JPH06209397A

JPH06209397A - 画像読取り装置

Info

Publication number: JPH06209397A
Application number: JP5003610A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ueda; 歳彦上田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-07-26
Also published as: US5548373A

Abstract

(57)【要約】【目的】フィルムサイズに応じて投影倍率を変更して
高解像度でフィルム画像を読み取ることができ、かつ投
影倍率の変更にも拘らずケーラー照明を可能とする。ま
た、オペレータの作業を簡単なものとし、安全性を高め
ること。【構成】フィラメント１、非球面集光素子２、投影レ
ンズ３、リニアＣＣＤ４を配置し、フィルムＦを素子２
とレンズ３との間にセットする。素子２は主走査方向Ｘ
にパワーを持ち、光束をレンズ３の瞳に集光する。レン
ズ３はフィルムＦのサイズに応じて光軸上で移動し、フ
ィルムＦのサイズに応じてリニアＣＣＤ４の全画素に画
像が入射するように投影倍率を変更する。画像読取り時
において、フィルムＦは定位置に固定され、フィラメン
ト１及び素子２と、レンズ３又はリニアＣＣＤ４のいず
れかが副走査方向Ｙに移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像読取り装置、詳し
くは光透過性フィルム上に記録された画像をリニアセン
サで読み取る画像読取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数の読取り素子を一列に並べ
たリニアセンサを用いた画像読取り装置においては、光
源ユニットでフィルムを照射し、その透過光を投影レン
ズを介してリニアセンサに入射するようにしている。読
取り素子を並べた方向を主走査方向と称し、フィルム画
像を所定の速度で副走査方向（主走査方向と直交する方
向）にスキャンすることにより、１枚の画像を読み取っ
ている。

【０００３】ところで、フィルムには種々のサイズ（一
般的には、４×５インチ版、ブローニ版及び３５ｍｍ
版）があり、従来の読取り装置では、高解像度での読取
りを行うため、フィルムサイズに対応して投影倍率を変
更し、常にリニアセンサの主走査方向全域で画像を読み
取るようにしている。投影倍率の変更は、レンズを焦点
距離の異なったものに交換する方式か、位置固定のズー
ムレンズの焦点距離を変える方式によっている。

【０００４】しかし、これらの投影倍率変更方式では、
レンズの瞳の移動は微小であるため、照明ユニットを移
動させることなくケーラー照明を満足できるが、レンズ
交換方式はフィルムサイズごとにレンズを交換しなけれ
ばならない煩雑さを有し、ズームレンズにあってはレン
ズ径が大きくなると共にレンズの枚数が多くなり、レン
ズ系が大型化する問題点を有している。

【０００５】一方、従来の画像読取り装置において、副
走査方向への画像スキャンは、フィルムを移動させて行
っていた。しかし、フィルム移動方式では、フィルム装
填台はオペレータのフィルム交換作業の都合上装置の外
部に露出しており、オペレータの手が移動部分に触れや
すく、危険である。

【０００６】

【発明の目的、構成、作用、効果】そこで、本発明の目
的は、フィルムサイズに応じて投影倍率を変更して高解
像度での読取りが可能であることは勿論、投影倍率の変
更にも拘らずケーラー照明を満足し、かつ、オペレータ
の作業が簡単で、安全性の高い画像読取り装置を提供す
ることにある。

【０００７】以上の目的を達成するため、本発明に係る
画像読取り装置は、複数の読取り素子を主走査方向に並
べた画像読取り手段と、光源と少なくとも主走査方向に
パワーを有する集光素子とで構成され、画像を担持した
フィルムを照明する照明手段と、この照明手段によって
照明されたフィルム画像を前記読取り手段上に投影する
投影手段と、この投影手段の瞳を光軸上で移動させる駆
動手段と、前記照明手段、投影手段又は画像読取り手段
の少なくとも一つを移動させてフィルム画像を副走査方
向にスキャンする駆動手段とを備えている。

【０００８】以上の構成において、フィルムサイズの変
更に際しては、投影手段の瞳を光軸上で移動させ、投影
倍率を変更する。このような投影倍率の変更によって、
レンズ交換の手間を省き、画像読取り手段の全画素を有
効に使用して解像度を上げることができる。瞳の移動
は、具体的には、投影手段が単焦点レンズの場合、レン
ズの移動に伴って移動する。ズームレンズの場合はレン
ズ群間隔の変動とレンズ自体の移動に伴って移動する。
さらに、本発明にあっては、照明手段は少なくとも主走
査方向にパワーを有する集光素子を有している。このよ
うな集光素子は光源からの光を瞳の移動に応じて瞳に収
束させてケーラー照明を満足させる。これにて、投影倍
率の変更にも拘らず主走査方向の光量バランスを均一に
維持できる。

【０００９】また、本発明にあっては、フィルム画像の
副走査方向のスキャンは照明手段、投影手段又は画像読
取り手段の少なくとも一つを移動させて行われ、フィル
ムは移動することがない。これらの移動部材は装置内部
に格納されているため、オペレータが触れるおそれはな
く、安全性を確保できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例
について添付図面を参照して説明する。（第１実施例、図１〜図５参照）図１において、１は光
源としてのフィラメント、２は非球面集光素子、３は投
影レンズ、４はリニアＣＣＤ、Ｆは画像が記録されたフ
ィルムである。フィルムＦは図１（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示すように、大小３種類のサイズがあり、集光
素子２と投影レンズ３との間に置かれる。実際上使用さ
れるフィルムサイズは、３５ｍｍ版、ブローニ版及び４
×５インチ版の３種類である。リニアＣＣＤ４は１画素
に対応する複数の素子を主走査方向Ｘに並べたものであ
る。集光素子２は主走査方向にパワーを有し、フィラメ
ント１から放射された光束を投影レンズ３の瞳に集光す
る非球面効果を有している。

【００１１】フィラメント１から放射された光は集光素
子２で投影レンズ３の瞳に集光され、フィルムＦの画像
はリニアＣＣＤ４上で結像する。そして、フィルム画像
を主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙにスキャンする
ことにより、１枚のフィルムＦの画像が読み取られるこ
とになる。リニアＣＣＤ４で読み取られた１ラインずつ
の画像は図示しない周知の画像処理制御部へ転送され
る。画像の副走査方向Ｙへのスキャンは、フィラメント
１、集光素子２及び投影レンズ３又はリニアＣＣＤ４を
同期して副走査方向Ｙに移動させることにより行われ
る。この移動は図示しないモータをパルス制御方式で精
密に制御することにより行われる。

【００１２】ところで、サイズの異なるフィルムの画像
を主走査方向Ｘに一定の画素数を有するリニアＣＣＤ４
に投影する場合、リニアＣＣＤ４が有する画素数をいず
れのサイズのフィルムでも全て活用すれば、高解像度で
フィルム画像を読み取ることができることは既に知られ
ている。そのためには、投影レンズ３による投影倍率を
変更すればよく、本第１実施例においては、フィルムＦ
からリニアＣＣＤ４までの共役距離を変更すると共に、
フィルムＦから投影レンズ３までの距離をＰ_A，Ｐ_B，Ｐ
_Cに変更する方式を採用している。この方式では、投影
レンズ３の瞳はレンズ３の移動に伴って光軸上を移動す
る。

【００１３】フィラメント１や集光素子２の光軸上での
位置を固定とすると、集光素子２による光束の集光距離
をＰ_A，Ｐ_B，Ｐ_Cと変化させることが必要となる。これ
は、投影倍率の変更に際して、リニアＣＣＤ４への入射
光量分布を主走査方向Ｘに均一化するためであり、特に
各フィルムＦの主走査方向Ｘ両端部分の光束を適切に集
光する必要がある。集光素子２に主走査方向Ｘのパワー
による非球面効果を持たせることによって、このような
光量分布の均一化が可能となり、ケーラー照明を満足す
る。また、光量分布の均一化には、点光源ではなく、線
光源を主走査方向Ｘに沿って設置することが有効であ
る。

【００１４】集光素子２としては、具体的には、リニア
フレネルレンズを使用することが好ましい。リニアフレ
ネルレンズは、図２に示すように、シリンドリカルレン
ズの厚みを減らして構成した樹脂製のものである。その
主走査方向Ｘの球面収差は、図３に示すように、光源
（フィラメント１）を物点としたときに正方向、即ち、
光線が光軸から離れるに従って収束点が遠ざかる特性を
有する。そして、リニアフレネルレンズの各プリズムの
傾角θは、光軸からの距離ｈのとき、ｒ＝ｈ／ｃｏｓθ で表され、ｈの展開式として、ｒ（ｈ）＝ａ₀＋ａ₁ｈ＋ａ₂ｈ²＋ａ₃ｈ³＋ａ₄ｈ⁴ と定義できる。具体的には、表１に示す数値に設定され
ている。

【００１５】

【表１】

【００１６】また、図４はリニアフレネルレンズにおけ
る光源（フィラメント１）を物点としたときの光線の収
束状況を示す。なお、前記集光素子２はその一面（図２
に示すリニアフレネルレンズにあっては出射面２ａ）が
光拡散性を有することが好ましい。フィルムＦの傷がリ
ニアＣＣＤ４での読取り時に目立ちにくくなり、集光素
子２を集光コンデンサレンズと兼用することが可能とな
る。

【００１７】ところで、投影倍率の変更に際しては、前
述したように距離Ｐ_A，Ｐ_B，Ｐ_Cを変更する方式以外
に、フィルムＦからリニアＣＣＤ４までの共役距離を一
定とし、投影レンズ３にズームレンズを使用してその焦
点距離を変更する方式を採用してもよい。また、集光素
子としてはリニアフレネルレンズ以外にも、種々のレン
ズを使用することができ、特に格子状同心円パターンの
集合で、その断面を鋸歯状に成形したフレネルレンズを
用いてもよい。但し、主走査方向にのみパワーを持つリ
ニアフレネルレンズを使用すれば、レンズの副走査方向
の位置決めが容易である。

【００１８】一方、フィルム画像を副走査方向Ｙにスキ
ャンするには、図５（ａ）に示すように、照明ユニット
５（前記フィラメント１及び集光素子２を含む）とリニ
アＣＣＤ４をそれぞれＹ₁，Ｙ₂の逆方向に同期して移動
させるか、図５（ｂ）に示すように、照明ユニット５と
投影レンズ３をそれぞれＹ₁の同方向に同期して移動さ
せればよい。いずれのスキャン方式にあっても装置内部
の部品が移動するだけであり、フィルムＦが装置の外部
で移動することはなく、オペレータにとっての安全性が
確保される。

【００１９】（第２実施例、図６参照）本第２実施例
は、投影レンズ３から出射された光束を平面ミラー６で
約９０゜折り曲げてリニアＣＣＤ４へ結像させるように
したものである。この場合、フィルム画像を副走査方向
Ｙにスキャンするには、照明ユニット５をＹ₁方向に移
動させると共に、平面ミラー６を矢印Ｙ₃方向に同期し
て回動させる。

【００２０】（第３実施例、図７参照）本第３実施例
は、フィルムＦのサイズに応じてランプユニット１０
ａ，１０ｂ，１０ｃを交換するようにしたもので、ラン
プユニット１０ａは４×５インチ版、ランプユニット１
０ｂはブローニ版、ランプユニット１０ｃは３５ｍｍ版
にそれぞれ対応する。各ランプユニット１０ａ，１０
ｂ，１０ｃから放射された光束は防熱ミラー１１で９０
゜折り曲げられ、集光素子２で投影レンズ３の瞳に集光
される。フィルムＦは集光素子２と投影レンズ３との間
にセットされる。そして、投影レンズ３とリニアＣＣＤ
４との間には、切換え可能なフィルタ１５とＩＲカット
フィルタ１６が挿入されている。切換えフィルタ１５と
しては、シェーディング用、ネガフィルム用、ポジフィ
ルム用、ブローニ版用、３５ｍｍ版用のそれぞれのフィ
ルタが光路に進退可能に設置されており、フィルムＦの
種類に応じてそれぞれ最適のフィルタを選択的に光路に
侵入させる。

【００２１】本第３実施例においては、フィルムＦのサ
イズに応じてランプユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを
交換すると共に、投影レンズ３を光軸上で移動させ、い
ずれのサイズのフィルムであってもリニアＣＣＤ４の全
画素で画像を受光するように、リニアＣＣＤ４への投影
倍率を変更する。フィルム画像の副走査方向Ｙへのスキ
ャンは、ランプユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ、防熱
ミラー１１及び集光素子２を含む照明ユニットが一体的
に副走査方向Ｙに移動する。同時に、図５に示したよう
に、リニアＣＣＤ４又は投影レンズ３のいずれかが照明
ユニットと同期して副走査方向Ｙに移動する。

【００２２】本第３実施例の如く、ランプユニット１０
ａ，１０ｂ，１０ｃをフィルムサイズに応じて交換すれ
ば、リニアＣＣＤ４への入射光量の絶対値を投影倍率の
変更に拘らず一定に保持でき、また主走査方向Ｘでの光
量バランスを一定にするうえでも効果的である。さら
に、光路折り曲げミラーとして防熱ミラー１１を用いれ
ば、熱線はミラー１１を透過して光学系の外部へ逃げ、
光線のみが反射される。これによって、集光素子２やフ
ィルムＦの温度上昇を防止することができる。また、リ
ニアＣＣＤ４の直前にＩＲカットフィルタ１６を設ける
ことにより、ＣＣＤの持つ赤外線感度を抑え、可視光の
みで画像を読み取ることができる。

【００２３】さらに、光路中に切換えフィルタ１５を進
退可能に設けることにより、フィルムＦの種類に応じて
リニアＣＣＤ４へ入射する絶対光量あるいは主走査方向
Ｘの光量バランスを調整したり、カラーバランスを調整
できる。さらに、ミラー１１で光路を折り曲げることに
より、光学系をコンパクトに構成できる。このような効
果は図６に示した第２実施例でも同様である。さらに、
この種の光学系では、集光素子２やリニアＣＣＤ４の受
光面等を鉛直方向に立てることが好ましい。受光面等へ
のほこりの付着が少なくなるからである。

【００２４】（第４実施例、図８参照）本第４実施例
は、第１ミラー２１、第２ミラー２２、第３ミラー２
３、第４ミラー２４、第５ミラー２５及び第６ミラー２
６で光路を構成し、第３ミラー２３と第４ミラー２４と
の間に投影レンズ３を設けたものである。図８は平面図
であって、照明ユニットは下からランプユニット１０、
防熱ミラー１１で構成され、光束は防熱ミラー１１で水
平方向に折り曲げられ、集光素子２及びフィルムＦを通
じて第１ミラー２１へ到る。さらに、光束は第１ミラー
２１、第２ミラー２２で反射され、一旦投影レンズ３の
瞳に集光した後、第４ミラー２４及びフィルムＦの種類
に応じて第５ミラー２５、第６ミラー２６で反射され、
フィルタ１７を介してリニアＣＣＤ４に入射する。

【００２５】画像読取り時において、ランプユニット１
０を含む照明系と第１ミラー２１は一定の速度ｖで矢印
Ｙ₁方向に移動し、第２ミラー２２と第３ミラー２３と
は一体的に速度ｖ／２で矢印Ｙ₁方向に移動し、画像を
副走査方向Ｙにスキャンする。第２ミラー２２と第３ミ
ラー２３はフィルムＦのサイズに対応してスキャン開始
位置が異なり、３５ｍｍ版の場合はＡ位置、ブローニ版
の場合はＢ位置、４×５インチ版の場合はＣ位置からそ
れぞれ矢印Ｙ₁方向に移動する。投影レンズ３はフィル
ムＦのサイズに応じて光軸上での位置を変え、投影倍率
を変更する。３５ｍｍ版とブローニ版の場合はＤ位置へ
セットされ、４×５インチ版の場合はＥ位置へセットさ
れる。第４ミラー２４、第５ミラー２５及び第６ミラー
２６はホルダ２７に取り付けられ、ブローニ版と４×５
インチ版の場合はＧ位置にセットされ、第４ミラー２４
で反射された光束は直接フィルタ１７を介してリニアＣ
ＣＤ４へ入射する。一方、３．５ｍｍ版の場合はＨ位置
にセットされ、第４ミラー２４で反射された光束は第５
ミラー２５及び第６ミラー２６で反射され、フィルタ１
７を介してリニアＣＣＤ４へ入射する。

【００２６】さらに、本第４実施例はフルカラー画像の
読取りが可能であり、フィルタ１７はモノクロ画像用フ
ィルタ１７ａに加えて色の三原色であるＲ，Ｇ，Ｂ用の
フィルタ１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが用意されており、そ
れぞれ光路に選択的かつ自動的に進退可能である。ま
た、リニアＣＣＤ４はカラー対応であり、読み取った色
信号は、図示しない画像処理部によってＣ（シアン）、
Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の
４色に対応する画像信号に変換される。なお、このよう
な画像処理は周知である。

【００２７】本第４実施例の如く、照明系とミラー２
１，２２，２３が副走査方向Ｙに定速移動して画像をス
キャンする方式にあってはシェーディング補正が容易で
ある。なお、本発明に係る画像読取り装置は前記実施例
に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変
更可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例としての画像読取り装置の概略を示
す平面図、（ａ），（ｂ），（ｃ）はフィルムの各種サ
イズに対応した光の集光状態と投影レンズの位置を示
す。

【図２】リニアフレネルレンズの集光特性を示す説明
図。

【図３】リニアフレネルレンズの球面収差を示すグラ
フ。

【図４】リニアフレネルレンズの光線収束状態を示すチ
ャート図。

【図５】第１実施例における画像スキャンの説明図。

【図６】第２実施例としての画像読取り装置の概略を示
す正面図。

【図７】第３実施例としての画像読取り装置の概略を示
す正面図。

【図８】第４実施例としての画像読取り装置の概略を示
す平面図。

【符号の説明】

１…フィラメント２…集光素子３…投影レンズ４…リニアＣＣＤ１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…ランプユニットＦ…フィルムＸ…主走査方向Ｙ…副走査方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の読取り素子を主走査方向に並べた
画像読取り手段と、光源と少なくとも主走査方向にパワーを有する集光素子
とで構成され、画像を担持したフィルムを照明する照明
手段と、前記照明手段によって照明されたフィルム画像を前記画
像読取り手段上に投影する投影手段と、前記投影手段の瞳を光軸上で移動させる駆動手段と、前記照明手段、投影手段又は画像読取り手段の少なくと
も一つを移動させてフィルム画像を副走査方向にスキャ
ンする駆動手段と、を備えたことを特徴とする画像読取り装置。