JP2005221702A

JP2005221702A - 投影装置

Info

Publication number: JP2005221702A
Application number: JP2004028864A
Authority: JP
Inventors: Keiji Morimoto; 桂司森本
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】露光位置に配置される調整治具の調整面の位置と被露光媒体の画像形成面の位置とが一致せずとも、投影対象物上で高精度に焦点を合わせることができる投影装置を提供する。
【解決手段】フィルムスキャナ１０は、フォーカスチャート１８のバーコード４６に記録される補正情報を読み取るためのバーコードリーダ２０を含む。レンズ２８ａは、フォーカスチャート１８に形成されるチャートの像をラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影する。レンズ制御部３０は、ラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影されるチャートの像の結像状態に基づきラインＣＣＤセンサ３２ａ上でフォーカスが合うようにレンズ２８ａの位置を調整する。その後、レンズ制御部３０は、バーコードリーダ２０によってフォーカスチャート１８から読み取ったバーコード４６に記録される補正情報に基づき、レンズ２８ａの位置を補正する。
【選択図】図１

Description

この発明は投影装置に関し、より特定的には、被写体が形成された調整治具を露光位置に配置して投影対象物上に投影される被写体の像の結像状態を確認し、レンズと投影対象物との位置関係を調整する投影装置に関する。

一般に、画像が形成された被露光媒体に光を照射し、当該被露光媒体の像をレンズによって投影対象物上に投影する投影装置として、被露光媒体の一例である写真用のフィルムから画像を読み取るフィルムスキャナ等が知られている。フィルムスキャナでは、フィルムの像をレンズによって投影対象物たるラインＣＣＤセンサ等に投影することによって、フィルムに形成される画像をデジタルデータとして読み取る。

このようなフィルムスキャナでは、高解像度に画像を読み取るために焦点深度の浅いレンズが用いられ、レンズとラインＣＣＤセンサの位置関係を厳密に調整する必要がある。レンズとラインＣＣＤセンサの位置関係の調整（フォーカス調整）には、たとえば特許文献１に開示されているように、被写体として所定のチャートが貫通形成された専用の調整治具（フォーカスチャート）が用いられる。

図７（ａ）に示すように、フォーカス調整時には、フィルムキャリアのベース面（フィルムの画像形成面（乳剤面）側を支持する面）上の露光位置にフォーカスチャート１が配置される。光源部２から下方に向けて照射された光は、フォーカスチャート１の図形パターン１ａを通過し、レンズ３によってラインＣＣＤセンサ４上に投影される。そして、図形パターン１ａの像の結像状態が確認され、一点鎖線で示すように、ラインＣＣＤセンサ４上で焦点（フォーカス）が合うようにレンズ３とラインＣＣＤセンサ４との位置関係が調整される。

また、図７（ｂ）に示すように、下方に設けられる光源部２ａから上方に配置される被露光媒体に向けて光を照射するように構成されるフィルムスキャナにおいても、ベース面上の露光位置にフォーカスチャート１を配置し、ラインＣＣＤセンサ４ａ上に投影される像の結像状態が確認される。そして、レンズ３ａとラインＣＣＤセンサ４ａとの位置関係が調整される。
特開２００１−３５０２２４号

しかし、図７（ｂ）のように構成されるフィルムスキャナでは、ベース面上にフォーカスチャート１の調整チャート面（レンズ３ａと対向する面）が配置されない。この場合、フォーカス調整時の撮影距離は調整チャート面からラインＣＣＤセンサ４ａまでの距離Ｄ１となるのに対し、スキャニング時の撮影距離は距離Ｄ１にフォーカスチャート１の厚みＤ２を加えた距離となる。このために、実際のスキャニング時には、二点鎖線で示すように、ラインＣＣＤセンサ４ａ上で焦点が合わず、高品質な像をラインＣＣＤセンサ４ａに投影できないという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、露光位置に配置される調整治具の調整面（レンズと対向する面）の位置と被露光媒体の画像形成面の位置とが一致せずとも、投影対象物上で高精度に焦点を合わせることができる投影装置を提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の投影装置は、露光位置にある被露光媒体に光を照射する光照射手段と被露光媒体の像を投影対象物上に投影するレンズとを含み、投影対象物に投影可能な被写体が形成された調整治具を露光位置に配置して投影対象物上に投影される被写体の像の結像状態に基づいて投影対象物上で焦点が合うようにレンズと投影対象物との位置関係を調整する投影装置であって、調整治具には、レンズと投影対象物との位置関係を補正するための補正情報が記録されており、調整治具に記録された補正情報に基づいてレンズと投影対象物との位置関係の補正を行うことを特徴とする。

請求項１に記載の投影装置では、調整治具を用いてフォーカス調整を行った後、調整治具に記録される補正情報に基づきレンズと投影対象物との位置関係を補正する。これによって、露光位置に配置される調整治具の調整面の位置と被露光媒体の画像形成面の位置とが一致せずとも、被露光媒体に形成される画像に基づく像を投影対象物上に投影する際に、投影対象物上で高精度に焦点を合わせることができ、投影対象物上に高品質な像を投影できる。また、厚みの薄い調整治具を用いる必要もなく、耐久性に優れた安価な調整治具を用いることができる。

この発明によれば、露光位置に配置される調整治具の調整面の位置と被露光媒体の画像形成面の位置とが一致せずとも、投影対象物上で高精度に焦点を合わせることができる。

以下、図面を参照して、この発明を被露光媒体の一例である写真用のフィルムから画像を読み取るためのフィルムスキャナに適用した場合について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態のフィルムスキャナ１０は、光源部１２を含む。光源部１２には、たとえばハロゲンランプやＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光体が用いられる。光源部１２は、上方に配置されるフィルムキャリア１４に向けて光を照射する。

フィルムキャリア１４は、被露光媒体の一例である写真用のフィルム１６を載置し、図示しないローラ等の搬送手段によって、フィルム１６を矢印Ａ方向（副走査方向）に搬送する。また、フィルムキャリア１４は、フォーカスチャート１８（図１においては破線で示す）を載置可能に構成される。フィルムキャリア１４には、フォーカスチャート１８に形成されるバーコード４６（後述）を読み取るためのバーコードリーダ２０が取り付けられる。

図２を参照して、フィルムキャリア１４の搬送経路には、フィルム１６の矢印Ｂ方向（主走査方向）の両端部を支持するようにベース面２２が形成される。また、フィルムキャリア１４には、搬送経路の底面を貫通して矢印Ｂ方向に延びるスリット２４が形成される。光源部１２から照射される光はスリット２４を通過する。さらに、スリット２４の近傍には、バーコードリーダ２０の読取部２０ａが配置される。

フィルム１６は、画像形成面（乳剤面）が下向きとなるようにベース面２２上に載置され、矢印Ａ方向に搬送されつつ、スリット２４を通過した光を受ける。つまり、スリット２４の上方かつベース面２２と等しい高さの位置が露光位置となる。

また、フィルムキャリア１４には、十字状の輪郭形状を有するフォーカスチャート１８のベース面２２上での動きを規制し、フォーカスチャート１８を露光位置に配置するために、スリット２４を中心としてベース面２２を矢印Ｂ方向に広げるように段部２６ａ，２６ｂが形成される。

図１に戻って、フィルムキャリア１４の上方には、レンズユニット２８が配置される。レンズユニット２８は、光軸Ｌに沿って移動可能なレンズ２８ａを含む。レンズユニット２８の制御はレンズ制御部３０で行われる。
なお、レンズ２８ａとしては、焦点深度０．４ｍｍ程度の単焦点レンズが用いられる。

レンズ制御部３０は、レンズユニット２８から取得したレンズ２８ａの位置情報などを一時的に記憶するレンズ制御メモリ３０ａとレンズ２８ａを光軸Ｌに沿って移動させるための図示しないパルスモータ等とを含む。レンズ制御部３０は、レンズ制御メモリ３０ａに記憶される情報に基づいてレンズユニット２８を制御する。

フィルムキャリア１４の露光位置に配置されるフィルム１６を透過した光は、レンズユニット２８のレンズ２８を介しＣＣＤユニット３２のラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影される。

ＣＣＤユニット３２は、ラインＣＣＤセンサ３２ａと図示しないＡ／Ｄ変換器とを含む。ラインＣＣＤセンサ３２ａの受光面には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応するように、矢印Ａ方向に３列の受光素子（ＣＣＤ素子）が配置される。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する各ＣＣＤ素子は、それぞれ矢印Ｂ方向（図２参照）に多数（たとえば５０００個）配列される。各ＣＣＤ素子は受けた光をそれぞれアナログデータに変換する。

ＣＣＤユニット３２は、投影された像（光）をラインＣＣＤセンサ３２ａによってアナログデータに変換し、当該アナログデータをＡ／Ｄ変換器によってデジタルデータである画像データに変換して出力する。

ＣＣＤユニット３２から出力される画像データは、画像処理部３４に入力される。画像処理部３４では、階調変換や色変換等の所定の処理が施される。画像処理部３４から出力される画像データは、システム制御部３６に入力される。

システム制御部３６は、各種プログラムや制御用データ等を記憶する図示しないハードディスクドライブ（ＨＤＤ：ハードディスクを含む）を含み、画像処理部３４から入力される画像データをＨＤＤに記録する。

この実施形態では、厚みの異なるフォーカスチャートごとのレンズ２８ａの移動量（位置補正量）に関するテーブルデータがシステム制御部３６のＨＤＤに記憶されている。

また、システム制御部３６にはＣＲＴ等の表示部３８が接続され、画像処理部３４から出力される画像データは、システム制御部３６を介して表示部３８にフィルム１６に形成されるコマ画像として表示される。

さらに、システム制御部３６にはキーボードやマウス等の入力部４０が接続され、入力部４０から種々の設定やデータ入力等が行われる。システム制御部３６は、入力部４０から入力される情報やフィルムスキャナ１０の各構成要素から入力される情報に基づき、フィルムスキャナ１０の動作を制御する。

上述のように構成されるフィルムスキャナ１０では、フォーカスチャート１８を用いてラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影される像の結像状態を確認し、レンズ２８ａとラインＣＣＤセンサ３２ａの位置関係の調整、いわゆるフォーカス調整が行われる。

図３を参照して、フォーカスチャート１８について詳しく説明する。
図３に示すように、金属製の薄板からなるフォーカスチャート１８は、十字状の輪郭形状に形成される。フォーカスチャート１８には、チャートとして多数の矩形孔４２および２つの三角形孔４４が貫通して形成される。なお、非透光性の材料であれば、フォーカスチャート１８に用いられる材料は特に限定されない。

多数の矩形孔４２は、フォーカスチャート１８の中心から矢印Ｂ方向に延びるように配列される。２つの三角形孔４４は、フォーカスチャート１８の中心からみて矢印Ｂ方向に対称かつ斜辺が矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向との双方に対して斜めになるように配置される。

また、フォーカスチャート１８には、レンズ２８ａとラインＣＣＤセンサ３２ａとの位置関係を補正するための、すなわちフォーカス調整を補正するための補正情報をコード化したバーコード４６が形成される。

この実施形態では、補正情報としてはフォーカスチャート１８の厚みに関する情報が含まれ、その他にも、たとえば、フィルム１６の厚みに関する情報やレンズ２８ａの種類に関する情報等を含ませるようにしてもよい。

この実施形態では、多数の矩形孔４２および２つの三角形孔４４が形成される部分のフォーカスチャート１８の厚みは約０．０２ｍｍとなっており、「０．０２ｍｍ」をコード化した補正情報がバーコード４６に記録される。

上述のように構成されるフォーカスチャート１８がフィルムキャリア１４の露光位置に配置される。詳しくは、図２に示すように、バーコード４６が形成される面を下向きとし、各辺の頂点と段部２６ａ，２６ｂの角部とが一致するようにフォーカスチャート１８がベース面２２上に載置される。各辺の頂点と段部２６ａ，２６ｂの角部とを一致させることによって、フォーカスチャート１８が露光位置に正確に位置決めされる。

露光位置にフォーカスチャート１８が配置された状態では、スリット２４は、図３に破線で示す位置で多数の矩形孔４２および２つの三角形孔４４と対向する。また、露光位置に配置されたフォーカスチャート１８のバーコード４６とバーコードリーダ２０の読取部２０ａとは対向し、読取部２０ａによってバーコード４６が読み取られる。

ついで、図４を参照して、フォーカスチャート１８を用いたフィルムスキャナ１０のフォーカス調整について説明する。
まず、バーコード４６が形成される面を下向きとし、フォーカスチャート１８が露光位置に配置される（ステップＳ１）。

ついで、光源部１２から光を照射し、多数の矩形孔４２および２つの三角形孔４４の像がレンズ２８ａによってラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影される（ステップＳ３）。

ラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影される像の結像状態（光の状態）は、ラインＣＣＤセンサ３２ａの矢印Ｂ方向の幅寸法を横軸とし、ＣＣＤユニット３２から出力される出力値（光強度の値）を縦軸とするグラフとして表示部３８に表示される（ステップＳ５）。

たとえば図５に示すように、ステップＳ５の処理で表示部３８に表示されるグラフには、多数の矩形孔４２を通過した光を結像した像の光強度を示す多数の図形４８と２つの三角形孔４４を通過した光を結像した像の光強度を示す２つの図形５０とが表示される。

なお、図５では、ラインＣＣＤセンサ３２ａ上でフォーカスが合っていない場合の図形４８および図形５０が実線で示され、ラインＣＣＤセンサ３２ａ上でフォーカスが合っている場合、言い換えればラインＣＣＤセンサ３２ａ上に投影される多数の矩形孔４２および２つの三角形孔４４の像の光強度が最も強くなる場合の図形４８および図形５０が破線で示されている。ラインＣＣＤセンサ３２ａ上でフォーカスが合っていなければ、グラフ上の図形４８および図形５０の間隔が狭くなり、その高さも低くなる。

また、適正な状態であれば２つの図形５０は略左右対称に表示されるが、たとえばラインＣＣＤセンサ３２ａが矢印Ａ方向と直交していない場合、２つの三角形孔４４を通過した光を結像した像はラインＣＣＤセンサ３２ａに傾いて投影され、２つの図形５０は非対称に表示される。

ついで、図５において破線で示すように、多数の図形４８および２つの図形５０の高さが最も高くなるように、レンズ制御部３０によってレンズユニット２８のレンズ２８ａの位置が調整される（ステップＳ７）。また、２つの図形５０が非対称である場合、たとえばラインＣＣＤセンサ３２ａの取り付け状態が調整される。

フィルムスキャナ１０においては、図６に示すように、フォーカスチャート１８のレンズ２８ａと対向する面（バーコード４６が形成されていない面）が調整チャート面となり、露光位置に配置されるフォーカスチャート１８の調整チャート面の位置とフィルム１６の乳剤面の位置とが一致しない。このために、ステップＳ１〜Ｓ７の処理によってレンズ２８ａの位置の調整を行っても、図６において一点鎖線Ｆ１で示すように、フィルム１６のスキャニング時にラインＣＣＤセンサ３２ａ上でフォーカスが合わなくなる。

ついで、露光位置に配置されるフォーカスチャート１８のバーコード４６が読取部２０ａによって読み取られる。読み取られたバーコード４６の情報（補正情報）はシステム制御部３６を介してレンズ制御部３０に入力され、レンズ制御メモリ３０ａに記憶される。また、このとき、厚みの異なるフォーカスチャートごとのレンズ２８ａの移動量（位置補正量）に関するテーブルデータがシステム制御部３６のＨＤＤから読み出され、レンズ制御メモリ３０ａに記憶される（ステップＳ９）。

ついで、レンズ制御部３０は、ステップＳ９の処理でレンズ制御メモリ３０ａに記憶された補正情報とテーブルデータとに基づき、図６において二点鎖線Ｆ２で示すように、フィルム１６のスキャニング時にラインＣＣＤセンサ３２ａ上でフォーカスが合うと想定されるレンズ２８ａの位置補正量を決定する（ステップＳ１１）。

具体的に、ステップＳ１１の処理では、補正情報（フォーカスチャート１８の厚み：０．０２ｍｍ）に対応するレンズ２８ａの位置補正量がテーブルデータから選び出され、レンズ制御メモリ３０ａに記憶される。

そして、レンズ制御部３０は、ステップＳ１１の処理でレンズ制御メモリ３０ａに記憶された位置補正量に基づきレンズ２８ａを移動させ、図６において破線で示すようにレンズ２８ａの位置を補正する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理後、フォーカス調整は終了する。

なお、ステップＳ９のバーコード４６の読み取りおよび補正情報の記憶処理は、ステップＳ１１の処理以前であればどの段階で行ってもよい。たとえば、ステップＳ３の処理とステップＳ５の処理との間に行ってもよいし、ステップＳ３の処理と同時に行ってもよい。

このようなフィルムスキャナ１０によれば、露光位置に配置されるフォーカスチャート１８の調整チャート面の位置とフィルム１６の乳剤面の位置とが一致せずとも、レンズ制御部３０がレンズ２８ａの位置を補正し、フィルム１６のスキャニング時にラインＣＣＤセンサ３２ａ上に高品質な像を投影できる。また、厚みの薄いフォーカスチャート１８を用いる必要もなく、耐久性に優れた安価なフォーカスチャート１８を用いることができる。

なお、上述の実施形態ではフォーカスチャート１８の厚みを補正情報としてバーコード４６に記録し、当該補正情報に基づいてテーブルデータからレンズ２８ａの位置補正量を選び出す場合について説明したが、演算式を用いてフォーカスチャート１８の厚み（補正情報）から位置補正量を算出するようにしてもよい。また、補正情報としてレンズ２８ａの位置補正量そのものをバーコード４６に記録するようにしてもよい。

また、上述の実施形態ではレンズ２８ａとして単焦点レンズを用いる場合について説明したが、レンズ２８ａにズームレンズを用いてもよい。

また、フォーカスチャート１８への補正情報の記録方式およびフィルムスキャナ１０の補正情報を読み取る読取手段は、バーコード４６およびバーコードリーダ２０に限定されない。たとえばフォーカスチャート１８に磁気記録部を設け、フィルムキャリア１４に当該磁気記録部から情報を読み取り可能な磁気ヘッドを設けるようにしてもよい。

また、この発明が適用される投影装置はフィルムスキャナに限定されない。たとえば、像を投影対象物である印画紙等に投影し焼き付ける写真プリント装置等にもこの発明を適用することができる。

この発明が適用されるフィルムスキャナの一例を示すブロック図である。図１のフィルムスキャナのフィルムキャリアとフィルムキャリアに載置されるフィルムおよびフォーカスチャートとを示す斜視図である。図１のフィルムスキャナのフォーカス調整時に用いられるフォーカスチャートを示す平面図である。図１のフィルムスキャナのフォーカス調整における動作を示すフロー図である。結像状態を確認するために表示部に表示されるグラフの一例を示す図解図である。フィルムキャリアのベース面とフィルムおよびフォーカスチャートとの位置関係を示し、フォーカスの状態を示す図解図である。フィルムスキャナの構成要素の位置関係とフォーカス状態とを示す図解図であり、（ａ）は上方に配置される光源部から光を下方に照射するフィルムスキャナを示し、（ｂ）は下方に配置される光源部から光を上方に照射するフィルムスキャナを示す。

符号の説明

１０フィルムスキャナ
１２光源部
１４フィルムキャリア
１６フィルム
１８フォーカスチャート
２０バーコードリーダ
２２ベース面
２４スリット
２８レンズユニット
２８ａレンズ
３０レンズ制御部
３０ａレンズ制御メモリ
３２ＣＣＤユニット
３２ａラインＣＣＤセンサ
４６バーコード

Claims

露光位置にある被露光媒体に光を照射する光照射手段と前記被露光媒体の像を投影対象物上に投影するレンズとを含み、前記投影対象物に投影可能な被写体が形成された調整治具を前記露光位置に配置して前記投影対象物上に投影される前記被写体の像の結像状態に基づいて前記投影対象物上で焦点が合うように前記レンズと前記投影対象物との位置関係を調整する投影装置であって、
前記調整治具には、前記レンズと前記投影対象物との位置関係を補正するための補正情報が記録されており、前記調整治具に記録された前記補正情報に基づいて前記レンズと前記投影対象物との位置関係の補正を行うことを特徴とする、投影装置。