JP2005278002A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 減光部材を光路に挿入して光源のシェーディング補正を行うに際して、減光部材に起因する照度ムラを低減してシェーディングを精度良く行うことのできる画像読取装置を提供すること。
【解決手段】 ネガフィルムに形成されたコマ画像を読み取るため、ネガフィルムが搬送される搬送面の一方側に配置されるＬＥＤ光源装置と、搬送面の他方側に配置され、フィルムの透過光像を読み取るためのＣＣＤラインセンサー７と、画像読み取り光路に対して挿脱可能に設けられ、光源の調整を行うときに光路内に挿入されるＮＤフィルター８０とを備え、このフィルター８０の光透過面が搬送面に対して５〜１０゜，好ましくは６゜傾斜した状態に設定されている。フィルター８０は、フィルムの幅方向を回転軸として回転させた態様で傾斜させている。
【選択図】図２

Description

本発明は、写真フィルムに形成されたコマ画像を読み取るため、写真フィルムが搬送される搬送面の一方側に配置される画像読み取り用の光源と、前記搬送面の他方側に配置され、フィルムの透過光像を読み取るための読み取りセンサーと、画像読み取り光路に対して挿脱可能に設けられ、前記光源の調整を行うときに光路内に挿入される板状減光部材とを備えた画像読取装置に関するものである。

現像済み写真フィルムに形成されたコマ画像を読み取りデジタルデータ化するために、画像読取装置が用いられる。画像を読み取るため、写真フィルムは搬送面に沿って一定速度で搬送されるように構成され、その搬送面の一方側にはＬＥＤやハロゲンランプ等の読み取り用光源が配置され、搬送面の他方側にはＣＣＤラインセンサー等の読み取りセンサーが配置される。光源から照射された光は、写真フィルムを透過し、ＣＣＤラインセンサーによりその透過光像を得ることができる（例えば、下記特許文献１）。

このような光源を用いて画像読み取りを行う場合に、予め光源のセットアップ（光源の調整）を行っている。これは光源の光量分布は一様ではなく、ムラがあるため、シェーディング補正を行う必要があるからである。すなわち、 光量ムラ（照度ムラ）を電子的に調整するようにしている。このセットアップを行う場合は、光路中に写真フィルムが挿入されない状態で行うが、写真フィルムの存在しない状態で光源から照射される光をＣＣＤラインセンサーにより取り込むと、電荷がオーバーフローしてしまう。そのため、写真フィルムの透過率に近いＮＤフィルター（減光部材に相当）を光路内に挿入して光量測定を行っている。

このＮＤフィルターは、板状に形成されており、その光透過面は写真フィルムの搬送面と平行（読み取り光軸と垂直）になるように設定されている。しかしながら、このような配置にすると、光源（あるいは、ＬＥＤ基板）とＮＤフィルターとの間で乱反射が起こり、これが原因で更に照度ムラが発生し、シェーディング補正がうまくできないという問題が生じている。
特開平５−２９２２５５号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、減光部材を光路に挿入して光源のシェーディング補正を行うに際して、減光部材に起因する照度ムラを低減してシェーディングを精度良く行うことのできる画像読取装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係る画像読取装置は、
写真フィルムに形成されたコマ画像を読み取るため、写真フィルムが搬送される搬送面の一方側に配置される画像読み取り用の光源と、
前記搬送面の他方側に配置され、フィルムの透過光像を読み取るための読み取りセンサーと、
画像読み取り光路に対して挿脱可能に設けられ、前記光源の調整を行うときに光路内に挿入される板状減光部材とを備え、
この板状減光部材の光透過面が前記搬送面に対して傾斜した状態に設定されていることを特徴とするものである。

この構成による画像読取装置の作用・効果を説明する。写真フィルムが搬送される搬送面の一方側に読み取り用光源が配置され、搬送面の他方側に読み取りセンサーが配置される。光源から照射された光は写真フィルムを透過し、その透過光像が読み取りセンサーにより得られる。また、読み取り光路内に板状減光部材が挿脱可能に設けられ、光源の調整を行うときには光路内に挿入される。光源の調整を行う場合には、写真フィルムは使用されないが、板状減光部材を透過した光が読み取りセンサーにより捉えられる。このとき、板状減光部材の光透過面は、搬送面に対して傾斜した状態に設定されている。光透過面を傾斜させることで、減光部材を透過せずに反射した光は、光路外に逃げていくため読み取りセンサーに入力されないようにすることができる。これにより、減光部材を光路に挿入して光源のシェーディング補正を行うに際して、減光部材に起因する照度ムラを低減してシェーディングを精度良く行うことのできる画像読取装置を提供することができる。

本発明に係る板状減光部材は、写真フィルムの幅方向を回転軸として回転させた態様で傾斜させていることが好ましい。

写真フィルムの画像を読み取るときには、一般的にラインセンサーが使用され、これに対応してスリット状の開口部が写真フィルムの幅方向に沿って設けられる。そこで、板状減光部材を傾斜させる場合に、写真フィルムの幅方向を回転軸として回転させた態様で傾斜させることで、小さな傾斜角度で減光部材を反射した光を光路外に逃がすことができる。

本実施形態において、読み取り用光源と板状減光部材の間の光路中に光源からの照射光の角度を変換するミラーが設けられており、このミラーと搬送面のなす角度よりも、ミラーと板状減光部材のなす角度のほうが大きくなる態様で傾斜されていることが好ましい。

光源と減光部材の間にミラーが配置される光学系の場合、減光部材の表面で反射した光は再びミラーの方向に向かい、その一部はミラー表面で反射（あるいは再反射）する。この反射した光が読み取りセンサーに入射されると照度ムラの原因となる。そこで、ミラーと搬送面のなす角度よりも、ミラーと板状減光部材のなす角度のほうが大きくなる態様で傾斜させることで、ミラー表面で反射した光を光路外に逃がすことができる。

本発明に係る板状減光部材の傾斜角度は、５゜以上１０゜以下であることが好ましい。５゜未満では、照度ムラの影響を問題のないレベルまで低下させることが難しい（後述のデータ参照）。また、傾斜角度が１０゜を超えてしまうと、減光部材を光路内に挿脱させるために必要とされるスペースが大きくなるため、装置の大型化を招くという問題が生じる。

本発明に係る画像読取装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。 図１は、画像読取装置が用いられる写真処理システムの構成を示す概念図である。

＜写真処理システムの構成＞
現像済みネガフィルム等の写真フィルムからコマ画像を読み取るためのスキャナーＳ（画像読取装置）が設けられており、このスキャナーＳにＬＥＤ光源装置１が組み込まれている。ＬＥＤ光源装置１の詳細は後述するが、青・緑・赤の各色光を発光するＬＥＤチップが組み込まれたＬＥＤ基板１１，２１，３１を備えており、その照射光は光学系により対象物であるネガフィルム（写真フィルムに相当）Ｆに導かれる。図示はしないが、ネガフィルムＦは、ネガキャリアと呼ばれる搬送ユニットにセットされ、スキャニング時には、所定の搬送速度で搬送される。

ネガフィルムＦのフィルム面を挟んで、下方側にＬＥＤ光源装置１が配置され、上方側に画像読み取り用のＣＣＤラインセンサー７（読み取りセンサー）が配置される。ネガフィルムＦとＣＣＤラインセンサー７の間には結像レンズ８が設けられる。ＣＣＤラインセンサー７により読み取られた画像信号 (画像データ) は、Ａ／Ｄ変換部１１０においてＡ／Ｄ変換され、画像メモリ１１１に一旦記憶される。画像処理部１１２では、階調補正、色・ 濃度の補正等の種々の画像処理が行われる。

次に、画像データを用いて写真プリントを作成するプリンタプロセッサー部ＰＲを説明する。画像処理が行われた画像データは、露光エンジン１０２に転送される。露光エンジン１０２は、画像データに基づいて露光光を走査することで、写真感光材料であるペーパーＰの乳剤面に画像を焼付露光する。露光エンジン１０２は、ＰＬＺＴエンジン、レーザーエンジン、ＣＲＴエンジン等の適宜の構造のエンジンを用いることができる。ペーパーＰは、ロールの形態でペーパーマガジンＭ１，Ｍ２に収容されており、いずれか１つのペーパーマガジンＭ１，Ｍ２からペーパーＰが引き出されるように構成されている。ペーパーカッター１００は、引き出された長尺状のペーパーＰをプリントサイズにカットする。カットされたペーパーＰは、搬送機構１０１により露光エンジン１０２の位置まで搬送される。露光エンジン１０２により画像が焼付露光されたペーパーＰは、搬送ローラ群１０３により現像処理部１０４に送り込まれる。このように、ペーパーＰが搬送される搬送経路に沿って、搬送ローラ等の搬送機構が設けられている。現像処理部１０４は、公知の現像処理を行い、乾燥処理部１０５で乾燥処理が施された後、プリント排出部１０６から写真プリントとして排出される。

＜ＬＥＤ光源装置の構成＞
次に、ＬＥＤ光源装置の構成を説明する。図２は、光学系の主要部を示す斜視図である。図３は、ＬＥＤ光源装置の構成を示す副走査方向に沿った垂直断面図である。

図３に示すように、ＬＥＤ光源装置１は、光源としてＬＥＤチップを使用するものであり、青色（第１波長域）の光を出力する青色ＬＥＤチップ１２が実装される青色ＬＥＤ基板（第１ＬＥＤ基板) １１と、緑色（第２波長域）の光を出力する緑色ＬＥＤチップ２２が実装される緑色ＬＥＤ基板２１と、赤及び赤外 (第３波長域）の光を出力する赤色ＬＥＤチップ３２が実装される赤色ＬＥＤ基板３１とが設けられている。ＬＥＤは、ハロゲンランプに比べて発熱量が少なく、光源装置の大きさも小型化できるという利点を有する。また、ハロゲンランプの場合は、調光フィルターを必要としていたが、ＬＥＤ光源の場合は、各色のＬＥＤの出力を調整できるので、調光フィルターが不要になるという利点も有する。

青色ＬＥＤ基板１１と緑色ＬＥＤ基板２１とは、同じ水平面に配置されている。赤色ＬＥＤ基板３１は、垂直面に配置されている。これら各ＬＥＤチップから照射されるＬＥＤ光を対象物たるネガフィルムＦに導く光学系を説明する。光学系を支持するために樹脂成型されたフレーム３（光学系支持体に相当) が用いられる。

まず、第１ダイクロックミラー４４と第２ダイクロックミラー４５が４５゜傾斜した状態でフレーム３に対して接着等により固定される。第１ダイクロックミラー４４は、青色ＬＥＤ光を透過させると共に、赤色・緑色ＬＥＤ光を反射させる。第２ダイクロックミラー４５は、緑色ＬＥＤ光を反射させて第１ダイクロックミラー４４の方向に導くと共に、赤色ＬＥＤ光を透過させる。各ＬＥＤ基板１１，２１，３１と、第１・第２ダイクロックミラー４４，４５の間には、集光レンズ４１，４２，４３が配置されている。

第１ダイクロックミラー４４の上方にはＮＤフィルター８０（板状減光部材に相当）及び結像レンズ４６が配置されている。ＮＤフィルター８０は、ＬＥＤチップの光量チェックのために設けられており、光路内に挿入・光路からの退避ができるように構成されている。ネガフィルムの画像を読み取るときには、ＮＤフィルター８０は不要であり光路外に退避している。これについては後述する。集光レンズ４６は、各ＬＥＤチップから出力されたＬＥＤ光をネガフィルムのフィルム面に対して集光させるように作用する。また、集光レンズ４６とネガフィルムＦの間には、ディフューザー４７が設けられ、光を均一に拡散させる。集光レンズ４６のすぐ上には、カバー板４８が設けられ、このカバー板４８はネジ４９によりフレーム３に結合される。カバー板４８には、主走査方向に沿って矩形の開口部４８ａが形成され、光が出力されるエリアを規定する。

図３において、ネガフィルムＦは左右方向（副走査方向）に搬送される。また、各ＬＥＤ基板１１，２１，３１や集光レンズ４１，４２，４３やダイクロックミラー４４，４５は主走査方向に沿った長手状に形成される (図２参照) 。ＣＣＤラインセンサー７も、主走査方向に沿ったライン状にＣＣＤチップが配置されている。すなわち、 図３の紙面に垂直方向に沿ってＣＣＤラインセンサー７が配置され、ネガフィルムＦの搬送面近傍に設けられる開口部もスリット状に形成され、光が入ってくる領域を規制している。

＜ヒートシンクの構成＞
ＬＥＤチップを冷却するために、各ＬＥＤ基板１１，２１，３１のＬＥＤ実装面とは反対側の基板裏面をヒートシンク２に密着させるようにしている。ヒートシンク２には、水平面である第１取り付け面２ａと、垂直面である第２取り付け面２ｂが形成されている。第１取り付け面２ａには、青色ＬＥＤ基板１１と緑色ＬＥＤ基板２１の基板裏面が密着される。また、第２取り付け面２ｂには、赤色ＬＥＤ基板３１の基板裏面が密着される。

また、図３に示すように、ヒートシンク２を挟むように、第１ファン４と第２ファン５とが設けられている。第１ファン４は、エア吹き付け用であり、第２ファン５は、エア吐き出し用である。第１・第２ファン４，５とも主走査方向のほぼ中央部に位置し、ヒートシンク２に形成されているフィン２ｆに対して副走査方向（ＬＥＤチップの実装方向に対して垂直な方向) から送風作用を行う。これにより、冷却効率を高めている。

＜ＮＤフィルターによる光源調整＞
次にＮＤフィルター８０（板状減光部材）による光源調整について説明する。既に説明したように、ＮＤフィルター８０はＬＥＤ光源の調整、いわゆるシェーディング補正を行うために設けられており、ＣＣＤラインセンサー７がオーバーフローしないようにネガフィルムと同程度の光透過率を有している。例えば、ＮＤフィルター８０は蒸着膜により透過率１０％程度になるように形成される。

次に、ＮＤフィルター８０の設定角度に関して説明する。図４は、ＮＤフィルター８０の光透過面がフィルムの搬送面と平行になるように設定された状態を示す。ここで青色ＬＥＤ基板１１のＬＥＤから出力された光線をたどってみると、集光レンズ４１及びダイクロックミラー４４を通過した後、ＮＤフィルター８０に入射される。この光のすべてがＮＤフィルター８０を透過し、そのままＣＣＤラインセンサー７の方向に向かえば良いが、何％かは透過面で反射し、ダイクロックミラー４４の方向に戻る。この戻り光は、ダイクロックミラー４４の表面で反射するか、再びダイクロックミラー４４を透過し、ＬＥＤ基板１１の基板面で反射し、再びＮＤフィルター８０の方向に向かう。このように、ＮＤフィルター８０とダイクロックミラー４４あるいはＬＥＤ基板１１との間で何回かの反射が繰り返されたり、乱反射が発生し、その光も一部がＣＣＤラインセンサー７の方向に向かい、センサー信号として捕らえられてしまう。これが照度ムラを発生する原因となるためシェーディング補正を正確に行うことができないという問題が生じる。

そこで、本発明においては、ＮＤフィルター８０をフィルム搬送面に対して傾斜させている。傾斜角度は５゜から１０゜が好ましい。特に好ましくは、図５に示すように６゜である。また、図４の従来技術に比べて、幅方向を回転軸として回転させた状態に傾斜させている。このように傾斜させることで、ＮＤフィルター８０の光透過面で反射した光は、図示のような経路をたどって進み、光路外へ逃げてしまう。この光は、ＣＣＤラインセンサー７の受光部から（あるいは、スリット状の開口部から）はずれる方向に進むため、ＣＣＤラインセンサー７により受光されない。従って、乱反射による照度ムラの問題を低減、解消することができる。

さらに、ＮＤフィルター８０を傾斜させる場合に、ダイクロックミラー４４となす角度θが大きくなる方向に傾斜させる。図５に示すように、６゜傾斜させる場合は、ダイクロックミラー４４とのなす角度は４５＋６＝５１゜である（ダイクロックミラー４４は搬送面に対して４５゜に設定されている）。これを逆に、ダイクロックミラー４４とのなす角度が小さくなる方向へ傾斜させると、ダイクロックミラー４４で反射した光を読み取り光軸外にうまく逃がすことが難しくなるからでる。

なお、ＮＤフィルター８０を傾斜させる場合に、フィルム搬送方向を回転軸として回転させる態様で傾斜させる方法も考えられる。しかしながら、この場合、ＣＣＤラインセンサー７の各受光素子が幅方向に沿って配置されている関係上、かなり大きな傾斜角度にしなければならず、スペース的な面で図５に示す方向よりも劣っている。

＜照度ムラのデータ＞
次に、照度ムラのデータについて説明する。図６はＮＤフィルターを搬送面に対して平行に接地した場合（従来技術）、図７は搬送面に対して３゜傾斜した場合（比較例）、図８は６゜傾斜した場合（本発明）である。図示されるグラフの横軸はＣＣＤラインセンサー７の受光素子の番号を示し、縦軸は受光した光量を示している。また、グラフ中、Ｇで示すのは緑色の受光量を表し、Ｂで示すのは青色の受光量を表す。

図６の右上（ａ１）に示すように各素子の受光量にはばらつきがあるため（照度ムラ）、これに対してシェーディング補正を行ったのが左上のグラフ（ｂ１）である。この状態からＮＤフィルターを光路外に退避させて再度測定を行う。その結果を右中のグラフ（ａ２）に示す。なお、（ａ１）と（ａ２）では、ＮＤフィルターを挿入の有無により光量が異なるため、（ａ１）では電荷蓄積量は１０倍、（ａ２）では１倍の設定となっている。これは他の図７，８のデータも同じである。

グラフ（ａ２）の結果に対して（ａ１）に対して行ったのと同じシェーディング補正を行う。その結果が左中グラフ（ｂ２）に示されている。青色についてはほとんど変化はないが、緑色については番号３０００あたりの数値が少し小さくなっており、光量が一定になっていないことがわかる。これがＮＤフィルター８０の光透過面における反射による照度ムラである。（ａ２）のグラフを緑色を基準に正規化したのが、一番下のグラフ（ａ３）である。グラフ（ａ３）において、緑は１．００の直線で示される。このグラフからもわかるように、照度ムラがみられる。

次に、図７の３゜傾斜させた場合であるが、左中（ｂ２）と右下（ａ３）のグラフに見られるように緑色に照度ムラが存在することがわかる。図８は、６゜傾斜させた場合であるが、左中（ｂ２）と右下（ａ３）のグラフから分かるように照度ムラがほぼ解消されていることがわかる。

＜ＮＤフィルター挿脱機構＞
次に、ＮＤフィルターの挿脱機構を図９，１０により説明する。ＮＤフィルター８０は、図３にも示すように、第１ダイクロックミラー４４と集光レンズ４６の間の光路中に侵入してくることができる。ＮＤフィルター８０は、ＬＥＤ光源装置１を用いてネガフィルムＦのコマ画像を読み取る前に、光源のチェックを行う時に使用される。すなわち、 ＬＥＤ光源のシェーディング補正や光量ムラ補正を行う時に、ＮＤフィルター８０を使用する。従って、実際にネガフィルムのコマ画像のスキャニングを行うときには不要であり、光路から退避させる。図９は、光路から退避した状態を示し、図１０は、光路内に侵入した状態を示す。

ＮＤフィルター８０は、保持レバー８１により保持されている。駆動レバー８２の一方の端部８２ａは、ソレノイド８４に連結されている。駆動レバー８２の他方の端部８３は、保持レバー８１と連結されている。端部８３において、保持レバー８１は、駆動レバー８２に対して相対的に回転可能である。また、駆動レバー８２と一体的にストップレバー８５が連結されている。ストップレバー８５に当接可能なストッパーピン８６が設けられている。

保持レバー８１の幅方向両側の端面部８１ａは、緩やかな円弧状に形成されている。フレーム３には、保持レバー８１の厚み方向（図９の紙面に垂直な方向) をガイドするためのガイド部が設けられているが、端面部８１ａは、フレーム３の内壁面３Ａとは摺動しないようにしている。また、保持レバー８１の前方端部８１ｂがフレーム３に設けられたストッパーピン３Ｂに当接可能に構成している。

以上の構成によるＮＤフィルター８０を光路内に侵入させるときの作動を説明する。図９の状態で、ソレノイド８４を駆動させると、駆動レバー８２が時計方向に回転する。これに連動して、保持レバー８１及びＮＤフィルター８０も図の矢印Ｃ方向にスライドしようとする。そして、保持レバー８１の前方端部８１ｂがストッパーピン３Ｂに当接した時点で保持レバー８１は停止する。 この場合、保持レバー８１の端面部８１ａは、フレーム３に対して摺動しないので、保持レバー８１の動きをスムーズにすることができる。ＮＤフィルター８０を退避させるときは、今と逆方向に駆動させればよい。ストップレバー８５がストッパーピン８６に当接することで、退避位置に保持レバー８１及びＮＤフィルター８０を停止させることができる。

本発明においてはＮＤフィルター８０を傾斜させているが、この傾斜角度が大きくなるとＮＤフィルター８０の挿脱に要する空間が大きくなるため好ましくない。そのため、傾斜角度は１０゜以下にすることが好ましい。

＜別実施形態＞
本実施形態では、ＬＥＤ光源による読み取り用光源を説明したが、その他の種類の光源、例えば、ハロゲンランプの場合にも本発明は応用できる。

減光部材としてＮＤフィルターを説明したが、その他の種類のフィルターを使用しても良い。また、フィルターはガラス製でもよいし、透光性を有する合成樹脂製でも良い。

画像読取装置が用いられる写真処理システムの構成を示す概念図 光学系の主要部を示す斜視図 ＬＥＤ光源装置の構成を示す副走査方向に沿った垂直断面図 従来技術に係るＮＤフィルターの配置による反射光の軌跡を示す図 本発明に係るＮＤフィルターの配置による反射光の軌跡を示す図 ＮＤフィルターを平行に設置した場合の光量データを示す図 ＮＤフィルターを３゜傾斜して設置した場合の光量データを示す図 ＮＤフィルターを６゜傾斜して設置した場合の光量データを示す図 ＮＤフィルターが光路から退避した状態を示す図 ＮＤフィルターを光路に進入させた状態を示す図

符号の説明

１ ＬＥＤ光源装置
１１ 青色ＬＥＤ基板
１２ 青色ＬＥＤチップ
２１ 緑色ＬＥＤ基板
２２ 緑色ＬＥＤチップ
３１ 赤色ＬＥＤ基板
３２ 赤色ＬＥＤチップ
４１，４２，４３ 集光レンズ
４４，４５ ダイクロックミラー
８０ ＮＤフィルター

Claims (4)

1. 写真フィルムに形成されたコマ画像を読み取るため、写真フィルムが搬送される搬送面の一方側に配置される画像読み取り用の光源と、
   前記搬送面の他方側に配置され、フィルムの透過光像を読み取るための読み取りセンサーと、
   画像読み取り光路に対して挿脱可能に設けられ、前記光源の調整を行うときに光路内に挿入される板状減光部材とを備え、
   この板状減光部材の光透過面が前記搬送面に対して傾斜した状態に設定されていることを特徴とする画像読取装置。
2. 前記板状減光部材は、写真フィルムの幅方向を回転軸として回転させた態様で傾斜させていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 読み取り用光源と板状減光部材の間の光路中に光源からの照射光の角度を変換するミラーが設けられており、このミラーと搬送面のなす角度よりも、ミラーと板状減光部材のなす角度のほうが大きくなる態様で傾斜されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 板状減光部材の傾斜角度は、５゜以上１０゜以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像読取装置。

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