JPS63136874A

JPS63136874A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPS63136874A
Application number: JP61283535A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Umeda; 梅田　敏和; Mitsuo Onuki; 大貫　光雄; Hitoshi Hosoya; 細谷　均
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-06-09
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0671301B2

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、ｘｉ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、医療分デ？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
う診断システムが汗及してさている。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。レーザ装置１
から射出されたレーザ光は、ビーム成型レンズ２によっ
てほぼ平行な光にされ、ポリゴン（回転多面鏡）３で偏
向・走査される。ここで、走査されたレーザ光は、結像
レンズ４により集束され、透過画像媒体５Ｌを矢印Ａ方
向（主走査方向）に走査する。透過画像媒体になるフィ
ルム５は搬送ローラ６により矢印Ｂ方向（副走査方向）
に搬送される。そして、フィルム５の透過光は、画像の
濃度により光強度を変調され、この変調された透過光が
光検出ユニット７で検出され、画像情報を担持した電気
信号が得られる。８は同期信号を得るための光検出器、
９は画像信号を増幅する増幅部、１０は光検出器８かも
の検出信号を波形整形する信号整形回路である。・−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５の構造を示し、支持体
１１を挟む様に両側に乳剤層１２が”Ｂ　ｌ＋５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
生じている。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Ｌ】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Ｌ
２には、光路差δがある。

δ＝　（ＢＣ＋ＣＤ）ｎ−ＢＥ＝２ｎｈ−ｃｏｓφ′ 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
りによっても変化するので、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＝１７５μｍ、入＝０．６３２８１Ｌｍ、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Ｈ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、仮に可能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無くした画像
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とにレーザビームを走査し、該媒
体からの透過光から該画像の読取を行う画像読取装置に
おいて、複数の波長を有する光ビーム発生手段によって
前記レーザビームを得る構成にしたものである。

作用− 複数の波長を有するレーザビームで媒体を透過させるこ
とにより、フィルム画像を直接透過したレーザビームと
、媒体の反対側の面で反射してきたレーザビームとの位
相差を波長の違いにより夫々光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、波長入１　、入２という２つの波長を持った
レーザビームが厚さｈのフィルムＦに入射した様子を示
す。図中、入１　、入２は別々の光束のように示すが、
これは同一の経路を便宜上別経路で示す。波長入ｌを有
するレーザビームＬＧ　　（入Ｉ）に着目すると、これ
はフィルムを直接透過してきた成分Ｌ＋　　（λ１）と
、一度反射してから透過してきた成分Ｌ２　　（入１）
に分けられる。さらに、再度反射してから透過する成分
も存在するが、干渉縞に与える影響は掻く小さくＸので
省略する。そして、Ｌ＋　　（入１）とＬ２　　（入１
）との光路差δ（入Ｉ）が走査位置によって変化するた
め、Ｌ＋　　（入１）とＬ２　　（入１）との間の干渉
により両者の光量の和が変化し、干渉縞が生じる。今、
異なる波長入２を有するレーザビーム’Ｌ２　　（入２
）についても全く同じ現象が生じている。仮に、入射光
Ｌｏ（入Ｉ）についての光路差δ（入１）が波長入１の
整数倍の時、Ｌｏ　　（入２）についての光路差δ（入
２）（＝δ（入１））が波長λ２の整数倍から半波長だ
け異なっていれば、つまり両者の位相差α 八がπだけ異なるときには１両者の干渉縞は互いに打ち消
すように作用する。従って上述の条件を持たせれば、干
渉縞は相殺され、良好な画像読取を得ることができる。

次に、上記条件を求めてみる。Ｌｏ　　（入１）が厚さ
ｈ＝１７５！、屈折率ｎ＝１゜５２のフィルムに爪直に
入射したとする。この時のＬ＋　　（入１）とＬ２　　
（入りとの光路差δは、 δ（λ＋　）　＝２ｎｈ−ＣＯ’Ｓ　Ｏ”但し、θ′は
フィルム内部でのレーザビームの入射角。

となる、上式で具体的な数値を当てると、δ（入１）＝
５３２ｐｍとなる。ＬＯ（入Ｉ）のレーザビームの波長
入１が０　、８　ｐｍとすると、位相差はとなる。つまり、Ｌ＋（λ１）の光束とＬ？　　（入１
）の光束は丁度６６５波長だけずれていることになる。

同じ光路差を波長λ２の光束が通過したとき、Ｌ＋　　
（入２）とＬ２　　（入？）とで６６４．５波長だけず
れていれば、半波長だけずれていることになる。

ならば干渉縞は相殺される。この条件は、波長の異なる
２木の光束の位相差α（λ１）。

α（入２）がπだけずれているときだけでなく、実際に
は１α（入１）−α（λ２）１＝π、＋２ｑπ　（ｑ＝０．１．２・・・）の時に成り
立つ。従って、入２は入２＝９．９　　±（２ｑ÷１）本０．０００ｆｉ　　
　４　ｒａの時に干渉縞が相殺される。

同様に、垂直入射でない場合についてλ２を求めると、
Ｌｏ　がフィルムに２４度で入射した場合、δ＝　５１
２．８　ルｍとなり、結局入？　＝入ｌ　±（２ｑ＋１
）家０．０００Ｅ１２　　ｕＬｍならば良い。

第２図は、干渉縞軽減効果についての計算結果を示し、
垂直入射の場合との間をとって、゛入２　＝ｏ、ａｏθ
６１　終ｍとして走査ビームを０〜２４度まで走査した
特性図である。同図中、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、入射角０度とｌ、％う
の　　　・は走査ビームが画像の中央部に照射されてｌ
、％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ｌのＩ＋！？にｆ渉縞軽
減効果は全く無く、Ｏの時は完全に相殺されている。第
２図の結果から明ら力１なように、全走査幅に渡って、
干渉縞は殆ど０に抑えられている。

以上のように、フィルムに入射するレーザビームをλ！
、入２という波長が僅かに異なるレーザで構成すること
により、干渉縞を殆ど除去することができる。

上述の例では、入２　≠入１　±０．００１２　　ｇ　ｍであれば効果
を得ることができ、さらに一般的には。

ｑ＝Ｏ，ｌ、２・・・を満足するようなλ１　、入２が最適となる。

逆に、ｑ＝０．ｌ、２・・・なる入１　、入２になるときには全く効果がない。

また、垂直入射でないときには、これらの条件がそれぞ
れ＝　１　／２＋ｑ　　（ｑ＝０．１．２・・・）で最適
効果を奏し、＝ｑ　　（ｑ＝０．１．２・・・）の時に効果がない、これら条件を鑑みて、使用条件（フ
ィルム、入射角、屈折率等）から適宜入ｌ　、入２を設
定すればよい、また、最適条件が選択できないときには ≠±ｑ　（ｑ＝０．１．２・・・）であれば、単一・の波長でフィルム読取を行う場合に比
べて干渉縞抑制効果がある。

・実施例− 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第３図は第１２図における要部構成を示し、同図におい
て、光源として半導体レーザ２１とビーム整形レンズ２
２とポリゴン２３と結像レンズ２４とを通してフィルム
２５にレーザビームを走査するにおいて、半導体レーザ
２１はマルチモード半導体レーザとされる。このレーザ
２１は、第４図にそのスペクトルを例示するように、複
数の波長が存在するビーム出力になり、波長の違いによ
る位相差から干渉縞の抑制をした画像読取を得る。各波
長差Δ入を０　、３　ｎｍとして干渉縞のコントラスト
を求めた例を第５図に示す。この図からも明らかなよう
に、干渉縞が著しく軽減されている。ここで、干渉縞の
コントラストは完全にはＯになっていないが、この程度
の干渉縞ならば視覚上は全く問題はない。

上述の実施例において、半導体レーザ２１として、マルチモードのものに代えて、シングルモ
ードの半導体レーザを使用して異なる波長を含むビーム
を得る構成にすることができる。第６図はシングルモー
ドの半導体レーザでその出力を代えた場合の各スペクト
ルの変化を示し、定格出力３ｍＷ、５ｍＷのシングルモ
ード半導体レーザの出力を順次低下させることで同図（
ａ）〜（ｄ）に示すように複数の波長を持った出力にな
り、前述の実施例と同様に干渉縞低減効果を得ることが
できる。第８図にそのコントラスト特性を示す。

また、シングルモードの半導体レーザにおいて、その出
力を低下させることなく、戻り光があるときに複数の波
長で発振するものがあり、この種のものを使用するとき
には戻り光を与える構成にして同様の作用効果を得るこ
とができる。

さらに、シングルモードの半導体レーザを走査画素周波
数よりも高い周期で出力切換することで異なる波長によ
る画像読取をすることができる。例えば、第７図に示す
特性の半導体レーザで、同図（ａ）と（ｂ）のように出
力５ｍＷと３ｍＷに変化させるときには、約０．６３ｎ
ｍの波長差が生じることから、走査ビームが１画素相当
分を読取る間に５ｍＷと３ｍＷのパワー切換を行うこと
により、２つの波長を有するレーザビームで読取るのと
同様な作用効果になる。第９図は、パワー切換波形を示
し、レーザ出力の切換周期を画像クロックよりも高い４
倍の周波数に変えることを示し、この切換はレーザの出
力変調によって実現される。このときのコントラスト特
性は第１０図に示す。同図では、干渉縞は０．３程度ま
でしか軽減されていないが、これは異なる２つの波長の
パワーが異なるためで、レーザを変調する際のデユーテ
ィ比を変えることによって改善が可能である。

しかし、実用上はこの程度の改善でも十分効果がある。

第１１図は他の実施例を示し、同図が第３図と異なる部分は２つの半導体レーザを用い、それ
ぞれの出力波長を異ならせるようにした点にある。半導
体レーザ２１とビーム整形レンズ２２の出力に対して、
半導体レーザ２６とビーム整形レンズ２７による出力を
ハーフミラ−２８によって合成し、ポリゴン２３には２
つの波長を有するレーザビームを入射する。この場合も
前述の実施例と同様に干渉縞の軽減効果が得られること
は明らかである。

なお、各レーザ２１，２６は異なる機種であっても良い
し、同じ機種で製造上の７ヘラツキによって発振波長の
異なるものであっても良い、ざらに５両ビームの合成は
ハーフミラ−によるものに限らないし、２つの光栄が１
本に重なることなく半導体レーザを並列に並べた構成で
も良く、要は本発明に基ずく干渉縞低減のための異なる
波長による走査が得られるものであれば良い、さらに、
半導体レーザアレ０イを用いて波長のことなるビームを
得る構成でも良い。

一発明の効果− 以上のとおり、本発明によれば、複数の波長を有するレ
ーザビームでフィルム画像を読取る構成にしたため、フ
ィルム画像を直接透過してきたビームと反対側の界面で
反射してきたビームとの位相差を波長の違いによって相
殺でき、干渉縞の効果的な低減ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明による
干渉縞のコントラスト特性図、第３図は本発明の実施例
を示す構成図、第４図は第３図におけるレーザのスペク
トラム、第５図は第３図におけるコントラスト特性図、
第６図及び第７図は半導体レーザのスペクトラム、第８
図は本発明における実施例のスペクトラム、第９図は本
発明の他の実施例のレーザの出力変調波形図、第１０図
は第９図におけるスペクトラム、第１１図は本Ａ’Ａ　
ｒａｎ　／７１１Ｊｏｌｔ　ｔｒ＋宇ｂ４Ｍ　ｌｙ　ｘ
　＋＊　ｒ＃　ｌｉｄ　　　　ｍ　　１　９　　Ｖ　Ｌ
子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。２１．２６・・・半導体レーザ、２２．２７・・・ビー
ム整形レンズ、２３・・・ポリゴン、２４・・・結合レ
ンズ、２５・・・フィルム、５０・・・超音波光変調器
。特許出願人　　小西六写真工又株式会社第１図走置内第８図第９図第７図

Claims

【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から該画像の読取を行う画像読取装
置において、複数の波長を有する光ビーム発生手段によ
って前記レーザビームを得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、前記光ビーム発生
手段はマルチモードの半導体レーザとした画像読取装置
。３）特許請求の範囲第１項において、前記光ビーム発生
手段はシングルモードの半導体レーザでかつ定格出力よりも低いパワーで動作させる画
像読取装置。４）特許請求の範囲第１項において、前記光ビーム発生
手段はシングルモードの半導体レーザでかつ該半導体レーザに戻り光を入射させる構成
にした画像読取装置。５）特許請求の範囲第１項において、前記光ビーム発生
手段はシングルモードの半導体レーザでかつ画素周波数よりも高い周波数でパワーを変
化させる画像読取装置。６）特許請求の範囲第１項において、前記光ビーム発生
手段は周波数の異なる複数の半導体レーザとその各出力
を合成する手段にした両像読取装置。