JPS63136873A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野一 本発明は、Ｘ線フィルムのように画像が記録された媒体
上をレーザビームの走査とその透過光又は反射光の光電
変換検出で画像を読取る画像読取装置に関する。

一発明の背景− 周知のように、医療分野ではＸ線フィルムから読取った
画像をコンピュータ処理することで病気の診断等を行う
診断システムが汁及してきている。このための画像読取
装置の基本的構成例を第１２図に示す。レーザｌを出射
したビームは反射鏡２を経てポリゴン３（回転多面鏡）
により走査され、ｆθレン２′４　　　　でＤ」飴　５
　　　・ソ　ＩＪ　　ン　Ｋｌｌ　　自　ＩＩ／　ｌノ
　ツブ　６　ル経てＸ線フィルム７の画像上をその搬送
方向に対しほぼ直角の線上を操作する。シリンドリカル
レンズ６は倒れ各補正用のものであり、ｆθレンズ４は
レーザビームの焦点を画像上に結ばせかつ画像上のスポ
ットの動きを等速度にするためのものである０画像の走
査光はその濃度変化によって光量変化をうけ、それを集
光器８を経た光電変換′ＪＡ９に取込んで濃度に応じた
電気信号に変換してホストコンピュータ等に導入する。

Ｘ線フィルム７は送り装置１０によってＹ方向の副走査
が行われる。

発明が解決しようとする問題点− 第１３図は前述のＸ線フィルム７の構造を示し、支持体
１１を挟む様に両側に乳剤層１２が塗布され、さらにそ
の外側には保護層１３が塗布されている。

このようなフィルムに対するビーム走査において、フィ
ルム各層の界面においては、屈折率の変化により反射が
生じてる。特に、空気中から保護層へ、あるいは保護層
から空気中へ入射する際は屈折率の変化が大きく、通常
では４〜５％程度の反射光が存在する。

従って、第１４図に示すように、入射光Ｌｏに対してそ
のまま透過する成分Ｌｌ　とＢ、Ｃにおいて反射した後
にフィルムを透過する成分Ｌ２に分けられる。　Ｌｌ　
とＬｌには、光路差δがある。

δ＝　（ＢＣ＋ＣＤ）ｎ−ＢＥ ＝２ｎｈａｃｏｓφ′ 但し、ｎは屈折率、ｈは厚さである。

この光路差δが読取レーザビームの波長の整数倍のとき
、両者は最も強め合い、半波長だけずれた時に最も弱め
合う。光路差δは走査角φによっても、またフィルム厚
りによつ゛ても変化するので、結果として両者の合成さ
れた光路差により、フィルムの位置により透過光量が異
なり、干渉縞を生ずることになる。第１５図にはその例
としてｈ＝１７５ｐｍ、入＝０．６３２８＃Ｌｍ、ｎ＝
１．５２のフィルムについて、走査角による位相差の変
化を示す、同図の横軸には走査角を、縦軸には位相差δ
を波長入で規格化して示す、つまり、グラフ上での横線
と交わるところでは、光強度が強め合い、その間では弱
め合い、結果としてグラフより走査幅の中央部では幅広
く、両端にいくほど密になるような干渉縞として表われ
る。

また、フィルムの厚さ変化に対しては、−概に規定でき
ないが、波長毎の等高銀として干渉縞が観察される。フ
ィルムの厚さ変化がなければ、この影響は考慮しなくて
良いが、この厚さ変化を波長オーダ以下にすることは現
実的には不可能に近く、仮に回部であるにしても非常な
コストアップを招いてしまう。

また、フィルム面の反射率を低くすれば。

このような干渉縞の影響は防ぐことができるが、読取画
像フィルムに対して反射防止膜をつけることは非常なコ
ストアップを招き、望ましくない。

本発明の目、的は、レーザビームによるフィルム画像の
読取に、その可干渉性による干渉縞の発生を抑制した画
像読取装置を提供するにある。

問題点を解決するための手段一 本発明は、上述の目的を達成するために、画像が記録さ
れた媒体上にレーザビームを走査し、該媒体からの透過
光又は反射光から該画像の読取を行う画像読取装置にお
いて、複数本のレーザビームを前記媒体上に異なる角度
で入射しかつ同じ走査スポット位置になる構成にしたも
のである。

作　　用　　− 複数本のレーザビームを媒体上で１つのスポットとして
重ね合わせることにより、媒体を直接透過してきたレー
ザビームと、媒体の裏面で反射してきたレーザビームと
の位相差を夫々異ならせることによって干渉縞の発生を
抑制する。これを以下に詳細に説明する。

第１図は、ポリゴン２１で偏向操作されたレーザビーム
が該偏向点から焦点孔ｇＩｆだけ離れた位置の結像レン
ズ２２を経て距離ｆだけ離れたフィルム２３面に結像す
る構造を示す、この構造において、ポリゴン２１で偏向
されたレーザビームは結像レンズ２２を通ることにより
、何れの走査角にあってもフィルム２３に対して垂直に
入射するようになる。

また結像レンズ２２に入射した平行光はフィルム２３面
に焦点を結ぶ、ここでポリゴン２１に対して２本の平行
レーザビームを入射したとき、該ビームＡ、Ｂは結像レ
ンズ２２に入射するまでは互いに平行光であるが、結像
レンズ２２を通過することによってフィルム２３面上に
は０なる角度を持って重なり合う。このとき、両ビーム
Ａ、Ｈのフィルム２３への入射角度の違いから、前述の
第１４図での光線Ｌ１　とＬ２の光路差はビームＡとＢ
とでは異なる。この光路差の差を適当に設定、すなわち
角度０を設定することにより２両ビームの位相の差から
相殺させ干渉縞を抑制する。例えば、フィルム２３の厚
さｈ＝１７５ＪＬｍ、フィルム保護層の屈折率ｎ＝１．
５２．波長入＝０．６３２８ｇ、ｍとして、最も干渉縞
の少ない角度Ｏを求めると、Ｌｌ　とＬ２の光路差δは
。

δ＝　２　ｎｈ−ｃｏｓ　（ｓｉｎ−’（（ｓｉｎφ）
／ｎ　））で表わされる。そして、 δ（Ａ）−δ（Ｂ）＝λ／２ のとき、ＡとＢそれぞれのレーザビームによって生じる
干渉縞の位相が丁度半周期だけずれるため、干渉縞は相
殺されることになる。つまり、 δ（Ａ）−δ（Ｂ）＝２ｎｈ −２ｎｈ−ｃｏｓ　（ｓｉｎ−１（（ｓｉｎ　Ｏ）／ｎ
　））＝入／２ となる角度０を求め、この角度に設定したレーザビーム
による画像読取を行うことで干渉縞を抑制することがで
きる。上記式において前述の条件では角度０＝＝３度に
なる。

実施例− 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は、複数の平行レーザビームを得る実施例を示し
、主に１つのレーザ光源（ガスレーザ又は半導体レーザ
）から出射されたレーザビームを複数の平行ビームに分
割するレーザビーム分割手段を示す、同図（Ａ）は１つ
のレーザ光源３１からのビーム出力をハーフミラ−（ビ
ームスプリッタ）３２とミラー３３によって光束を２つ
に分割する場合を示し、レーザ光源３１を出射したビー
ムはハーフミラ−３２で光束を２つに分割され、ハーフ
ミラ−３２で反射されたビームはさらにミラー３３で光
路を曲げられ、ハーフミラ−３２を透過してきたビーム
と平行になるように調整される。

同図（Ｂ）は、平行平面基板の片面上半分がハーフミラ
−になっており、下半分が通常の透過生部材になってお
り、かつ基板の他の面の下半分がミラーで、上半分が透
過生部材とされるハーフミラ−３４を使用した場合であ
る。

同図（Ｃ）は、両面がハーフミラ−になった平行平面基
板３５による場合であり、二本の光量比を１対１にする
ことはできないが、ある程度の効果は期待できる。

同図（Ｄ）は、光路偏向用ミラーを兼用したもので、ビ
ームの入射角をハーフミラ−にし、裏面を全反射ミラー
にした基板３６とするものである。

同図（Ｅ）は、１つのレーザ光源から３つ以上のレーザ
ビームを分割出力する構成を示し、レーザ光源３１から
のビームを回折格子３７によって光束分割し、そのうち
の０次光と±１次光の平行光を焦点距離だけ離れた位置
の凸レンズ３８から得る場合である。この変形例として
は、必要に応じて０次光をカットした２つのビームとす
るもの、または１２次光を含めるものにされる。

同図（Ｆ）は、光束分割手段として、音響光学偏向器（
ＡＯＭ）３９を使用し、０次光と１次光を凸レンズ４０
で平行光として取り出す。

同図（Ｇ）は、２つの光束を得るために、２つのレーザ
光源を用いたもので、レーザ光源４１と４２間の光束間
の距離を調節するために、２つのミラー４３と４４を設
けている。

以上までの実施例は、複数本の光束が互いに平行光と成
るように構成する場合を示したが、これは平行光に制約
されるものでなく、フィルム面上で各光束が角度０を持
って交わるレーザビームを発生出来るものであれば良い
。また、各光束間の距離については、フィルム面上での
角度０と結像レンズの焦点距離ｆによって決定される。

第３図は、平行光束から角度θを持ってフィルム面に入
射させる実施例を示し、２本の光束Ａ、Ｂをポリゴン４
５で偏向走査し、ｆθレンズ４６を通してフィルム４７
面に結像する構成と、している。この構成で、結像レン
ズとしてのポリゴン４５を出射した走査ビームはある角
度を持ってフィルム面に入射している。つまり、フィル
ムへの入射角度が走査角によって異なっている。この構
成では、第１図に示す結像レンズに比べて、同じ走査幅
を得るのに、よりコンパクトなレンズが使えることが大
きな特徴となる。

第４図及び第５図は、衣溌明に基ずく干渉縞軽減の様子
を示す計算結果である。第４図では、２本の光束の開き
角度θ＝０．３度、第５図ではθ＝０．２度の場合を示
す、横軸は走査角でフィルム面への入射角を示している
。つまり、入射６０度というのは走査ビームが画像の中
央部に照射されている状態を意味する。縦軸には干渉縞
のコントラストが示されており、コントラスト１の時に
干渉縞軽減効果はなく、Ｏのときは完全に相殺されてい
ることを意味する。従って、走査ビームのフィルム面へ
の入射角が走査位置によって異なるため、走査幅全部に
渡って干渉縞を除去することはできないが、走査角のあ
る範囲で干渉縞軽減効果が見られ、第４図では走査各１
０〜２０度の範囲で干渉縞が従来の半分以下に低減され
ている。なお、角度０を大きくすれば、走査幅の中央部
での干渉縞軽減に有効となるし、光束を３本以上にする
ことで全走査幅に渡ってより均一な干渉縞軽減が可ス敞
となる。

第６図は、レーザビーム分割手段として、超音波光偏向
器（ＡＯＤ）を用いた場合を示す。レーザ光源４８を出
射したビームはミラー４９によって向きが変えられて超
音波光偏向器５０に入射し、該偏向器５０はそれに加え
られる周波数に応じて１次回折角が変り、これによって
分割された光束は、そこから焦点距離だけ離れた位置の
凸レンズ５１によって互いに平行に変換される。その後
の光学系は第３図の場合と同じで、２木の光束は結像レ
ンズ４６によってフィルム面上で１点に重ね合わされる
。

本実施例では、角度０を走査角度に応じて偏向器５０に
より変えようとするもので、これにより全走査角に渡っ
て干渉縞を軽減することができる。この理由を以下に詳
細に説明する。

第７図は画像フィルムに走査ビームが入射したときの様
子を示し、フィルムに入射する走査ビームをＡ、干渉縞
の＃響を軽減するために一度分割され再びフィルム面上
で重ね合わされた光束をＢとする。さらに、フィルムを
直接透過してきた光束をＬｌ　、一度反射された後透過
してきた光束をＬ２とする。また、同図（Ａ）は走査幅
の中央部での様子を、（Ｂ）は走査幅の端部での様子を
示したものである。ここで、２本の光束ＡとＢの角度θ
はＬｌ　　（Ａ）とＬ２　　（Ａ）の光路差δ（Ａ）と
、Ｌｌ　　（Ｂ）とＬ２　　（Ｂ）の光路差δ（Ｂ）が
半波長だけずれた時、つまりδ　（Ａ）−δ　（Ｂ）＝
入／２ の条件のとき、干渉縞が完全に相殺される。

ところが、そのままの角度Ｏで走査幅の端部に入射した
場合（Ｂ）では２木の光束Ａ′。

Ｂ′のそれぞれの光路差の違いは半波長になっていない
、つまり、 δ′　（Ａ）−δ′　（Ｂ）＝入／２ を満足しておらず、端部になるほど（走査角が大きくな
るほど）この光路差の違いは大きくなる。従って、全走
査幅に渡って２木のそれぞれの光路差の違いを入／２に
するためには走査角に応じてビームの角度θを変える必
要がある。その結果を示したのが第８図である。同図に
おいて、横軸に走査角を、縦軸には最適な（光路差の違
いが入／２になるような）角度Ｏとしている。この特性
から、２木の光束の角度θを変えることで光束Ａと光束
Ｂのそれぞれの光路差δ（Ａ）、δ（Ｂ）の違いを常に
λ／２にすることができ、全走査幅に渡って干渉縞を抑
制できる。このように、超音波光偏向器５０を使用して
その搬送周波数を走査角に応じて変えることで回折角を
変え、２木の光束の角度０の変化でフィルム面での角度
を変えて干渉縞の軽減がなされる。

なお、２木の光束の角度θを走査角に応じて変える手段
として、ガルバノミラ−やピエゾ素子のようなミラーを
取付は可能な可動素子を用いることもできる０例えば、
第９図示のように、ハーフミラ−５２とミラー５３によ
って２本の光束を得、ミラー５３を回動可使な素子に取
付けることによってその反射角度を走査角に応じて変え
、その位置からほぼ焦点距離だけ離れた位置の凸レンズ
５４を通す。

こうした走査位置に応じた角度の調整は、実施例の構成
で設計値どうりの値を得るのが困難な場合もあるが、干
渉縞のコントラストはＯにならなくとも、それに近い効
果を得ることができる。

第１０図は、前述の第３図における光学系を横から見た
図であるが、この構成において、フィルム４７を破線で
示すように光軸と直交した状態から、実線で示すように
若干傾ける配置とするものである。この構成により、全
走査幅に渡って干渉縞を軽減する。すなわち、第３図で
は、角度０を固定したため、入射角の変化に対して光路
差の違いをλ／２に保つのを難しくするが、　　フィル
ム４７を傾斜させることによって、走査ビームのフィル
ムへの入射角にバイアスを持たせ、走査角変化による実
質的な入射角の変化を小さくさせ、これによって干渉縞
の軽減範囲を拡大する０例えば、フィルム４７を３０度
傾斜させたときの走査角Ｙ（０〜２５）に対する実質的
な入射角は。

Ｙ　（０）　　＝３０．０００ Ｙ　（５）　　＝３０．３７５ Ｙ　（１０）　＝３１．４７５ Ｙ　（１５）　＝３３．２２６ Ｙ　（２０）　＝３５．５３１ Ｙ　　（２５，）＝３８．２９０ となり、走査ビームがＯ〜２５度振られるにも拘らずフ
ィルムへの入射角は３０〜３８度程度までにしか変化せ
ず、干渉縞抑制範囲を広くすることができる。

第１１図は、上述の効果を示す特性図であり、フィルム
４７を３０度傾斜させ、２木の光束の角度Ｏを０．１４
としたもので、０〜２４度の走査角に渡って干渉縞のコ
ントラストは０．２以下に抑えられていることがわかる
。

一発明の効果− 以上のように、本発明によれば、複数本のレーザビーム
を媒体上に異なる角度で入射しかつ同じ走査スポット位
置になるように構成した画像読取を行うため、媒体での
直接光と反射光との光路差による干渉縞の発生を効果的
に抑制できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部構成図、第２図は木発明における
レーザビーム発生手段の実施例を示す構成図、第３図は
本発明におけるビーム偏向手段の実施例を示す構成図、
第４図及び第５図は本発明に基ずくコントラスト特性図
、第６図は本発明におけるビーム偏向手段の実施例を示
す構成図、第７図は第６図における作用説明のための光
路差模式図、第８図は第６図における最適な角度特性図
、第９図は本発明におけるビーム偏向手段の実施例を示
す構成図、第１Ｏ図は本発明における光路差抑制のため
の構成図、第１１図は第１０図におけるコントラスト特
性図、ｆＪｔ、１２図は画像読取装置の構成図、第１３
図はフィルムの断面図、第１４図は入射光と反射光の光
路差を示す図、第１５図は光路差による干渉縞の発生次
数特性図である。 ２１・・・ポリゴン、２２・・・結合レンズ、２３・・
・フィルム、３１・・・レーザ光源、３７・・・回折格
子、５０・・・超音波光偏向器。 第１図 第３図 第２図 第４図 第５図 ■円 第６図 第７図 第８図 疋り角 第１１図 第１２図 第１３図 第１５図 足１町

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）画像が記録された媒体上にレーザビームを走査し、
   該媒体からの透過光又は反射光から該画像の読取を行う
   画像読取装置において、複数本のレーザビームを前記媒
   体上に異なる角度で入射しかつ同じ走査スポット位置に
   なる構成にしたことを特徴とする画像読取装 置。 ２）特許請求の範囲第１項において、前記レーザビーム
   は互いの成す入射角度が常に一定になる構成にした画像
   読取装置。 ３）特許請求の範囲第１項において、前記レーザビーム
   は互いの成す入射角度が走査角度によって変化する構成
   にした画像読取装置。 ４）特許請求の範囲第１項において、前記レーザビーム
   は１つの光源から出射されたレーザビームを複数ビーム
   に分割するレーザビーム分割手段により得る画像読取装
   置。 ５）特許請求の範囲第１項において、前記レーザビーム
   が前記媒体の垂直方向から外れた入射角になる媒体角度
   にした画像読取装置。