楕円形の断面をもつ直接透過光と内側への反射光との
オーバーラップは、楕円形ビームの断面軸を３０〜４０
°回転させることによってさらに低減される。このよう
に断面軸を回転させることによって、傾斜された射出面
６４での内側への反射光は、中央ビーム位置７２におい
ても直接透過光とオーバーラップすることが解消され
る。この実施例では、ビーム成形システム１８は図６に
示されるような走査ビームの回転を行うための光学要素
を含む。
る楕円形の断面をもつ直接透過光と内側への反射光との
オーバーラップは、楕円形ビームの断面軸を３０〜４０
°回転させることによってさらに低減される。このよう
に断面軸を回転させることによって、傾斜された射出面
６４での内側への反射光は、中央ビーム位置７２におい
ても直接透過光とオーバーラップすることが解消され
る。この実施例では、ビーム成形システム１８は図６に
示されるような走査ビームの回転を行うための光学要素
を含む。
【００３７】図７〜１１は、図４ａ、４ｂ、５ｂ、及び
６を参照して述べられたそれぞれの状態での、入射する
直接透過光と内側へ反射する光とのオーバーラップの度
合いを示すグラフである。
６を参照して述べられたそれぞれの状態での、入射する
直接透過光と内側へ反射する光とのオーバーラップの度
合いを示すグラフである。
【００３８】図７〜１１においては、Ｙ軸は８％の輝度
変調に正規化された干渉効果の大きさを、Ｘ軸は走査角
度（単位：ラジアン）を表す。全走査は±７−１０°で
ある。図７は円形断面のビームに関し、中央の最大の干
渉から走査角度につれて緩やかに下降してゆく。図８の
ように楕円形のビーム（図４ｂに示されるような走査方
向側が狭められた楕円）を用いると、干渉度はより急激
に低下する。図９及び１０のように、傾斜させたフィル
ム平面上への楕円断面のビームでは、干渉が低減され
る。ビームを傾斜されたフィルム上へ回転させると、図
１１に示されるように、干渉はさらに低減される。図１
１と図７−１０を比較すると分かる通り、出来上がりの
画像から肉眼で見える条痕を抑制するためには、最大干
渉を４分の１にまで減少させる必要がある。
変調に正規化された干渉効果の大きさを、Ｘ軸は走査角
度（単位：ラジアン）を表す。全走査は±７−１０°で
ある。図７は円形断面のビームに関し、中央の最大の干
渉から走査角度につれて緩やかに下降してゆく。図８の
ように楕円形のビーム（図４ｂに示されるような走査方
向側が狭められた楕円）を用いると、干渉度はより急激
に低下する。図９及び１０のように、傾斜させたフィル
ム平面上への楕円断面のビームでは、干渉が低減され
る。ビームを傾斜されたフィルム上へ回転させると、図
１１に示されるように、干渉はさらに低減される。図１
１と図７−１０を比較すると分かる通り、出来上がりの
画像から肉眼で見える条痕を抑制するためには、最大干
渉を４分の１にまで減少させる必要がある。
【００３９】ここでは図１に示されるような単一の光学
スキャナシステム１０についてのみ示されているが、従
来のいかなるスキャナシステムが本発明の原理と結びつ
けて使用されてもよく、反射光の干渉が起こりやすい透
過ベースあるいは反射ベースの走査システム双方におい
て、このような干渉を解消することができる。
スキャナシステム１０についてのみ示されているが、従
来のいかなるスキャナシステムが本発明の原理と結びつ
けて使用されてもよく、反射光の干渉が起こりやすい透
過ベースあるいは反射ベースの走査システム双方におい
て、このような干渉を解消することができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、射出面からの反射光と
直接透過する入射光ビームとの干渉が低減される。
直接透過する入射光ビームとの干渉が低減される。
【図１】イメージを含む光透過性の媒体を走査するため
の従来の光学スキャナの斜視図である。
の従来の光学スキャナの斜視図である。
【図２】走査される媒体に対する入射光ビームの入射角
を図１での９０°から４５°に傾けた時の効果を示すた
めの図である。
を図１での９０°から４５°に傾けた時の効果を示すた
めの図である。
【図３】走査される媒体に対する入射光ビームの入射角
を図１での９０°から４５°に傾けた時の効果を示すた
めの図である。
を図１での９０°から４５°に傾けた時の効果を示すた
めの図である。
【図４】円形の断面を有するビームと楕円形の断面のビ
ームに関し、それぞれ走査ライン上の所定の地点での入
射光と反射光との干渉のパターンを示す図である。
ームに関し、それぞれ走査ライン上の所定の地点での入
射光と反射光との干渉のパターンを示す図である。
【図５】フィルム媒体をビームに対して垂直からやや傾
斜させ、円形断面と楕円形の断面とのビームに関し、そ
れぞれ入射光と反射光とを離れさせる効果を示す図であ
る。
斜させ、円形断面と楕円形の断面とのビームに関し、そ
れぞれ入射光と反射光とを離れさせる効果を示す図であ
る。
【図６】図４の（ｂ）で示される楕円形の断面のビーム
を走査方向に対して回転させ、走査ライン上の入射トー
ルポイントで、直接透過入射光と内側に反射した光ビー
ムとの干渉を解消もしくは低減させる効果を示す図であ
る。
を走査方向に対して回転させ、走査ライン上の入射トー
ルポイントで、直接透過入射光と内側に反射した光ビー
ムとの干渉を解消もしくは低減させる効果を示す図であ
る。
【図７】円形の断面のビームを回転させずに用い、媒体
を傾斜させない場合の干渉の度合いを示す図である。
を傾斜させない場合の干渉の度合いを示す図である。
【図８】楕円形の断面のビームを回転させずに用い、媒
体を傾斜させない場合の干渉度を示す図である。
体を傾斜させない場合の干渉度を示す図である。
【図９】楕円形の断面のビームを回転させずに用い、媒
体を６°傾斜させた場合の干渉度を示す図である。
体を６°傾斜させた場合の干渉度を示す図である。
【図１０】楕円形の断面のビームを回転させずに用い、
媒体を１２°傾斜させた場合の干渉度を示す図である。
媒体を１２°傾斜させた場合の干渉度を示す図である。
【図１１】楕円形の断面のビームを４５°回転させて用
い、媒体を１２°傾斜させた場合の干渉度を示す図であ
る。
い、媒体を１２°傾斜させた場合の干渉度を示す図であ
る。
１２ ダイオードレーザ １４ コリメートレンズ １６ ビーム伸長装置 １８ ビーム成形システム ２１ 多角形ファセット ２４ フィルム媒体 ３０ レンズ ３４、３６ 円筒ミラー ６０ 光コレクタ ６２ フォトセル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−290456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−266582（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−113548（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 H04N 1/113
Claims (2)
- 【請求項１】 表裏が入射面(68)および射出面(64)であ
る所定の厚さの光透過性のフィルム媒体(24)上に記録さ
れた画像濃度情報を読み取るための装置(10)であって、 長軸と短軸とを有する楕円形に形成された断面の光ビー
ム(50)を生成するための手段(12,18)と、 前記生成された光ビームを、所定の走査角度で媒体(24)
の入射面上の走査ラインに沿って、光ビームの短軸方向
である走査方向へと偏向させるためのデフレクタ手段(2
0)と、前記デフレクタ手段(20)により偏向された光ビーム(50)
に対して、前記媒体(24)を非垂直の角度に傾斜させるた
めの手段(80)と、 前記生成された光ビーム(50)をビームの軸回りの方向に
回転させて断面の短軸を走査ライン(66)方向から逸ら
せ、前記デフレクタ手段(20)によって偏向された光ビー
ムを所定の走査角度でフィルム媒体(24)上を走査方向に
走らせる際に、媒体(24)上の入射面(68)への光ビームの
入射と、媒体(24)の射出面(64)で内側に反射して入射面
(68)へ返るビーム(50)との干渉を防ぐための光学手段(1
8)と、 フィルム媒体(24)の射出面(64)を透過した光ビームの輝
度を検出するための手段(62)と、 を有することを特徴とする光学スキャナ。 - 【請求項２】 表裏が入射面(68)および射出面(64)であ
る所定の厚さの光透過性のフィルム媒体(24)上に記録さ
れた画像濃度情報を読み取るための方法であって、 長軸と短軸とを有する楕円形に伸長された断面の光ビー
ム(50)を生成する(12,18)工程と、 前記生成された光ビームを、所定の走査角度で媒体(24)
の入射面上の走査ラインに沿って、光ビームの短軸方向
である走査方向へと偏向させる(20)工程と、前記偏向された光ビーム(50)に対して、前記媒体(24)を
非垂直の角度に傾斜させる(80)工程と、 前記生成された光ビーム(50)をビームの軸回り方向に回
転させて断面短軸を走査ライン(66)方向から逸らせ、前
記偏向された光ビームを所定の走査角度でフィルム媒体
(24)上を走査方向に走らせる際に、媒体(24)上の入射面
(68)への光ビームの入射と、媒体(24)の射出面(64)で内
側に反射して入射面(68)へ返るビーム(50)との干渉を防
ぐ工程と、 フィルム媒体(24)の射出面(64)を透過した光ビームの輝
度を検出する工程と、 を有することを特徴とする方法。
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