JPH07121051B2

JPH07121051B2 - フィルム画像読取装置

Info

Publication number: JPH07121051B2
Application number: JP2272448A
Authority: JP
Inventors: 吉郎大山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH04150449A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、Ｘ線装置等で撮影されたフィルムを画像情報
として読取って画面表示するフィルム画像読取装置に係
り、特に、フィルムや受光部に塵や埃が付着したときに
画像上に発生する縦縞や横縞を防止する受光部形状の改
良に関する。

（従来の技術）例えば、医師がＸ線フィルムを見ながら患者を診断する
際には、このＸ線フィルムをシャウカステン（フィルム
観察装置）上に載置して、直接目視によりフィルムを観
察していた。ところが、画像処理技術が進む中で、近年
では、フィルムに記録されている画像を、細く絞ったレ
ーザ光で走査して、透過した光を電気信号に変換した
後、空間周波数処理や階調処理等の種々の画像処理を施
して、医学診断に有効な情報を強調してから再生し、診
断に供するようになってきた。この方法では、１回のＸ
線撮影から以前よりも多くの有効な診断情報が得られる
ことになり、診断性能が向上したことになる。更にＸ線
フィルムの保存や検索の効率化という点でも期待されて
いる。

第７図はこのようなフィルム画像読取装置の従来例を示
すものであり、レーザ発振器１から出射されるレーザ光
はミラー２で進路が変更され、ビームエクスパンダ３に
入射する。

ビームエクスパンダ３は、入射したレーザ光の広がり角
を減少させるものであり、レーザ光のビーム径をω，波
長をλ，広がり角をθとすると、広がり角θ≒λ／πω
の式が成立つため、例えばレーザ光のビーム径をビーム
イクスパンダ３で５倍に拡大すると、レーザ光の広がり
角は約1/5に減少する。

そして、広がり角が減少したレーザ光はポリゴン４の側
面に入射する。ポリゴン４は、図示のように、８角柱状
の形状をなしており、等角速度で回転する。従って、側
面に入射したレーザ光は、ポリゴン４の回転に応じて反
射角度が変化し、これによって、主走査が行なわれる。

ｆθレンズ５は、ポリゴン４から出射される角速度一定
のレーザ光を、主走査線上の結像位置で線速度を一定に
するものであり、このｆθレンズ５から出射したレーザ
光はミラー６で反射し、フィルム７を経てデフューザ８
に入射する。

デフューザ８は、その入射面形状が主走査方向に沿った
長方形であり、フィルム７を透過して入射するレーザ光
を無指向に拡散させ、この拡散されたレーザ光をライト
ガイド９を介してフォトマル10に導入する。

フォトマル10は、ライトガイド９で導かれたレーザ光を
電気信号に変換するものであり、得られた電気信号は後
述する電子回路に供給され、この電子回路によって、フ
ィルム７を透過した光が各画素の位置情報と対応づけら
れて時系列的にディジタル信号に変換され、画像データ
が生成される。なお、ライトガイド９には、バンドル状
にした光ファイバや透明なアクリル樹脂が使用される。

また、フィルム７は、デフューザ８の上側を、図示しな
いローラでデフューザ８側からフォトマル10側（図中矢
印の方向）へ等速度で送り出され、これによって副走査
が行なわれる。つまり、ポリゴン４による主走査と、フ
ィルム７の送り出しによる副走査で、フィルム７全体が
走査される。

このように構成されたフィルム画像読取装置において、
フィルム濃度を測定する原理を以下に説明する。

フォトマル10に入射する基準光量をIoとし、デフューザ
８上にフィルム７が存在する場合と存在しない場合のフ
ォトマル10へ入射する光量をそれぞれI₁，I₂，そのとき
の濃度を各々D₁，D₂とすると、濃度と光量の関係は次の
（１），（２）式である。

D₁＝−1ogI₁／I₀ …（１） D₂＝−1ogI₂／I₀ …（２）（１），（２）式からフィルム７が存在するときの濃度
D₂と、フィルム７が存在しないときの濃度D₁との濃度差
D₃は、次の（３）式で求められる。

D₃＝D₂−D₁＝−1ogI₂／I₁ …（３）そして、この濃度差D₃がフィルム７の濃度を示してい
る。即ち、フィルム７が存在しないときの濃度D₁を予め
測定して記録しておき、フィルム７を置いたときの濃度
D₂を測定した後、記憶されている濃度D₁との差分を計算
すれば、その値がフィルム７の濃度を示すことになる。

第８図はフォトマル10の後工程に接続される電子回路の
機能ブロック図であり、この回路でフィルム７の濃度が
求められる。

前述したように、濃度は対数のディメンジョンを持つた
め、フォトマル10から出力される電気信号は、ログアン
プ11で対数のディメンジョンに変換され、光強度信号が
濃度信号に変換された後、サンプル／ホールド回路12に
供給される。サンプル／ホールド回路12は、電子回路全
体を管理しているコントローラ（不図示）から与えられ
るクロック信号に同期して、前段のログアンプ11の出力
信号を保持するものであり、A/D変換器13は、サンプル
／ホールド回路12が保持している信号をディジタル信号
に変換する。そして、A/D変換器13の出力信号のうちフ
ィルム７が置かれていないときの濃度信号はキャリブレ
ーションバッファ15にインプットされ、フィルム７が置
かれたときの濃度信号はラインバッファ16にインプット
されてそれぞれ記憶される。このとき、インプットする
バッファ15,16の切換えは、コントローラ（不図示）の
制御下にある切換器14によって行なわれる。そして、差
分算出回路17では、ラインバッファ16に記憶されている
濃度信号と、キャリブレーションバッファ15に記憶され
ている濃度信号との差を演算し、フィルム７の濃度が求
められることになる。

そして、求められたフィルム７の濃度信号は、インタフ
ェース18を介してデータ処理装置（不図示）へ出力され
画像化される。

第９図（Ａ）はデフューザ8,及びライトガイド９をフィ
ルム７の送出し方向から見た図であり、フィルム７が存
在しない状態を示している。いま、デフューザ８上に塵
19が付着すると、レーザ光による主走査の結果得られる
濃度信号は、塵19が付着した部分だけ濃度が高くなるの
で、同図（Ｂ）に示す如く、塵19に対応する位置だけが
極端に大きくなる。従って、この濃度信号が第８図に示
したキャリブレーションバッファ15に記憶されることに
なる。

一方、第10図（Ａ）に示すように、塵19が付着した状態
でデフューザ８上にフィルムが置かれると、主走査によ
る濃度信号は、同図（Ｂ）の実線に示す如くになる。即
ち、フィルム７の存在によってレーザ光が拡散されるの
で、塵19の存在する部分の濃度信号は、フィルム７がな
いときほど極所的にならず、いくぶん横に広がった滑ら
かな山となる。なお、ここでは、説明を容易にするた
め、フィルム７には画像は記録されていない。そして、
第10図（Ｂ）の実線で示す濃度データは、第８図のライ
ンバッファ16に記録される。

その後、差分算回路17では、ラインバッファ16の記録デ
ータとキャリブレーションバッファ15の記憶データとの
差を演算するので、第１図に示す毎くの濃度信号が得ら
れることになる。つまり、塵19がデフューザ８に付着す
ることによって濃度信号に鋭い谷が存在してしまう。

この現象はすべての主走査について同様に発生するの
で、その結果として画像表示されるフィルム画像には白
い縦縞が発生してしまうという問題があった。

また、第12図はデフューザ８とその周辺部を主走査方向
側から見た断面図である。図示のように、ミラー６で反
射したレーザ光20は、フィルム７による反射光との干渉
を防止するために、フィルム７に対して斜め方向に入射
するようになっている。このとき、レーザ光20はデフュ
ーザ８の略中央に入射するように設定されているが、第
７図に示すポリゴン４の各側面には不可避的な面倒れが
あるため、レーザ光20は常にデフューザ８の中央部に入
射するとは限らない。即ち、ポリゴン４は８個の側面を
有しており、面倒れの存在によって各側面毎に反射角が
微妙に変化すると、第12図のレーザ光20の点線に示すよ
うにデフューザ８の中央部からいくぶんはなれた位置に
レーザ光20が入射してしまう。

その結果、デフューザ８に入射する光量がポリゴン４の
反射側面毎に変化するので、この光を取込んで得られる
画像データには横縞が発生してしまうという問題があっ
た。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来におけるフィルム画像読取装置では、
デフューザ８に塵19が付着すると、画像上に白い縦縞が
発生してしまうという欠点があった。また、ポリゴン４
の側面に面倒れがあると、デフューザ８に入射するレー
ザ光の位置が変化するため、入射する光量が変化し、画
像上に横縞が発生してしまうという問題点があった。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、塵の付着やポリ
ゴンの面倒れがある場合においても、縦縞，及び横縞の
発生を防止し得るフィルム画像読取装置を提供すること
にある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、レーザ光を照射し
てフィルム上の画像を走査し、該フィルムの透過光を受
光手段で集光した後、光電変換手段で電気信号に変換
し、前記フィルム上の画像を電気信号として読取るフィ
ルム画像読取装置において、前記受光手段は、遮光状態
の入射室と、この入射室に形成されて前記フィルム透過
光が内部に入射する開口部と、入射室内に形設され前記
開口部から入射した光を前記光電変換手段へ向けて反射
・集束する集束部と、を有することが特徴である。

（作用）上述の如く構成すれば、受光手段の開口部から塵が侵入
しても、この塵がレーザ光入射位置に付着することは極
めて希であるので、読取られた画像が塵の影響を受ける
ことはほとんどない、また、万一、入射位置に塵が付着
した場合でも、レーザ光の結像位置と入射位置とは充分
離れているので、塵が付着した入射位置ではすでにレー
ザ光のビーム径が拡大されている。従って、この塵によ
る濃度信号の変化はほとんど無視できる程度となる。

また、フィルムに照射されたレーザ光は、該フィルムで
拡散された後開口部を経て受光手段に入射するので、ポ
リゴンの面倒れによってレーザ光の入射位置が多少変動
しても、この影響を受けることはない。

（実施例）第１図は本発明が適用されたフィルム画像読取装置の一
実施例を示す構成図である。なお、従来技術で説明した
第７図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
する。

第１図に示すように、フィルム７の下側には箱型で中空
の受光部23が配設されており、この内部の壁面はレーザ
ー光を無指向に反射する塗料が塗布されている。また、
該受光部23におけるフィルム７送り出し側の側面23aに
はこれと略直角にフォトマル10が取付けられており、こ
の側面23aと対向する側面23bは、円弧状の曲面で形成さ
れている。

更に、受光部23の上面の側面23b側には主走査方向に沿
ったスリット22が形成されており、ミラー６で反射した
レーザ光は該スリット22を通って受光部23内に入射し、
この入射光は前記した円弧状の側面23bで反射・集束さ
れてフォトマル10に送られるようになっている。

第２図は、本実施例装置を主走査方向から見た断面図で
あり、ポリゴン４で主走査されたレーザ光はｆθレンズ
５を通過してミラー６で反射し、フィルム７に斜め方向
から入射する。そして、フィルム７を透過したレーザ光
は受光部23の円弧状の曲面23bに入射し、反射・集束さ
れた後、フォトマル10で集光される。

いま、スリット22から受光部23内に塵19が入り、該受光
部23の底面に付着した場合においても、レーザ光はスリ
ット22に対して斜め方向から入り、円弧状の側面23bに
入射するので、この塵19に直接レーザ光が入射すること
は極めて希であり、塵19の影響を受けることはほとんど
ない。

また、運悪くレーザ光の入射位置24に塵19が付着した場
合においても、この入射位置24は、レーザ光がフィルム
７を通過する位置から充分に離れているため、ビーム径
が広がっている。従って、塵19の影響はほとんど無視す
ることができる。

また、ポリゴン４の側面に面倒れが存在し、フィルム７
に入射するレーザ光の位置がずれた場合でも、このレー
ザ光はフィルム７を透過することで拡散され、受光部23
の内部で無指向に反射してフォトマル10に取込まれるの
で、フォトマル10に取込まれる光量はポリゴン４の面倒
れの影響をほとんど受けない。従って、ポリゴン４に面
倒れがあっても画像上に横縞が発生することはない。

次に、受光部23の寸法とレーザ光の集光特性との関係に
ついて述べる。第３図（Ａ）は、受光部23をフィルム７
の送り出し方向から見た断面図である。「この例では受光部23の幅L1（以下、これを「主走査方向
長」という）は、フィルム７の幅L3よりもやや長く構成
されている。また、フィルム７を照射するレーザ光は図
示のように、主走査方向に斜めに入射する。このため、
受光部23のコーナ25がフィルム７の端部に接近している
と、レーザ光はコーナ25に入射してしまう。また、コー
ナ25は他の入射位置に比べて反射効率が低いので、フィ
ルム７のないキャリブレーション時には、受光する光の
濃度信号が第３図（Ｂ）に示すように受光部23の端部で
突起してしまう。

一方、フィルム７が存在するときには、第４図（Ａ）に
示すように、レーザ光がフィルム７を通過したときに拡
散されるので、受光する光の濃度信号は同図（Ｂ）の実
線で示すようにいくぶん滑らかな変化を示す。

従って、両濃度信号の差を求めると第４図（Ｃ）に示す
ように端部で下方向に突起した信号となってしまいこれ
を画像化すると、白い縦縞が発生してしまう。これを解
消するためには、レーザ光がフィルム７の端部を照射し
たときに、この透過光が受光部23のコーナ25に入射しな
い程度に、受光部23の主走査方向長L1を大きくすれば良
い。

これを第５図を用いて説明する。同図はポリゴン４と、
フィルム７と、受光部23との位置関係を示している。

いま、ポリゴン４のレーザ光出射位置からフィルム７ま
での距離をL4,フィルム７から受光部23のレーザ光入射
位置24までの距離をL5,フィルム幅をL3とすれば、受光
部23の主走査方向長L1は、次の（４）式を満足すれば良
い。

L1≧L3・（１＋L5/L4） …（４）つまり、（４）式が成立するだけの主走査方向長L1を持
てば、フィルム７を透過したレーザ光が受光部23のコー
ナ25に入射することはなくなり、受光部23端部での濃度
信号の乱れは解消される。

次に、第６図を用いて、レーザ光の入射位置24からフォ
トマル10の入射面までの距離L2（以下、これを「副走査
方向長」という）について説明する。

フォトマル10では、入射位置24の各点に入射したレーザ
光を集光して受光しており、受光される光の強度は入射
位置24上の各点によって異なる。即ち、中央部26で反射
した光と、コーナ25で反射した光とでは、フォトマル10
で受光される光量は（COSθ）倍だけ異なる。（但し、
θは中央部26とフォトマル10の受光部とを結ぶ線と、コ
ーナー25とフォトマル10の受光部とを結ぶ線とのなす角
である。）従って、通常フォトマル10では、レーザ光が受光される
角度に基づいて、受光された光量を補正する必要があ
り、これをシェーディング補正と称している。ただし、
このシェーディング補正は、フォトマル10の特性によ
り、一般的に（COSθ）が0.8よりも大きいときにのみ可
能となる。従って、この条件を満足する程度に副走査方
向長L2を長くしなければならない。即ち、次の（５）式
を満足しなければならない。

COSθ＝L2/｛2²＋L1²/4｝^１／^２≧0.8 …（５）故に、 L2≧２・L1/3 …（６）つまり、（６）式が成立する程度に距離L2を長くすれ
ば、フォトマル10でシェーディング補正が可能となる。

このようにして、本実施例では、走査したレーザ光を箱
型の受光部23を用いて集光し、フォトマル10に導入して
おり、この受光部内のレーザ光入射位置に塵19が付着す
ること極めて希であるので、塵19の影響を受けることは
ほとんどない。また、万一、レーザ光入射位置に塵19が
付着しても、この入射位置ではレーザ光のビーム径が拡
大しているので、塵19によって濃度信号が大きく変化す
ることはない。従って、画面上に白い縦縞が発生すると
いう不具合は解消される。また、ポリゴン４の側面に面
倒れがあっても、この影響を受けないので、画面上に横
縞が発生することはなくなる。

また、受光部23の主走査方向長L1を、前記した（４）式
を満足する程度に長くし、また、副走査方向長L2を
（６）式を満足する程度に長くすれば、受光部23に入射
したレーザ光がコーナで乱反射することはなく、また、
フォトマル10で受光された光をシェーディング補正する
ことができるようになる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明では、受光手段に塵等が付
着した場合でも、この影響はほとんど受けないので、従
来のように画像上に白い縦縞が発生するという不具合は
解消される。また、ポリゴンの側面に面倒れがあって
も、この影響を受けることはなく、横縞の発生を抑制す
ることができる。

更に、受光手段内に入射したレーザ光は、端部で乱反射
することはなく、また、フォトマル等の光電変換手段で
は受光した光を確実にシェーディング補正することがで
きるので、フィルム上に記録された画像データを鮮明度
の高い良好な画像として読取ることができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図，第２図は本実
施例装置を主走査方向側から見た図，第３図はフィルム
がないときのレーザ光の入射位置と濃度信号の変化を示
す説明図、第４図はフィルムがあるときのレーザ光の入
射位置と濃度信号の変化を示す説明図，第５図はポリゴ
ン．フィルム，及び受光部の位置関係を示す説明図，第
６図は受光部の主走査方向長L1と副走査方向長L2との関
係を示す説明図である。また，第７図は従来例を示す構成図，第８図はフォトマ
ルの後工程に接続される電子回路の構成を示すブロック
図，第９図はフィルムがないときにデフューザ上に塵が
付着したときの濃度信号を示す説明図，第10図はフィル
ムがあるときにデフューザ上に塵が付着したときの濃度
信号を示す説明図，第11図はフィルムがあるときとない
ときとの濃度差を示す図，第12図はポリゴンの面倒れに
よるレーザ光の入射位置の変化を示す説明図である。４…ポリゴン、７…フィルム８…デフューザ、10…フォトマル 19…塵、22…スリット 23…受光部、24…入射位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を照射してフィルム上の画像を走
査し、該フィルムの透過光を受光手段で集光した後、光
電変換手段で電気信号に変換し、前記フィルム上の画像
を電気信号として読取るフィルム画像読取装置におい
て、前記受光手段は、遮光状態の入射室と、この入射室に形成されて前記フィ
ルム透過光が内部に入射する開口部と、入射室内に形設
され前記開口部から入射した光を前記光電変換手段へ向
けて反射・集束する集束部と、を有することを特徴とするフィルム画像読取装置。
【請求項２】前記入射室の主走査方向長はフィルム透過
光が端部で乱反射しない程度に充分長くし、副走査方向
長は入射室内で集束された光をシェーディング補正し得
る程度に長くした請求項１記載のフィルム画像読取装
置。
【請求項３】前記主操作方向長L1は、フィルム幅L3と、
レーザ出射位置からフィルムまでの距離L4と、フィルム
から前記受光手段の光入射位置までの距離L5から、L1≧
｛L3・（１＋L5/L4）｝なる関係を有し、前記副操作方
向長L2は、L2≧（２・L1/3）なる関係を有する請求項２
記載のフィルム画像読取装置。
【請求項４】前記入射室の内面は、入射光を無視向的，
かつ高い反射率で反射し得る塗料が塗布された請求項１
乃至３記載のフィルム画像読取装置。