イメージスキャナの解像度 その３

その２にて

「もし、レンズの光伝達率が同じであると仮定した場合」

と記述したが、実際には異なる。

代表値で

縮小光学系　１％

等倍光学系（密着光学系）　３．１６％　（ＳＬＡ－２０Ｄ）

である。約３倍異なる。

光伝達効率とは、被写体側の照度とセンサ面の照度の比率である。

つまり、被写体側で例えば、１万ルックス（10,000LUX)で照明できていたとしても、縮小光学系のレンズを介してCCD面にたどり着く光で照らされるCCD面上の照度は、１００LUX程度となる。

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計算式は次の通り

縮小光学系：

伝達効率（η）＝τ／｛４＊Ｆ＾２＊（１＋β）＾２｝

τ：レンズ透過率　（１で仮定）

Ｆ：口径比　（一眼レフデジカメのレンズのＦ値のこと）、ここでは、４で仮定。

β：倍率　縮小なので、＜１となり、１／４であれば、０．２５。

(補足資料参照）

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ＧＲＩＮレンズアレーを使った等倍光学系：

伝達効率（η）＝τ／（１６＊Ｆ＾２）

等倍光学系が明るい理由は次の２つ。

（１）被写体からレンズを見込む角度が広い。

レンズを被写体の至近距離に配置していることによる。

（２）複数レンズ列のお隣レンズの結像が寄与する。

重なり度と呼び、ＳＬＡ－２０Ｄ（１列ＳＬＡ）にて　１．７４である。

以上まとめると、

縮小光学系に対して密着光学系（ＧＲＩＮレンズアレーを用いた等倍光学系）を利用したイメージスキャナの、消費電力が少ない理由は次の通りである。

（１）光学基本解像度に該当するセンサ側の画素のサイズが大きい。（約１６倍）

（２）被写体～レンズ見込み立体角度が広い（約２倍）

（３）レンズアレー構造によりお隣のレンズの結像が光量アップに寄与する。（約１．７倍）

以上より、縮小光学系に対して、光源パワーが１／５０以下で良い計算となる。

例えば、２Ｗの光源を必要とする縮小光学系のイメージスキャナに対して、密着光学系では、０．４Ｗで良い。そのため、３Ｖ、１５ｍＡ程度のＬＥＤをたった１ケ光らせるだけで光量が足りる。

【補足資料】

1999年　日本画像学会講演資料の６頁目

５．２階調性　参照。

http://www.imeasure.co.jp/pdf/NihonGazouGakkai.pdf