(57)【要約】【課題】  熱線吸収フィルタが壊れにくく、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像入力装置および画像評価装置を提供する。【解決手段】  フィルター割れの発生しやすいランプ両端部の最大発光点付近については温度勾配の少ない小面積のフィルターを用い、一方そうでない個所では比較的大きな面積のフィルターを用いることで、前述の課題をクリアすることができる。すなわち、ハロゲンランプ１２の両端部付近では配光調整のためフィラメント２０が大きく、発熱量も多いため熱線吸収フィルター１０は面積の小さいフィルタ片３０ｃに分割して温度勾配による破損を防ぎ、中央部近辺ではフィラメント２０が小さく発熱も少ないので比較的大きなフィルタ片３０ａに分割してコスト上昇を防ぐことができる。両者の中間部では中程度の大きさのフィルタ片３０ｂを配置してコストと耐熱性のバランスをとるようにすれば尚よい。【選択図】        図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点をもつ光源と、
前記光源からの照射光を測定対象物へ照射する照射手段と、
前記測定対象物から反射された反射光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの信号を画像品質評価特性値へ変換する信号変換手段と、
前記光源と前記測定対象物の間に前記光源をカバーする赤外線除去手段と、
を備えた画像入力装置であって、
前記赤外線除去手段は前記光源の発光点の発熱量に応じて分割されることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記赤外線除去手段の分割境界面を前記光源からの照射光の光路に対して斜めに設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記光源の長手方向に対して透過光量分布を均等化し、これと直交する方向の透過光量分布には寄与しない異方性光学拡散フィルタを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載の画像入力装置。
【請求項４】
前記光源は熱輻射光源ランプであることを特徴とする請求項１１乃至請求項３に記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記光源はハロゲンランプであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の画像入力装置。
【請求項６】
前記赤外線除去手段は熱線吸収フィルターであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像入力装置。
【請求項７】
前記赤外線除去手段は熱線吸収フィルター表面に赤外領域の波長成分を反射するための誘電体多層膜が形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像入力装置。
【請求項８】
分割された前記赤外線除去手段の面積は前記発光点の発熱量が高い箇所ほど小面積であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の画像入力装置。
【請求項９】
前記発光点は不連続であることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の画像入力装置。
【請求項１０】
前記光源はライン状であることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の画像入力装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の画像入力装置を用いた画像評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次元画像を評価するための画像入力装置およびこれを用いた画像評価装置に関し、特にモノクロコピーやカラーハードコピー等の画像出力装置などによって出力されたモノクロ画像やカラー画像情報を評価するための画像入力装置およびこれを用いた画像評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像品質を評価する場合、人間が感じる画像品質の程度を数量化する心理評価と画像自体の持つ物理特性を測定機により評価する物理特性とがある。心理評価は製品の最終検査などに広く用いられているが、検査者が異なったり、検査者の疲労などによって検査結果が変化するなどの欠点がある。
【０００３】
一方、画像品質の評価法としては、たとえば特開平５−２８４２６０号公報に記載された画像評価方法および装置がある。この画像評価装置は、２次元的な位置情報と光学的情報を含む被評価画像情報を色彩情報に変換し、その変換された２次元情報を周波数解析により２次元空間周波数情報に変換し、２次元空間周波数情報を１次元化した後、人間の視覚の空間周波数特性に対応した補正を加えるものであり、濃度（明度）情報だけでなく色彩情報である彩度情報、色相情報も検出することができる。
【０００４】
従来はフォトマルや分光フィルター等を用いて検査画像の画像情報を定量化していたが、測定時間を要するために最近ではラインセンサーやエリアセンサーを用いて画像情報を定量化する方法が考案されている。このような２次元的な位置情報とともにカラー画像の色彩情報を得る方法として、たとえば安価な方法としてスキャナを用いた、特開平１０−２３１９１号公報に記載された画像評価装置がある。
【０００５】
ところで、近年の画像出力装置の高画質化に伴い、画像評価を行う際の撮像解像度も高解像度が要求されている。評価画像を高解像度に撮像するためには、受光素子であるイメージセンサの微小な各画素からの出力がノイズに対して十分大きくなるよう、いわゆるＳＮ比の高い出力を得ることが測定精度の向上に対して極めて重要になる。このためには、測定対象に対する照明光源からの照射光量が十分に大きいことが必要不可欠である。
【０００６】
また、カラー画像を評価するには光量だけでなく光源の分光発光特性も重要である。可視波長域である４００〜７００nmにおいて、分光発光特性として波長不連続性や光量欠落（ディップ）などがあると精度良く色彩情報を計測することができない。このように、光量と分光発光特性の両面から考えると、光源の種類としてはハロゲンランプが最適であるといえる。これ以外の光源、例えば蛍光ランプや放電ランプなどの場合、発光原理上から特定の波長に強い発光（輝線、ピーク）が現れ、波長連続性の点で問題となりやすく、また大光量を得ることは難しい。
【０００７】
上記のように優れた特性を有するハロゲンランプであるが、一方で発熱の問題が存在する。これは、ハロゲンランプからの放射エネルギーの８０%以上が赤外放射でありこれが熱として放出されるためである。熱（赤外）放射による影響としては、測定対象物への熱的ダメージや、受光素子が赤外領域に感度を有する場合は受光素子からの不要出力の発生などが懸念される。このため、画像評価装置として必要な光量を得るためには、同時に発生する大量の熱放射への対応が必要となる。
【０００８】
そこで、光源からの熱放射による影響を緩和する手段として、光源付近に空気の流路を設置して強制的な空冷機構を設ける方法が示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
また、光源から放射される熱線（赤外線）を除去する例として、光源の出射口に熱線吸収フィルターを設ける例が示されている（例えば、特許文献２参照）。熱線吸収フィルターとは、代表的な熱（赤外）線除去手段のひとつでガラス基板自体に熱光を吸収する機能がある。もう一つの代表的手段である、誘電体多層膜フィルターが多層膜の反射により熱（赤外）線のフィルター透過を防止する機構であるのとは異なり、熱線吸収フィルターでは熱光の多くが反射されないため光源に熱光が戻らないという特長がある。しかし、ガラス基板での吸収により熱（赤外）線を除去するため、フィルターのガラス基板内には熱が貯まりやすく、常に熱的な応力歪みが発生してしまう。このため、フィルターの過熱によってフィルター自体が割れてしまうというおそれがあった。
【００１０】
上記熱線吸収フィルターの過熱を防止する手段としては、空冷機構の設置が一般に行なわれているが、光源からの放射光量が大きい場合にはこれだけでは必ずしも十分とはいえない。そこで、液体を入れた透明容器内に熱線吸収フィルターを入れ、フィルターが吸収した熱を液体に放出させる、という事例がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
上記のように、従来は光源からの熱線放射を除去するために、流路を備えた強制空冷機構や熱線吸収フィルターを液体に入れ冷却するなど、光源に付加的な要素を加えることで良好な光源を提供しようとしていたが、占有スペースやコストの点で明らかに問題があった。また、単に熱線吸収フィルターのみを設けた事例の場合、スペースやコストの点では有利だが、光量が大きい場合は蓄熱によりフィルターが過熱し応力歪みによってフィルター自体が割れるなどの問題があり、必ずしも有効ではなかった。
【００１２】
本発明によれば、熱線吸収フィルターを分割し、さらにランプ輝点（フィラメント）に近い過熱しやすい位置のフィルターのサイズを他のものより小さくすることによって、個々のフィルター内の熱的歪みを緩和することができるため、フィルター以外の付加的機構を用いることなく光源からの熱線放射を除去することが可能である。
【００１３】
この結果、コストやスペースなどの制約条件によらず、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像評価装置を実現することができる。
【００１４】
また、分割されたフィルターの分割境界面による光量分布への影響を低減するため、境界面により生じる影をランプ長手方向に分散することで均等化し、良好な光量分布を有する光源を実現することが可能となった。
【特許文献１】特開平５  ―  ４００２２号公報
【特許文献２】特開平５  ―１６７７８７号公報
【特許文献３】特開平５  ―１５８１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記事実を考慮し、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像入力装置および画像評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に記載の画像入力装置は、複数の発光点をもつ光源と、前記光源からの照射光を測定対象物へ照射する照射手段と、前記測定対象物から反射された反射光を受光する受光手段と、前記受光手段からの信号を画像品質評価特性値へ変換する信号変換手段と、前記光源と前記測定対象物の間に前記光源をカバーする赤外線除去手段と、を備えた画像入力装置であって、前記赤外線除去手段は前記光源の発光点の発熱量に応じて分割されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成の発明では、発熱量の大きい箇所でも熱線吸収フィルタが壊れにくく、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像入力装置とすることができる。
【００１８】
請求項２に記載の画像入力装置は、前記赤外線除去手段の分割境界面を前記光源からの照射光の光路に対して斜めに設けたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成の発明では、フィルター分割境界面による光量分布への影響を低減するため、境界面により生じる影をランプ長手方向に分散することで均等化することができる。
【００２０】
請求項３に記載の画像入力装置は、前記光源の長手方向に対して透過光量分布を均等化し、これと直交する方向の透過光量分布には寄与しない異方性光学拡散フィルタを備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記構成の発明では、フィルター分割境界面による光量分布への影響を低減するため、境界面により生じる影をランプ長手方向に分散することで均等化することができる。
【００２２】
請求項４に記載の画像入力装置は、前記光源は熱輻射光源ランプであることを特徴とする。
【００２３】
上記構成の発明では、良好な分光特性を備えた熱輻射光源ランプを用いることでより高精度な画像入力装置とすることができる。
【００２４】
請求項５に記載の画像入力装置は、前記光源はハロゲンランプであることを特徴とする。
【００２５】
上記構成の発明では、良好な分光特性を備えたハロゲンランプを用いることでより高精度な画像入力装置とすることができる。
【００２６】
請求項６に記載の画像入力装置は、前記赤外線除去手段は熱線吸収フィルターであることを特徴とする。
【００２７】
上記構成の発明では、単純な構成で熱を遮蔽できる熱線吸収フィルターを用いることで、低コストで高精度な画像入力装置とすることができる。
【００２８】
請求項７に記載の画像入力装置は、前記赤外線除去手段は熱線吸収フィルター表面に赤外領域の波長成分を反射するための誘電体多層膜が形成されたことを特徴とする。
【００２９】
上記構成の発明では、熱線を吸収および反射するフィルターを用いることで、より高精度な画像入力装置とすることができる。
【００３０】
請求項８に記載の画像入力装置は、分割された前記赤外線除去手段の面積は前記発光点の発熱量が高い箇所ほど小面積であることを特徴とする。
【００３１】
上記構成の発明では、発熱の大きい箇所のフィルタを小さい面積に分割することで温度勾配による破損を防ぐことができる。
【００３２】
請求項９に記載の画像入力装置は、前記発光点は不連続であることを特徴とする。
【００３３】
上記構成の発明では、配光特性を考慮しこれを補正することで高精度な画像入力装置とすることができる。
【００３４】
請求項１０に記載の画像入力装置は、前記光源はライン状であることを特徴とする。
【００３５】
上記構成の発明では、ＣＣＤラインセンサに適した配光特性の光源を用いることで高精度な画像入力装置とすることができる。
【００３６】
請求項１１に記載の画像評価装置は、請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の画像入力装置を用いたことを特徴とする。
【００３７】
上記構成の発明では、熱線吸収フィルタが壊れにくく、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像評価装置とすることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は上記構成としたので、熱線吸収フィルタが壊れにくく、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像入力装置および画像評価装置とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
＜画像評価装置の基本的構成＞
先ず、本発明による画像評価装置の概要を図1に示す。
【００４０】
図１には本発明の第１実施形態に係る画像評価装置の構成が示されている。
【００４１】
図１に示すように、原稿台１０５の上に評価画像１０４を配置し、照明装置１０３aおよび１０３bで評価画像１０４の照明を行い、評価画像１０４からの反射光をレンズ１０２を介して撮像素子１０１に結像させ、評価画像１０４を撮像する。
【００４２】
撮像素子１０１はラインCCDであるため、撮像素子１０１、レンズ１０２、照明装置１０３aおよび１０３bをラインCCDのCCD配列とは略垂直に駆動しながら評価画像の撮像を行い、所望の領域の撮像が終了するまで撮像を繰り返す。
【００４３】
＜照明装置＞
図２には本発明の第１実施形態に係る画像評価装置の照明装置が示されている。
【００４４】
図２に、本発明における照明用ハロゲンランプ光源ユニットの外観を示す。
【００４５】
本発明における照明用ハロゲンランプ光源ユニットである照明装置１０３は、ライン状ハロゲンランプ管（ハロゲンランプ１２）に集光用の反射板１４を組合せ、これを筐体１８で囲んだものである。反射板１４の裏側すなわちハロゲンランプ１２の反対側（図中上）には空冷用ファン１６が設置され、ハロゲンランプ１２の発光に伴う発熱を冷却風の空気流にて冷却する。ユニット前面すなわちハロゲンランプ１２と評価画像１０４の間には、熱(赤外)線除去用に熱線吸収フィルター１０が設置され、ハロゲンランプ１２から発せられる輻射熱を吸収し評価画像１０４に熱が伝わるのを防いでいる。
【００４６】
熱線吸収フィルター１０は一枚板ではなく、図１１に示すように複数に分割され、その分割の度合はハロゲンランプ１２のフィラメント２０が大きく、発熱も大きい両端部では小さなフィルタ片３０ｃに細かく分割され、フィラメント２０が小さく発熱も少ない中央付近では大きなフィルタ片３０ａが少数配置されハロゲンランプ１２をカバーしている。中間付近では両者の中間程度の大きさのフィルタ片３０ｂによりカバーされる。
【００４７】
＜ハロゲンランプ＞
図３に、本発明におけるライン状ハロゲンランプ管の外観を示す。ハロゲンランプとは、その封入ガスに微量のハロゲンガスを添加した白熱電球のことを指す。ハロゲンガスとは、ヨウ素（Ｉ）、臭素（Br）、塩素（Cl）、フッ素（F）などの総称である。フィラメントから蒸発したタングステンは、このハロゲンガスと反応し、いわゆるハロゲンサイクルと呼ばれる一連の反応を経て再びフィラメントに戻る。このように、ハロゲンガスはタングステンの蒸発防止に有効であるため、結果としてランプの高効率化や長寿命化が図られる。
【００４８】
ハロゲンランプの特性としては、放電管や蛍光灯など他の光源に比べ比較的大光量が得られやすく、また発光分光特性が連続的であり色彩計測の点からも望ましい。このように優れた特性を有するハロゲンランプであるが、一方で前述のように発熱の問題が存在する。これは、ハロゲンランプからの放射エネルギーの８０%以上が赤外放射でありこれが熱として放出されるためである。
【００４９】
画像評価用装置などに用いられるライン状ハロゲンランプの場合、そのフィラメント構造はセグメントタイプと呼ばれる不連続なフィラメント（発光点）を有する場合が多い。
【００５０】
図３に示すように、ハロゲンランプ１２の全長が３００mm程度の場合には７〜１０個程度のフィラメント（発光点）２０を有する。不連続な発光点を有する理由は、配光パターンの設計自由度を確保するためであり、フィラメント２０を短く分割して適正な位置に配分することで配光分布特性を改善することが可能となる。
【００５１】
特に、ハロゲンランプ１２の両端部は配光分布が低下しやすいため、両端部のフィラメント２０ａ（発光点）を中央付近のフィラメント２０ｂより大きくして配光の低下を防いでいる。
【００５２】
＜反射板＞
図４に、本発明において集光用反射板１４に適用されている楕円内反射による集光の原理を示す。
【００５３】
図４に示すように、一般に楕円内には２つの焦点が存在する。片側の焦点Ｆから任意の方向に放射された光線は、楕円内で反射した後もう一つの焦点Ｆ’にすべて集まることが知られている。
【００５４】
図５に示すように、楕円を表す数式としては、楕円の長径を「2a」、短径を「2b」とすると、以下の式で表される。（a.>b）
[式１]    (X^2)/(a^2) + (y^2)/(b^2) = 1                                        
このとき、焦点FおよびF'の位置は楕円の中心Oから長径方向に距離「ｆ」の2点となる。ここで、ｆは以下の式で表される値である。
[式２]    f (=OF =OF') = [(a^2) − (b^2)]^(1/2) 
ここで、焦点FおよびF'を共通とする楕円は式２を満たす任意のaおよびbからなる楕円となる。なお、aとbの関係は、以下の式によって関係付けられている。
[式３]    b = [(a^2) − (f^2)]^(1/2)                                           
焦点ｆにハロゲンランプ１２の発光点２０が置かれた場合、発せられた光は焦点Ｆ’に集光されるが、加えて前述のように熱（赤外線）もまた焦点Ｆ’に集まるため、ハロゲンランプ１２と焦点Ｆ’（評価画像１０４）の間に置かれた熱線吸収フィルター１０を赤外線が通過することになる。
【００５５】
このため、周囲が開放されたランプの場合に比較して、上記のように楕円断面の反射板１４を備えたハロゲンランプ１２に用いる熱線吸収フィルター１０は熱的に厳しい条件下で使用されることになる。上記の点からも熱線吸収フィルター１０の熱による破壊を防ぐ本発明の重要度は増すことになる。
【００５６】
図６に本発明における、熱(赤外)線除去手段である熱線吸収フィルターの分光透過特性の一例を示す。
【００５７】
熱線吸収フィルター１０は、そのガラス基板自体に熱（赤外）線を吸収する機能があり、大量の熱（赤外）放射を熱として放出するハロゲンランプ１２と組合せることによって著しい効果がある。図６に示すような分光特性を示す熱線吸収フィルター１０の場合、波長が６００nmを越えた付近から急激に透過率Ｔ％が低下し、９００nm以上では殆ど透過しないことがわかる。このため可視領域よりも波長の長い赤外線（熱）はこの熱線吸収フィルター１０で吸収され、評価画像１０４まで届くことはない。
【００５８】
ライン状光源を使用した場合、図７に示すようにラインに沿って長手方向に細長い形状の熱線吸収フィルター１０を用いることが一般的である。しかし、フィルターの入手性やコスト等を考慮すると、１枚の大きな熱線吸収フィルター１０を用いるよりも、図８に示すようにある程度の枚数であれば市販の入手性の良い矩形フィルターを並べて配置した方が有利な場合もある。
【００５９】
しかし、熱線吸収フィルター１０はその原理上ガラス基板内に熱が貯まりやすい。このため、過熱を防止する手段として、図２に示すように冷却ファンなど空冷機構の設置が一般に行なわれているが、光源からの放射光量が大きい場合には十分とはいえず、過熱によってフィルター自体が割れてしまうというおそれがあった。
【００６０】
ただし、一般的に熱線吸収フィルターのガラス基板には熱強化処理が施されており、約３００℃程度までは耐熱性を有している。従って、フィルター割れの主要因としては、単なる過熱ではなくガラス基板内での温度勾配による熱的な応力歪みの発生によるものと考えられる。
【００６１】
点灯中のハロゲンランプ１２近傍に置かれた、熱線吸収フィルター１０上の異なる２点間の温度を測定した結果を図９に示す。このときのハロゲンランプ印加電圧としては、経験上フィルター割れが発生する電圧条件を含めて実験を行なった。これによると、測定した２点の各温度はいずれも熱線吸収フィルター１０の耐熱温度である３００℃以下である。
【００６２】
しかし、間隔約５０mmの２点間の温度差は１００℃以上もあり、相当な熱的応力が発生しているものと思われ、これがフィルター割れの主要因であると考えられる。
【００６３】
このような著しい温度差の発生は、ハロゲンランプとフィルターの相対的位置関係によると思われる。前述の通り、ライン状のハロゲンランプ１２の発光点２０は不連続であり、そのうち最大発光個所は両端部にある。フィルター割れはこのランプ両端部の最大発光点付近で顕著に発生しており、図９の温度データもほぼ同等の位置関係にあるフィルター上でのデータであることからも、その因果関係は明らかである。
【００６４】
フィルター割れの発生個所に、再現性および位置依存性がある場合には、例えば図７に示すように１枚の大きな熱線吸収フィルター１１０を設置するよりも、図８に示すように熱線吸収フィルター１１０をいくつかに分割しフィルタ片１３０とした方が損害がより少ないが、それでもフィルタ片１３０内におけるフィルター割れ自体は存在する。
【００６５】
そこで、図１０に示すようにさらに熱線吸収フィルター１１０を小面積に分割し多数のフィルタ片１３０とすれば当然同一フィルター内での温度勾配は減少し、フィルター割れを防ぐことが可能となる。しかし、熱線吸収フィルター１１０を過剰に分割しすぎた場合には、必要なフィルター枚数が増加するため、市販品で入手性は高いとはいえコストのメリットは低下してしまい、また多数の小さなフィルターを保持しなければならず保持方法が複雑化し現実的ではない。
【００６６】
以上の理由から、本実施形態においては、図１１に示すようにフィルター割れの発生しやすいランプ両端部の最大発光点付近については温度勾配の少ない小面積のフィルターを用い、一方そうでない個所では比較的大きな面積のフィルターを用いることで、前述の課題をクリアすることができる。
【００６７】
すなわち、ハロゲンランプ１２の両端部付近では配光調整のためフィラメント２０が大きく、発熱量も多いため熱線吸収フィルター１０は面積の小さいフィルタ片３０ｃに分割して温度勾配による破損を防ぎ、中央部近辺ではフィラメント２０が小さく発熱も少ないので比較的大きなフィルタ片３０ａに分割してコスト上昇を防ぐことができる。両者の中間部では中程度の大きさのフィルタ片３０ｂを配置してコストと耐熱性のバランスをとるようにすれば尚よい。
＜光量分布＞
ところで、熱線吸収フィルター１０の分割境界付近において、ハロゲンランプ１２の長手方向における透過率が不連続となるため、これに起因した照射光の影がハロゲンランプ１２の長手方向と垂直方向に筋状に発生する場合がある。
【００６８】
この原因は以下のようなものである。すなわち、図１２のランプ断面図に示すように、ハロゲンランプ１２（焦点１：Ｆ）から全方向に放射された光束は楕円状の反射板１４で反射され、原稿照射面上に位置するもう片側の焦点２：Ｆ’に集光する。
【００６９】
反射板１４による集光の原理については図４に示す通りである。しかし、その光路中において光束は一旦反射板１４の短手幅方向ほぼ一杯に広がり、その後集光するという挙動を示す。熱線吸収フィルター１０の設置位置が反射板１４の極めて近傍にあるため、照射光束が熱線吸収フィルター１０を透過する際には、熱線吸収フィルター１０の短手幅ほぼ全域に渡って透過することになる。
【００７０】
従って、熱線吸収フィルター１０の分割境界面が短手方向に沿って集中的に存在することになり、分割境界面における局所的な透過率低下がその後の光束の集光によって照射光の影として顕著な形で表れることになる。
【００７１】
本実施形態では以下に示すような熱線吸収フィルター１０の分割形状とすることで、上記の影すなわち光量ムラを緩和することができる。
【００７２】
図１３には本発明の第２形態に係る熱線吸収フィルターの分割境界面が示されている。
【００７３】
図１３に示すように、熱線吸収フィルター１０をフィルタ片３０ａ、３０ｂ、３０ｃと分割する際に、フィルター分割境界面を光路に対して斜めにすることによって、長手方向におけるフィルタ片３０の境界面の存在確率、すなわち透過光量に対する寄与率を均等化することができる。
【００７４】
このとき、長手方向すべての位置においてフィルタ片３０の境界面存在確率が均等でなくても、位置的に境界面が集中せず、結果として筋状の影が発生しない程度に分散されていればよい。また、境界面を曲線状や折れ線状にするなど、必ずしも直線で構成されなくともよい。
【００７５】
図１４には本発明の第３形態に係る異方性光学拡散フィルターを含む光学系が示されている。
【００７６】
図１４に示すように、熱線吸収フィルター１０の分割形状はそのままとして、熱吸収フィルター１０に加えて異方性光学拡散フィルター４０を追加で設置することで光量分布を均等化することができる。
【００７７】
異方性拡散フィルター４０とは、図１４に示すように拡散の広がり具合がフィルター面内のいずれかの方向に対して依存性を有する拡散フィルターである。異方性拡散フィルター４０として、例えばｘ軸の±両方向に対しては広く拡散し、ｙ軸の±量方向に対してはほとんど拡散しないようなものを考える。
【００７８】
今、ハロゲンランプ１２の長手方向と異方性拡散フィルターのｘ軸方向を一致させた場合、熱線吸収フィルター１０の分割境界面による筋状の影は、異方性拡散フィルター４０の効果によりハロゲンランプ１２の長手方向に拡散され、その影響すなわち光量ムラが緩和される。
【００７９】
一方、ハロゲンランプ１２の長手方向と直交する方向、すなわち図中ｙ軸方向に関しては、異方性拡散フィルター４０は殆ど拡散性をもたないため、反射板１４によって所望の位置（＝焦点Ｆ’）において集光される。なお、異方性拡散フィルター４０はハロゲンランプ１２から放射される熱線を吸収しないため、それ自身が熱によるダメージを受けることはない。また、熱線吸収フィルター１０より後段、すなわち光路上の下流方向に配置することによっても同様に熱によるダメージを防ぐことができる。
【００８０】
以上のように、光量分布への影響を防ぐと共に、個々のフィルター内の熱的歪みを緩和することができるため、占有スペースやコストの点で明らかに問題のある付加的な冷却機構を用いることなく光源から評価画像への熱線放射を遮蔽することが可能である。
【００８１】
上記のように本発明によれば、コストやスペースなどの制約条件によらず、光源からの熱線放射のダメージを受けることなく常に高精度な測定が可能な画像評価装置を実現することができる。
【００８２】
＜その他の例＞
本実施例においては光源としてライン状のハロゲンランプ１２を用いているが、目的に応じてスポット状ランプや他の形状であってもよい。
【００８３】
また本実施例においては、光源としてハロゲンランプ１２を用いているが、赤外領域に発光波長を有し熱放射を伴う光源であればハロゲンランプ以外でもよい。
【００８４】
さらに本実施例においては、反射板１４を有する光源としているが、他の手段により集光機能を有する場合や、集光機能が不要である場合は反射板１４がなくてもよい。
【００８５】
また本実施例においては、熱線吸収フィルター１０のみを赤外線除去手段として用いているが、他の赤外線除去手段である誘電体多層膜などを併用して組合せても良い。また、これらは同一基板上であっても、それぞれ個別の基板上であってもよい。
【００８６】
さらに本実施例においては、フィルター基板としてガラスを用いているが、可視波長域を透過し赤外波長域を除去すると共に耐熱性を有するものであれば、耐熱樹脂や石英などガラス以外の材料であってもよい。
【００８７】
以上説明したように、本発明によれば、熱線吸収フィルターを分割し、さらにランプ輝点に近い過熱しやすい位置のフィルターのサイズを他のものより小さくすることによって、個々のフィルター内の熱的歪みを緩和することができるため、フィルター以外の付加的機構を用いることなく光源からの熱線放射を除去することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１形態に係る画像評価装置の概略図である。
【図２】本発明の第１形態に係る照明用ハロゲンランプ光源ユニットの概略図である。
【図３】本発明の第１形態に係るライン状ハロゲンランプ管の概略図である。
【図４】本発明の第１形態に係る楕円内反射による集光の原理図である。
【図５】本発明の第１形態に係る楕円形状パラメータの説明図である。
【図６】本発明の第１形態に係る熱線吸収フィルターの分光透過特性を示す図である。
【図７】従来のフィルター形状を示す図である。
【図８】従来のフィルター形状を示す図である。
【図９】フィルター上の温度測定結果を示す図である。
【図１０】従来のフィルター形状を示す図である。
【図１１】本発明の第１形態に係るフィルター形状を示す図である。
【図１２】本発明の第１形態に係るランプ断面の光路を示す図である。
【図１３】本発明の第２形態に係る熱線吸収フィルターの分割境界面を示す図である。
【図１４】本発明の第３形態に係る異方性拡散フィルターを含む光学系を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０      熱線吸収フィルター
１２      ハロゲンランプ
１４      反射板
１６      空冷ファン
１８      筐体
２０      フィラメント
３０      フィルタ片
４０      異方性拡散フィルター
１０１    撮像素子
１０２    レンズ
１０３    照明装置
１０４    評価画像
１０５    原稿台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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