JPS6055809B2

JPS6055809B2 - 光走査方法

Info

Publication number: JPS6055809B2
Application number: JP54152826A
Authority: JP
Inventors: 卓坂本
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1979-11-26
Publication date: 1985-12-06
Also published as: GB2064162B; DE3044114A1; GB2064162A; US4368488A; JPS5675616A; DE3044114C2; FR2470499A1; FR2470499B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、透過原画を高速で光走査して読みとる方法に
関するものである。

従来、かかる目的を達成するためには、透明なガラスも
しくはプラスチックの円筒シリンダーに透過原稿をまき
つけ、前記円筒シリンダーの内外に、それぞれ照明装置
及び読み取り装置を装着Ｊし、円筒シリンダーの回転に
ともなつて、原画の画像情報を逐次読みとるという方法
が知られており、これは、写真製版用カラースキャナや
ファクシミリ等において実施されている。

しかしながら、かかる方法では、円筒シリンダ；−を高
速で回転すると、原画が、円心力により、円筒シリンダ
ーから離脱したり、あるいは浮き上がつたりして、画像
の読み取りが不正確となる。

したがつて、回転速度におのずから限界が生じ、装置の
高速化を計ることがむずかしい。これを解消するために
、平面光走査方法が考えられている。

この方法は、原画を平面上に固定し、カルバノメータミ
ラーや回転多面鏡（以下ポリゴナルミラーという）等の
光偏向器と、結像光学系との組み合せによつて集光した
スポット点を、光偏向器の角度変化とともに直線上を移
動させて原画を照射し、原画よりの透過光または反射光
を読み取り、用光電変換素子に受けるものである。しか
しこの方法では、３色光の各々を単一の光電素子に導く
のに複雑な光学系を必要とし、特にアンシャープ信号を
得ることがむずかしく、また、集光したスポットの径に
より、走査画像の精細度、すなわち画素の大きさが決ま
ることになるが、走査線上全域にわたつて均一なスポッ
ト径を作成することは困難てあるという欠点もしくは不
利がある。特に、画像寸法を歪ませないために、偏向器
の偏向角度に比例して走査スポットを移動させるｆ−０
レンズを使用する手段が知られているが、ｆ−０レンズ
として現在実用化されているものは、偏向角の狭いもの
であつたり、走査スポット径の大きなもののみしかない
。

さらに、これらの実用化されているｆ−０レンズは、単
色光を使用することが前提となつており、写真製版の色
分解に必要な白色光を使用して、均一スポット径を得る
ようにしたｆ・ｏレンズの設計は、はなはだ困難である
。白色光に代えて、赤、青、緑の３種類の色光を使用し
て色分解走査することも考えられるが、光源関係の構成
が複雑化し、特に、走査光としてレーザーを使用する場
合、きわめて高価につく。

また、カラーフィルム画像に使用されている染料のにご
り成分を補償するために、補償マスク信号をそのカラー
フィルムに応じて入力する必要があるが、カラーフィル
ムの種類により補償する値は不同であるため、複雑な信
号入力を要し、実際上この手段も実現が困難である。本
発明の方法は、こうした従来の方法の欠点を排除するこ
とを目的とするもので、主走査方向について静止してい
る原画に対して、高速で揺動する白色の照明光により主
走査を行ない、かつその透過光を読み取ることにより、
原画情報を逐次読み取りうるようにした方法に関するも
のてある。

以下、図面にもとづいて、本発明の実施例を説明する。
第１図及び第２図は、本発明の方法の原理を示す。

第１図において、照明用光偏向ミラー３の偏向点と光電
受光部２０とは、平面ミラー４に対して、前後対称の位
置に配置され、かつ曲率半径ｒの球面ミラー５の曲率の
中心位置０と、光電受光』部２０とは、一致した位置に
配置されている。

なお第２図に示す如く、照明用光偏向ミラー３、平面ミ
ラー牡球面ミラー５及び光電受光部２０は、高低差を設
けて上下に配置されている。光束は、光源１より出て、
コリメーターレンズ２により平行光線となり、照明用光
偏向ミラー３により反射されて、球面ミラー５の下方を
通り、平面ミラー４で反射された後、球面ミラー５で再
び反射され、前記平面ミラー４の上方を通過して、原画
８位置で一旦焦点を結び、しかる後、光電受光部２０に
達する。なお、照明用光偏向ミラー３は、その垂直方向
の中心線を軸として、ある角度範囲内て回転振動させら
れる。このとき、照明用光偏向ミラー３が回転しても、
球面ミラー５に当る光線は平行てあり、球面ミラー５に
より反射された光線は、その曲率中心、すなわち光電受
光部２０へ向かう。

また、平面ミラー４と球面ミラー３とは、第２図示の如
く、上下方向に高低差を設けてあるので、球面ミラー５
で反射した光は、平面ミラー４の上側を通過し、球面ミ
ラー５とその曲率中心位置である光電受光部２０との中
間部、すなわち球面ミラー５の中心０より１ノ２ｒのと
ころに収斂し、その後広がつて、もとの平行光線と同じ
口径をもつて、光電受光部２０に入る。

なお、光電受光部２０は、照明用光偏向ミラー３の平面
ミラー４による虚像位置３″に対して、球面ミラー５の
曲率中心０を挾む第２図の上下方向の対称位置に配置さ
れている。

前記球面ミラー５で集光される位置、すなわち球面ミラ
ー５の中心０より１１２ｒの距離にある位置での集光点
は、照明用光偏向ミラー３の振動回転角ωに従つて、光
電受光部２０と球面ミラー５の中央同士を結ぶ中心線１
より、１１２ｒ×２ω＝ｒωの範囲にあることになる。

したがつて、照明用光偏向ミラー３が回転振動を一定の
角速度で行えば、集光点は球面ミラー３の曲率中心０を
中心とした半径１１２ｒ上を定速度で移動することにな
り、該球面ミラー３の曲率中心０を中心とする半径１１
２ｒの部分的円筒体の表面上に原画８を配置すれば、こ
れを円弧状に走査することができる。さらに、原画８を
第２図の矢印の方向（上下方向）てある副走査方向に移
動させれば、原画８上すべての部分に集光した光を順次
にあてることがてきる。

第３図及び第４図は、他の実施例を示すもので、前記光
電受光部２０の位置に読み取り用光偏向ミラー６を配置
し、その後段に読み取り用レンズ７を設け、さらにその
後方に、アパーチャーミラー９及び光電受光部２０，２
『を配設してある。

上記読み取り用光偏向ミラー６を、照明用光偏向ミラー
３と同期して回転振動させると、読み取り用レンズ７に
入射する光線は、該読み取り用レンズ７の近軸光線とし
てとらえることができ、かつ集光して光電受光部２０に
入射する。

従つて、第１図示の装置に比し、光電受光部２０の寸法
を小さくすることができ、光電変換精度の向上とコスト
低下を図ることができる。アパーチャミラー９の中央に
は小孔１０をあけてある。

この小孔１０は、原画８上の画像が読み取り用レンズ７
により結像される部位において、光軸上に位置している
。小孔１０を通過する光線、すなわちコリメーターレン
ズ２から出た光束Ｌ。

は、画像のシャープ信号として、又前記コリメーターレ
ンズ２より出る光束Ｌｃのまわりの光束ＬＥは、読み取
り用レンズ７によつて集光されて、アパーチャミラー９
の小孔１０以外の部分において反射し、アンシャープ信
号として、それぞれ、光電受光部２０，２０″に導びか
れる。これらの信号は、公知の要領で組合わされ、デイ
ーテール強調信号として利用される。こうしたことから
、原画読取り最小単位要素の大きさは、読み取り用レン
ズ７の倍率、及びアパーチャミラー９の小孔１０の径に
よつて決まり、球面ミラー５によつて原画８位置に結ば
れるスポット径とは無関係てある。

そのため、照明光源１としては、指向性の高いレーザ光
源を使用する必要はなく、一般の光源の使用が可能であ
る。

このことは、カラー原稿の色分解にとつて重要な白色光
を使用できるのて、はなはだ好都合である。なお、小孔
付き反射ミラーを用いる代わりに、ハーフミラーによつ
て光束を２つに分割し、その中の一方を小孔アパーチャ
に通すことによつて、シャープ信号とアンシャープ信号
を別々に得ることができるのはもちろんである。

第５図及び第６図は、他の実施例を説明するためのもの
であり、第３，４図における球面ミラー５のかわりに、
円筒ミラー１５を使用した場合を示している。

この場合においては、円筒ミラー１５には、軸方向（副
走査方向）に集光させる能力はないので、柱状レンズ群
１１を照明用光偏向ミラー３とコリメーターレンズ２の
間に設置することにより、原画８位置で軸方広に集光さ
せる必要がある。

その他の部分の構成は、球面ミラー５を使用する前記の
方法におけると同じである。第７図及び第８図に示すさ
らに別の例では、第３，４図と同じように球面ミラーを
使用している゛が、第３，４図における球面ミラー５は
、球面を大円を中心とする帯状に切断した部分を使用し
たものであるのに対して、第７，８図の球面ミラー２５
は球面の大円より少し上部を、大円面と平行に帯状に切
つた部分を使用しており、しかも、照明用光偏向ミラー
３の平面ミラー４による虚像位”置３″の、球面ミラー
２５の中心０に対する対称位置に、読み取り用光偏向ミ
ラー６を配置してある。

このようにすることによつて、前述の例では、第２図及
び第６図に示すように、原画８に集光する光は、原画８
に対して傾斜角度をもつて入射するのに対して、第７図
及び第８図示の方法においては、集光された光を、原画
８の面に直角に入射させることができる。

以上に示した３つの実施例においては、平行光・線とし
て、球面もしくは円筒形ミラーに入射しているため、反
射光がつくる集光スポットの軌跡位置すなわち原画８位
置は、球面もしくは円筒ミラーの半径の１１２の円弧に
なる。

したがつて、光偏向器としてポリゴナルミラーを使用し
た場合、ポリゴナルミラーのミラー分割数との関係て最
大偏向角が決まり、主走査である円弧長が定まる。

また原画には、いろいろの大きさのものがあるが、実作
業上、一般に小さい原画ほど大きく拡大する必要がある
のて、拡大したときに粗い複製画像としないために、元
の原画のよりも微細な情報が必要となる。

一方、原画読み取り後の処理能力を考えると、小さい原
画の場合には原画読み取り要素をより小さくし、その分
、原画上の走査速度を小さくして、原画全体を処理する
速度は同一にするのが望ましい。これを、本発明の方法
に適用した例を第９図に示す。

照明用光偏向ミラー３の前に凹又は凸レンズを挿入する
か、又はコリメーターレンズ２を移動させて、球面ミラ
ー５にあたる光線を、平行光線ではないようにすれば、
集光スポットの軌跡位置は円弧上ではあるが、球面ミラ
ー５の曲率半径の１１２よりも異つた位置にもつてくる
ことがてきる。

第９図は、照明用光偏向ミラー３の前に凹レンズ１２を
挿入して、集光スポット位置すなわち原画８″位置を、
球面ミラー５の曲率半径の１１２より小さくした場合を
示している。このようにすると、照明用光偏向ミラー３
の同じ変化角に対して、主走査長を短かくできるので、
読み取り用レンズ７及びアパーチャミラー９の位置関係
、あるいはアパーチャミラー９の小孔１０の径を変えて
、原画８上の読み取り要素の大きさをより小さいものに
変ることにより、前記目的をはたすことができる。なお
、第１図、第３図及び第９図において、照明用光偏向ミ
ラー３及び読み取り用光偏向ミラー６は、ガルバノミラ
ーとして図示してあるが、ポリゴンを使用しても良いこ
とは言うまでもない。

このように本発明は、原画の移動は副走査方向のみに低
速で動かし、かつ走査方向には、ガルバノミラーないし
はポリゴンの光偏向器により走査するので、円筒シリン
ダーに原画を貼りつけて回転させて走査する方法に比べ
、はるかに高速で画・像読み取りができる。また、従来
の平面スキャン方法の読み取りにおいては、オプチカル
フアイバー等を主走査方向に直線上に並べて、各オプチ
カルフアイバーごとに受けた情報を読み取つているので
、読み取りにおける均一性を得ることはむずかしいが、
本発明の読み取り方法によれば、このような不都合はな
い〜さらに、精細な情報に分割して読み取ることができる。

このことは、原画を拡大し記録する場合にとつては、特
に重要である。従来の平面スキャンにおいて使用される
ｆ−０レンズにおいては、カラースキャナ用としては、
ノ色収差を防ぐことが厳しく要求されるけれども、本発
明における光学系は、ミラーを主体として構成されてい
るので、色収差の影響を無視でき、かつ読み取り受光検
出部において、アパーチャーが利用できるので、該受光
検出部における照明光のスポット径を微細に絞る必要は
なく、従来の平面スキャン方法では取り出しのむずかし
いシャープ信号、アンシャープ信号を容易に取り出すこ
とができる。

さらに、照明用光偏向ミラーに入射する以前に補助の光
学系（レンズ）を入れることにより、寸法の異つた原稿
に対して、それぞれ最適の光学系に変ることができる。

以上詳説した如く、本発明によれは、従来のｆ−０レン
ズを使用した平面スキャナと同等の高速性と、円筒型ス
キャナと同等の白色光走査による演色性とを備え、しか
も、高品質の複製画像を記載しうる手段を、比較的簡単
な光学系を使用することにより実現されるのて、実用上
に資するところきわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を示す平面図、第２図は、その
要部立面図、第３図は、読み取り用偏向ミラー及び読み
取り用レンズを使用した実施例を示す平面図、第４図は
、その斜視図、第５図は、円筒ミラーを使用した実施例
の斜視図、第６図は、第５図の要部立面図、第７図は、
大円面より上部を利用した球面ミラーを使用する実施例
を示す斜視図、第８図は、第７図の要部の立面図、第９
図は、照明用光偏向ミラーの前に凹レンズを設けて、照
明光のスポットを、球面ミラーの半径の１１２より内側
に位置させた状態を示す平面図である。１・・・光源、２・・・コリメーターレンズ、３・・・
照明用光偏向ミラー、３″・・・虚像位置、４・・・平
面ミラ一５・・・球面ミラー、６・・・読み取り用光偏
向ミラー、７・・・読み取り用レンズ、８，８″・・・
原画、９・・・アパーチャミラー、１０・・・小孔、１
１・・・柱状ンズ群、１２・・・凹レンズ、１５・・・
円筒ミラー、２０，２『・・・光電受光部、２５・・・
上部球面ミラー、ｌ・・・中心線、ｏ・・・球面及び円
筒ミラーの曲率中心、Ｌｃ・・・光束、ＬＥ・・・光束
Ｌｃ以外の光束、ｒ・・・球面ミラーの半径、ω・・・
照明用光偏向ミラー３及び読み取り用偏向ミラー６の変
位角。

Claims

【特許請求の範囲】１照明光束を、光偏向器により偏向させた後、平面ミ
ラーに投射させ、その反射光を、前記平面ミラーに対し
て前記光偏向器における光束偏向点の虚像位置を曲率中
心とする曲面ミラーに投射させ、その反射光を、光電交
換素子に入射させるとともに、前記曲面ミラーによる光
束の収斂点が、前記光偏向器の回動にともなつて移動す
る軌跡に基いて、原画を走査することを特徴とする光走
査方法。２曲面ミラーが円筒ミラーであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の光走査方法。３円筒ミラーの軸線方向について光束を収斂させる柱
状レンズを設けておくことを特徴とする特許請求の範囲
第２項に記載の光走査方法。４光源側光路にレンズを配置することにより、曲面ミ
ラーによる光束収斂位置を変化させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の光
走査方法。５照明光束を、光偏向器により偏向させた後、平面ミ
ラーに投射させ、その反射光を、前記平面ミラーに対し
て前記光偏向器における光束偏向点の虚像位置を曲率中
心とする曲面ミラーに投射させ、かつその反射光を、該
曲面ミラーの曲率中心に配置した、光偏向器と同期的に
回動して、光束を一定方向に投射する第２の光偏向器を
もつて偏向させた後、光電交換素子に入射させるととも
に、前記曲面ミラーによる光束の収斂点が、前記光偏向
器の回動にともなつて移動する軌跡に基いて、原画を走
査することを特徴とする光走査方法。６曲面ミラーが円筒ミラーであることを特徴とする特
許請求の範囲第５項に記載の光走査方法。７円筒ミラーの軸線方向について光束を収斂させる柱
状レンズを設けておくことを特徴とする特許請求の範囲
第６項に記載の光走査方法。８光源側光路にレンズを配置することにより、曲面ミ
ラーによる光束収斂位置を変化させることを特徴とする
特許請求の範囲第５項乃至第７項のいずれかに記載の光
走査方法。