JPH0523663B2

JPH0523663B2 -

Info

Publication number: JPH0523663B2
Application number: JP61283534A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Umeda; Mitsuo Oonuki; Hitoshi Hosoya
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1993-04-05
Also published as: JPS63136873A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、Ｘ線フイ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。

発明の背景周知のように、医療分野ではＸ線フイルムから
読取つた画像をコンピユ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普及してきてい
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１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レンズ４、反射鏡５、シリンドリカルレ
ンズ６を経てＸ線フイルム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は倒れ角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
かつ画像上のスポツトの動きを等速度にするため
のものである。画像の走査光はその濃度変化によ
つて光量変化をうけ、それを集光器８を経た光電
変換器９に取込んで濃度に応じた電気信号に変換
してホストコンピユータ等に導入する。Ｘ線フイ
ルム７は送り装置１０によつて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線フイルム７の構造を示
し、支持体１１を挟む様に両側の乳剤層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。

このようなフイルムに対するビーム走査におい
て、フイ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。従つて、第１４図に示すよう
に、入射光L₀に対しそのまま透過する成分L₁と
Ｂ，Ｃにおいて反射した後にフイルムを透過する
成分L₂に分けられる。L₁とL₂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
た時に最も弱め含う。光路差δは走査角φによつ
ても、またフイルム厚ｈ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、
フイ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、λ＝0.6328μm、ｎ＝1.52のフイルム
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
λで規格化して示す。つまり、グラフ上で横線と
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、フイルムの厚さ変化に対しては、一概に
規定できないが、フイルム厚さ毎の等高線として
干渉縞が観察される。フイ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
トアツプを招いてしまう。

また、フイ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
画像フイルムに対して反射防止膜をつけることは
非常なコストアツプを招き、望ましくない。

本発明の目的は、レーザビームによるフイルム
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
査スポツ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つのスポツ
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、フイルム面にて２度
反射された後フイルムを通過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つて干渉
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距離ｆだけ離れた位
置の結像レンズ２２を経て距離ｆだけ離れたフイ
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
にあつてもフイルム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
光はフイルム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２
２を通過することによつてフイルム２３面上には
θなる角度を持つて重なり合う。このとき、両ビ
ームＡ，Ｂのフイルム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θを設定することによ
り、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、フイルム２３の厚さｈ＝
175μm、フイルム保護層の屈折率ｎ＝1.52、波長
λ＝0.6328μmとして、最も干渉縞の少ない角度
θを求めると、L₁とL₂の光路差δは、 δ＝2nh・cos｛sin^-1（（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つて
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
θ）／ｎ）｝＝λ／２となる角度θ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θ＝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ー（ビームスプリツタ）
３２とミラー３３によつて光束を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
ハーフミラー３２で光束を２つに分割され、ハー
フミラー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、ハーフミラー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
ミラーになつており、下半分が通常の透過生部材
になつており、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ー
３４を使用した場合である。

同図Ｃは、両面がハーフミラーになつた平行平
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ーにし、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によつて光束
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次光をカツトした２つのビームとするもの、ま
たは±２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、Ｏ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、フイルム面上
で各光束が角度θを持つ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、フイルム面上での角度θと結像
レンズの焦点距離ｆによつて決定される。

第３図は、平行光束から角度θを持つてフイル
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４５で偏向走査し、fθレンズ４６を
通してフイルム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４
５を出射した走査ビームはある角度を持つてフイ
ルム面に入射している。つまり、フイルムへの入
射角度が走査角によつて異なつている。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、本発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。横軸は走査角でフイルム面
への入射角を示している。つまり、入射各０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、０のときは完全に相殺されて
いることを意味する。従つて、走査ビームのフイ
ルム面への入射角が走査位置によつて異なるた
め、走査幅全部に渡つ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10〜20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θ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
とで全走査幅に渡つてより均一な干渉縞軽減が可
能となる。

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によつ
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、これによつて分割された
光束は、そこから焦点距離だけ離れた位置の凸レ
ンズ５１によつ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本の光束
は結像レンズ４６によつてフイルム面上で１点に
重ね合わされる。

本実施例では、角度θ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
全走査角に渡つ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図は画像フイルムに走査ビームが入射した
ときの様子を示し、フイルムに入射する走査ビー
ムをＡ、干渉縞の影響を軽減するために一度分割
され再びフイルム面上で重ね合わされた光束をＢ
とする。さらに、フイルムを直接透過してきた光
束をL₁、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
L₁(A)とL₂(A)の光路差δ(A)と、L₁(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)＝λ／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θで走査幅の端部に入射し
た場合Ｂでは２本の光束A′，B′のそれぞれの光
路差の違いは半波長になつていない。つまり、 δ′＝(A)−δ′(B)＝λ／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。
従つて、全走査幅に渡つて２本のそれぞれの光路
差の違いをλ／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λ／
２になるような）角度θとしている。この特性か
ら、２本の光束の角度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、全走査幅に渡つて干
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本の光束の角度θ
の変化でフイ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本の光束の角度θを走査角に応じて変
える手段として、ガルバノミラーやピエゾ素子の
ようなミラーを取付け可能な可動素子を用いるこ
ともできる。例えば、第９図示のように、ハーフ
ミラー５２とミラー５３によつて２本の光束を
得、ミラー５３を回動可能な素子に取付けること
によつ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０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、フイル
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、全走査幅に渡つて干渉
縞を軽減する。すなわち、第３図では、角度θを
固定したためめ、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、フイルム
４７を傾斜させることによつて、走査ビームのフ
イ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
れによつて干渉縞の軽減範囲を拡大する。例え
ば、フイルム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０〜25度振られるにも拘ら
ずフイルムへの入射角は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、
フイルム４７を30度傾斜させ、２本の光束の角度
θを0.14としたもので、０〜24度の走査角に渡つ
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。

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
走査スポツ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図は本発明
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１０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、第１２図は画像読取
装置の構成図、第１３図はフイルムの断面図、第
１４図は入射光と反射光の光路差を示す図、第１
５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
……フイルム、３１……レーザ光源、３７……回
折格子、５０……超音波光偏向器。

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各ビームが異なる角度
で入射しかつほぼ同じ走査スポツト位置になる構
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つて
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。