JP2005347832A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波成分及び低周波成分の低減された均一化した光であって、フィルムに照射することができる撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られるように十分な光量の光をフィルムに照射する。
【解決手段】光源と、前記光源から出射され、画像情報が記録されたフィルムを透過した光を受光する複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイと、前記光源から前記撮像素子アレイまでの光軸上に配置された前記撮像素子アレイの配列と同一方向の曲率と前記撮像素子アレイの配列と直行方向の曲率が異なる光出射面を有する光学部材が備えられた光ガイド部材と、を備えることを特徴とする画像読取装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像読取装置に係り、特に、光源から入射した光を光出射面から出射する際に集光する機能を有するライトガイドを備える画像読取装置に関する。

近年、ネガフィルムに記録された画像データを読み取り、デジタル画像データに変換して記録する写真画像処理処理システムが普及している。このシステムにおいて用いられる画像読取装置としては、ネガフィルムに光を照射し、その透過光を例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）などの撮像素子に投影し、投影された画像を電気信号に変換して画像データとして記録するもの広く用いられている（特許文献１参照）。

このような画像読取装置においては、一般に画像形成に必要な電荷をＣＣＤに蓄積させるために十分な光量をフィルムに照射するためライトガイド及びミラートンネルが備えられており、これらの部材を経由した後に光はフィルムに照射され、その後ＣＣＤに画像情報として取り込まれる。

しかし、光源に輝度分布がある場合、又は光源の輝度分布がなくても経時変化で光源の光強度（輝度）分布に変化がある場合には、拡散板を透過させて光を拡散させてもシェーディング補正が効かない画素が発生して筋状のムラが画像に表れ、画質を劣化させるといういわゆる「光源のムラの問題」が発生する場合がある。

また、拡散板により光が必要以上に拡散されると、フィルム面に対して角度を持った光が照射されることで、ＣＣＤにフィルムの搬送方向である副走査方向からの画像が取り込まれる場合がある。
そのため、撮像した画像が二重に見えるいわゆるゴーストという現象や撮像した画像がにじんだように見えるいわゆるフレアという現象が発生し、画質を劣化させるという問題が生じていた。

そこで、このようなゴーストやフレアの発生を防ぐため、副走査方向と直行する方向である主走査方向にスリットが設けられた光を透過しない材質の平板状の部材をフィルムより光源側の位置に備え、上記のライトガイド、ミラートンネル及び拡散板を透過してきた光のうちスリットを透過した光のみをフィルムに照射することとして、ゴーストやフレアの発生を防いでいた。
特開２００３−２４８２７４号公報

しかし、上記のスリットが設けられた平板状の部材は、スリットの部分しか光を透過させないためフィルムに照射される光量が不足する場合が多くある。その結果、ＣＣＤに画像を記録させるのに十分な光を投影できないという問題が生じていた。この問題を解決するには、光源として光量の多いハロゲンランプを用いることが考えられるが、ハロゲンランプは消費電力が大きいためランニングコストが高くなり、また多量の熱を発生させるため周辺の機材に悪影響を与える、という問題がある。

本発明の課題は、高周波成分及び低周波成分の低減された均一化した光であって、フィルムに照射することができる撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られるように十分な光量の光をフィルムに照射することができる画像読取装置を提供することにある。

請求項１に記載の画像読取装置は、光源と、前記光源から出射され、画像情報が記録されたフィルムを透過した光を受光する複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイと、前記光源から前記撮像素子アレイまでの光軸上に配置された前記撮像素子アレイの配列と同一方向の曲率と前記撮像素子アレイの配列と直行方向の曲率が異なる光出射面を有する光学部材が備えられた光ガイド部材と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光源から出射された光に含まれる高周波成分及び低周波成分が低減させ、かつ撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルム方向にガイドすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記光ガイド部材は、前記光学部材を収納するミラートンネルと、前記光源から出射された光が前記フィルムに照射されるまでの光軸上に配置された少なくとも一つの拡散板と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、光源から出射された光を拡散させることで光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記拡散板の一つは前記ミラートンネルの前記フィルム側の開口部に前記光学部材の光出射面と離隔するように配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、拡散板を光学部材から離隔して配置することで光学部材と拡散板による干渉ムラの発生を防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記拡散板の一つは前記光学部材の光入射面に備えられたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、光源から出射された光を拡散板を透過させて拡散させることで光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記光学部材は前記フィルム側にシリンドリカル面が位置するシリンドリカルレンズであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、光源から出射された光をシリンドリカルレンズを経由させることで、光を集光して光量を増加させてフィルム方向にガイドすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記光学部材は前記フィルム側にトロイダル面が位置するトロイダル面を有する光学部材であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、光源から出射された光をトロイダル面を有する光学部材を経由させることで、光を集光して光量を増加させてフィルム方向にガイドすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記光源から出射された光を集光して前記光ガイド部材にガイドするシリンドリカルレンズ又はトロイダル面を有する光学部材が備えられていることを特徴とする。
前記光学部材の光入射面の下方に凸面を下方に向けたシリンドリカルレンズ又はトロイダル面を有する光学部材が備えられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、光源から出射された光を集光してフィルム方向にガイドすることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像読取装置において、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、光源にＬＥＤを用いることで光を出射する際に生ずる発熱量及び消費電力を低減することができる。

請求項１に記載の発明によれば、ムラのない均一化した光であって、かつ撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することが可能となり、高画質の画像を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、光源から出射された光に含まれる高周波成分及び低周波成分が低減し、ムラの少ない均一化された光をであって、かつ撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することが可能となり、高画質の画像を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、拡散板と光学部材による干渉ムラの発生を防止しながら、光学部材の光出射面から出射された光を拡散板を透過させることで、低周波成分及び高周波成分の低減されたムラの少ない光をフィルムに照射することができるので、高画質の画像を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、光源から出射された光を拡散板を透過させることで、低周波成分及び高周波成分が低減されたムラの少ない光をフィルムに照射することができる。

請求項５に記載の発明によれば、拡散板により拡散されることで光量の落ちた光をシリンドリカルレンズで集光することで、光量を上げてフィルム方向にガイドすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、拡散板により拡散されることで光量の落ちた光をトロイダル面を有する光学部材で集光することで、光量を上げてフィルム方向にガイドすることができる。

請求項７に記載の発明によれば、光源から出射された直後の光をシリンドリカルレンズ又はトロイダル面を有する光学部材で集光することで光量の多い光をフィルム方向にガイドすることができる。

請求項８に記載の発明によれば、発熱量及び消費電力の少ないＬＥＤを用いることで、高熱による周辺機器の劣化を防ぎ、更にランニングコストを下げることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
[第一の実施の形態]

画像読取装置１には図示しない筐体状の収納箱が備えられており、その収納箱の底面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のＬＥＤ及びそれらのＬＥＤが色毎にライン状に取り付けられたＬＥＤ基盤からなる光源２が備えられている。ＬＥＤの配置は上記のようなライン状の配置に限らず、エリア状に配置したものであってもよい。

光源２から出射された光は、後述する拡散板９に直接照射することとしてもよいが、図１及び図２に示すように、光源２から出射された光を集光できるようにシリンドリカルレンズ３を備えることとしてよい。また、光源２から出射された光を集光できるようにトロイダル面を持つ光学部材を備えることとしてもよい。

シリンドリカルレンズ３の上方には、複数の部材からなる光ガイド部材が備えられている。光ガイド部材を構成する部材として、まず、内面が鏡面加工され、かつ上方及び下方にそれぞれ開口部が設けられた四角柱状のミラートンネル４がその長手方向を、光源２を構成するＬＥＤの列と並行になるように配置されている。

ミラートンネル４の内部には、図３(a)に示す、光入射面である下面に照射された光を光出射面である上面、即ちフィルム側から出射する際に集光させる薄板状のシリンドリカルレンズ５が、上面が上方の開口部から離隔され、かつミラートンネル４の下方の開口部を塞ぐように収納されている。

ミラートンネル４の内部に備えられる光学部材は上記のシリンドリカルレンズに限られず、後述する撮像素子アレイの配列と同一方向の曲率とその撮像素子アレイの配列と直行方向の曲率が異なる光出射面を有する光学部材であればよく、例えば、図３(b)に示す光出射面である上面に、即ちフィルム側にトロイダル面を有する光学部材６を収納することとしてもよい。

ミラートンネル４の光が入射する側の下方の開口部には、シリンドリカルレンズ５の光入射面である下面にも取り付けるように、主走査方向に１０度から２０度の拡散度を有する拡散板９が配置されており、拡散板９によりミラートンネル４の光が入射する側の下方の開口部が塞がれている。ミラートンネル４の光が出射するフィルム側の上方の開口部には、シリンドリカルレンズ５の光出射面である上面より離隔して主走査方向に１０度から２０度の拡散度を有する拡散板１０が取り付けられている。

拡散板９，１０は、光を透過させる乳白色の半透明の平板（以下、「乳白板」という）白色でかつ半透明の素材からなり、照射された光を高周波成分及び低周波成分を低減させ光のムラを少なくして出射する機能を有する。拡散板は光のムラを少なくするものであれば、その種類に制限はなく、例えば、透明な平板にグラデーション印刷を施したものや表面に細かい多数の凹凸を有する透明な平板であってもよい。

光ガイド部材は、ミラートンネル４、シリンドリカルレンズ５及び拡散板９，１０により構成されている。

拡散板１０の上方には、平板状の遮光板１１が配置されている。遮光板１１は光を透過させない性質を有する材料により形成されており、中央部には開口部が設けられている。

図２に示すように、遮光板１１の下面には平板状の光量調整板が備えられている。光量調整板１２は、乳白板で構成されており、副走査方向の中央部には主走査方向に延在してスリットが設けられている。光量調整板はこれに限定されるものではなく、幅方向における中央部の光透過率が最も高く、側縁部に移動するにつれて光透過率が下がるものであればよい。

遮光板１１の上面には、遮光板１１の中央部に設けられた開口部を塞ぐようにガラス板１３が重ね置かれている。

ガラス板１３の上方には、筐体状の箱である撮像部１４が設けられており、撮像部１４の内部には光軸Ｌ上にガラス板１３を透過してきた光を集光して上方に照射するレンズ１５が配置されている。

レンズ１５の上方には、光量調整板１２に設けられたスリットと長手方向が並行になるように光源２から出射され、画像情報が記録されたフィルムを透過した光を受光するラインＣＣＤ１６が備えられている。

なお、第一の実施形態においては、光ガイド部材は上述の如く、ライトガイド、ミラートンネル及び拡散板により構成されているが、本発明において用いる光ガイド部材は、光源から出射された光を低周波成分及び高周波成分が低減されたムラの少ない光としてフィルム方向にガイドできる部材により構成されたものであれば、光ガイド部材を構成する部材の種類及び数に制限はない。

また、撮像素子は、ＣＣＤに限定されず、複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイであればよい。

次に、第一の実施形態の画像読取装置の作用について説明する。

フィルム１７を画像読取装置１にセットすると光源２より光が、シリンドリカルレンズ３に照射され集光された後に、拡散板９に照射される。拡散板９に照射された光は、拡散板９を透過することで拡散され、高周波成分及び低周波成分を減ぜられて光のムラが低減される。

このように光のムラが低減した光はミラートンネル４に収納されているシリンドリカルレンズ５の光入射面である下面に照射されシリンドリカルレンズ５の内部を直進又は反射しながら光出射面である上面にガイドされる。シリンドリカルレンズ５の光出射面である上面から射出された光は、出射される際に集光されて拡散板１０に照射される。拡散板１０に照射された光は、拡散板１０を透過する際に再度拡散されることで、さらに高周波成分及び定収は成分が減少しより一層光のムラが減少する。

このように更に光のムラが減少した光は遮光板１１及び光量調整板１２に照射される。遮光板１１に照射された光は遮断されるが、光量調整板１２に照射された光のうち、スリットに照射された光はそのままスリットを通過し、ガラス板１３を透過した後、図示しないフィルムキャリアにより副走査方向Ｙ−Ｙ’に搬送されるガラス板１３上のフィルム１７に照射される。

フィルム１７に照射された光はフィルム１７を透過してレンズ１５に照射される。レンズ１５を透過することで光は集束され、その後ラインＣＣＤ１６に照射される。

以上、第一の実施形態にかかる発明によれば、高周波成分及び低周波成分の低減された均一化した光をフィルムに照射することができるので高画質の画像を得ることができる。図５は従来のガラスの薄板平板の四角柱をライトガイドとして用いた場合における撮像素子に光を照射した場合のＲＧＢの光量分布の表したグラフであり、図４は本発明に係るシリンドリカルレンズをライトガイドして用いた場合における撮像素子に光を照射した場合のＲＧＢの光量分布の表したグラフである。これらを比較しても明らかなように、本発明は、従来の形状のライトガイドを用いた場合と比較して、ムラのない光をフィルムに照射することができる。

また、光量調整板を透過させることで撮像素子が信号とするのに十分な電荷を得られる光量の光をフィルムに照射することができるので、高画質の画像を得ることができる。

また、光量調整板を透過することで必要以上に拡散した光がフィルムに照射されるのを防いで撮像素子に取り込まれた画像にゴーストやフレアが発生することを防止することができる。

また、光源から出射された光を複数の拡散板を透過させることで、光源から出射された光に含まれる低周波成分及び高周波成分を低減させて、撮像素子にシェーディング補正の効かない画素間が発生するのを防止し、取り込まれた画像に筋状のムラが発生するのを防止することができる。
[第二の実施の形態]

次に、本発明にかかる画像読取装置の第二の実施形態について図６に基づいて説明する。図６は、第二の実施形態に係る画像読取装置２０の主要構成を示す概略正面断面図である。ただし、上記第一の実施形態と同一の構成については説明を省略する。

画像読取装置２０には図示しない筐体状の収納箱が備えられており、その収納箱の底面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のＬＥＤ及びそれらのＬＥＤが色毎にライン状に取り付けられたＬＥＤ基盤からなる光源２が収納箱の底面から所定の距離をおいて、ＬＥＤ取り付け面を収納箱の底面に対向させて備えられている。

ＬＥＤ基盤のＬＥＤ取り付け面にはＲ、Ｇ、Ｂの各色のＬＥＤがＬＥＤ毎にライン状に取り付けられている。

これらのＬＥＤと収納箱の底面の間には、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤのそれぞれの列に対応して、Ｒ、Ｇ、Ｂの各列のＬＥＤから収納箱の底面に対して鉛直下方向に照射された光を略水平方向に反射するようにダイクロイックミラー２１，２２及び２３が配置されている。それぞれのダイクロイックミラーは対応するＬＥＤの色の列が発する光を反射することができるものである。

ダイクロイックミラーは、光の波長に応じて選択的に透過または反射させる波長選択性光学部材であり、本実施の形態におけるダイクロイックミラー２１，２２，２３は、対応する波長域の光のみを反射し、その他の波長域の光については透過するものである。

ダイクロイックミラー２１，２２，２３により略水平方向に反射される光の進行方向には、反射された光を鉛直上方向に照射するように傾けられたミラー２４が配置されている。

ミラー２４により反射された光を拡散板９に直接照射することとしてもよいが、第一の実施形態と同様に、凸面を鉛直下方向に向けるようにしたシリンドリカルレンズ３を備えて、まずこれに照射することとしてもよい。

シリンドリカルレンズ３の上方には、第一の実施形態と同様にミラートンネル４、ミラートンネル４に収納されたシリンドリカルレンズ５、拡散板９、拡散板１０、遮光板１１、光量調整板１２及びガラス板１３が備えられている。

ガラス板１３の上方には、撮像部１４が備えられており、撮像部２５の内部には光軸Ｌ上にレンズ１５が備えられている。レンズ１５の上方には、図示しないレンズ駆動機構により上下方向に駆動するズームレンズ２６が配置されている。

ズームレンズ２６の上方には、傾けられた状態でＢＧＲの各色の光を透過し、Ｉr光を反射するダイクロイックミラー２９が備えられている。そして、ダイクロイックミラー２９の上方には、光源２から出射され、画像情報が記録されたフィルムを透過した光のうちＲＧＢ各色の光を受光するラインＣＣＤ３０が備えられている。また、ダイクロイックミラー２９により反射されたＩr光の光軸上に光源２から出射され、画像情報が記録されたフィルムを透過した光のうちＩr光を受光するラインＣＣＤ３１が配置されている。

なお、遮光板１１の下面に光量調整板を備える代わりに、図７に示すように、拡散板１０の上方に円筒形状のロッドレンズを横倒しにした状態でロッドレンズの軸と主走査方向Ｘ−Ｘ’が並行になるように配置してもよい。

次に、第二の実施形態の画像読取装置の作用について説明する。

フィルム１７を画像読取装置２０にセットすると、光源２よりＲ、Ｇ、ＢのそれぞれＬＥＤから光が出射される。ＲのＬＥＤからは出射されたＲの光はダイクロイックミラー２１に照射されると略水平方向に反射される。反射された光はダイクロイックミラー２２及びダイクロイックミラー２３を透過して進行する。また、ＧのＬＥＤから出射された光はダイクロイックミラー２２に照射されると略水平方向に反射される。反射された光はダイクロイックミラー２３を透過して進行する。またさらに、ＢのＬＥＤから出射された光はダイクロイックミラー２３に照射されると略水平方向に反射される。

このように反射されたＲ、Ｇ及びＢの光は、ミラー２４に照射される。ミラー２４照射された光は反射されて上方のシリンドリカルレンズ３に照射される。シリンドリカルレンズ３の凸面に照射された光はシリンドリカルレンズ３により集光された光はシリンドリカルレンズ３の上面より出射された後に拡散板９に照射される。拡散板９に照射された光は、拡散板９を透過することで拡散され、高周波成分及び低周波成分が低減される。

高周波成分及び低周波成分が低減された光は、ミラートンネル４に収納されたシリンドリカルレンズ５の光入射面である下面に照射され、シリンドリカルレンズ５の内部を反射しながら光出射面である上面にガイドされる。

シリンドリカルレンズ５の上面にガイドされた光は光出射面である上面を透過する際に集光して出射され、離隔して設けられた拡散板１０に照射される。拡散板１０に照射された光は、拡散板１０を透過する際に再度拡散されることで、さらに高周波成分及び低周波成分が低減される。

このように更に光のムラが減少した光は遮光板１１及び光量調整板１２に照射される。遮光板１１に照射された光は遮断されるが、光量調整板１２に照射された光のうち、スリットに照射された光はそのままスリットを通過する。また、スリットが設けられていない板状部分に照射された光は、図５に示すように照射された光のうち大半の光を照射した面に反射されながらも一部の光が透過させられる。

スリットを通過した光及び光量調整板１２の板状部分に照射された光はガラス板１３を透過して、図示しないフィルムキャリアにより副走査方向に搬送されるガラス板１３上のフィルム１７に照射される。

フィルム１７に照射された光はフィルムを透過してレンズ１５に照射される。レンズ１５を透過することで光は集束された後、ズームレンズ２６に照射される。ズームレンズ２６は図示しないにレンズ駆動機構よりその位置を調整され、焦点距離を変えられてダイクロイックミラー２９に照射される。

ダイクロイックミラー２９に照射された光のうちＲ、Ｇ、Ｂの光はダイクロイックミラーを透過し、ラインＣＣＤ３０に照射される。また、ダイクロイックミラー２９に照射された光のうちＩr光は反射された後ラインＣＣＤ３１に照射される。

以上、第二の実施形態にかかるによれば、第一の実施形態にかかる発明と同様に高周波成分及び低周波成分の低減された均一化した光をフィルムに照射することができるので高画質の画像を得ることができる。

第一の実施形態に係る画像読取装置の概略斜視図である。 第一の実施形態に係る画像読取装置の概略断面図である。 本発明で用いるライトガイドの斜視図である。 本発明に係るライトガイドを用いた場合の光量分布を表すグラフである。 従来のライトガイドを用いた場合の光量分布を表すグラフである。 第二の実施形態に係る画像読取装置の概略断面図である。 遮蔽版の光源側の面の付近にロッドレンズを備えた場合の断面図である。

符号の説明

１ 画像読取装置
３ シリンドリカルレンズ
４ ミラートンネル
５ シリンドリカルレンズ
５ 拡散板
６ 光学部材
１０ 拡散板
１１ 遮光板
１６ ラインＣＣＤ
２０ 画像読取装置
２４ ミラー
３０ ラインＣＣＤ
３１ ラインＣＣＤ

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源から出射され、画像情報が記録されたフィルムを透過した光を受光する複数の撮像素子がライン状に配列された撮像素子アレイと、
   前記光源から前記撮像素子アレイまでの光軸上に配置された前記撮像素子アレイの配列と同一方向の曲率と前記撮像素子アレイの配列と直行方向の曲率が異なる光出射面を有する光学部材が備えられた光ガイド部材と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記光ガイド部材は、
   前記光学部材を収納するミラートンネルと、
   前記光源から出射された光が前記フィルムに照射されるまでの光軸上に配置された少なくとも一つの拡散板と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記拡散板の一つは前記ミラートンネルの前記フィルム側の開口部に前記光学部材の光出射面と離隔するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
4. 前記拡散板の一つは前記光学部材の光入射面に備えられたことを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。
5. 前記光学部材は前記フィルム側にシリンドリカル面を備えるシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
6. 前記光学部材は前記フィルム側にトロイダル面が位置するトロイダル面を有する光学部材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像読取装置。
7. 前記光源から出射された光を集光して前記光ガイド部材にガイドするシリンドリカルレンズ又はトロイダル面を有する光学部材が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像読取装置。
8. 前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像読取装置。

Images