JP2503408B2 - 透過原稿画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学系により画像再生されたフィルム画像
をCCD等の光電変換装置を用いて電気信号の画像情報デ
ータとして読み取るフィルム画像読取装置に関する。

（従来例） 従来、この種のフィルム画像読取装置は、ポジフィル
ムやネガフィルムのフィルム面に光源からの光を照射
し、該フィルムの透過光をズーム光学系により所謂光電
変換装置上の結像面に結像させ、該結像された画像を該
光電変換装置にて電気信号による画像情報データに変換
するようになっている。

光電変換装置はCCD等による一次元イメージセンサな
どが用いられ、上記投影面を走査することにより１画像
分の画像情報データを得るようになっている。

ここで、良質の画像情報データを得るためには画質の
優れた再生画像を結像することが必要である。例えば、
全く均一な濃度分布のフィルム面を有する映像フィルム
により得られる結像の光量は、該結像面の全ての部分に
おいて一様でなければならない。

そこで従来は、光源と映像フィルムの中間に拡散板や
コンデンサレンズを設け、光源からの光が映像フィルム
の全フィルム面にわたって一様に照射されるような手段
を設けたり、又、拡散板やコンデンサレンズを設けると
共に光源の位置を微妙に調整する手段等がある。

ところがこのような手段によると、光源からの光量が
低下したり、光源の位置を微妙に調整しても拡散板やコ
ンデンサレンズの性能による影響で特性のばらつきや特
性向上の限界等の問題があったり、装置の大型化及び重
量の増加、コスト高を招来する等の問題がある。

更に他の手段としては、レンズの絞りを絞り込む手段
や、二次元シェーディング補正回路により光量の平均的
な分布に対する補正を行う手段等があるが、絞り手段に
よると光源からの光量が低下するので高画質の画像情報
データに変換し難くなる。又、二次元シェーディング補
正回路によると構成が複雑でコスト高を招来する等の問
題がある。

更にこのような問題点すなわち光量不均一の影響を軽
減するために、従来は、光電変換装置を移動することで
所謂走査を行うのではなく、逆に映像フィルム側を移動
することで相対的に光電変換装置による走査と同じ効果
を得ようとするもの（特開昭59-202774号公報等）があ
る。

このような映像フィルムを走査する方法（以下、フィ
ルム走査法という）では、光電変換装置が固定され、光
電変換装置とズーム光学系との相対位置は変化しないの
で、光源の光量分布の調整や一次元イメージセンサーの
シェーディング補正は、狭い幅で一次元配列された各受
光素子に入射する光の光量を一次元的に平均化すれば良
いので、二次元的なフィルム面への光量を二次元的に平
均化する調整よりも簡単であり且つより良く平均化する
ことができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、フィルム走査法には次の問題点があっ
た。

上記したように光電変換装置は固定され、光電変換装
置とズーム光学系との相対位置が変化しないため、ズー
ム光学系の倍率が変ると映像フィルムの移動速度に対す
る光電変換装置上の結像の移動速度も変化する。例え
ば、倍率を上げると拡大された結像となるので、実際に
映像フィルムが移動する速さよりも結像のほうが移動速
度が上がる。又、倍率に応じて結像範囲も変化する。こ
のような理由から、決定された倍率にしたがって映像フ
ィルムを移動させる速度と範囲を適宜に変える必要があ
り、この映像フィルムを移動させる速度と範囲を調整す
るためには正確なズーム倍率を検出することが必要とな
る。

従来は、ズームレンズのズーム環に連動するポテンシ
ョメータを設け、該ポテンショメータから検出される電
圧変化に基づいてズーム光学系の倍率を換算するように
なっている。しかし、レンズの倍率とズーム環の回転角
との特性は非線形であることから簡単に演算することが
できず、変換テーブルを作成しなければない。そして、
精密な換算を実行する為には変換の為のポイント数を多
数にしなければならない為、回路規模が大きくなるとい
う欠点がある。

更に、ズーム光学系は同一の設計による製品であって
も固体差があることから個々のズーム光学系についてそ
れぞれ変換テーブルを作成しなければならず、特に量産
時のコスト低減が極めて困難であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記従来の問題点を鑑み、透過原稿の読み
取る透過原稿画像読取装置において、透過原稿の読み取
り動作時に動作制御することにより鮮明、且つ正確な画
像を入力することができる透過原稿画像読取装置を提供
することを目的とする。

その目的を達成するために本発明は、透過原稿に光を
照射する光源１と、透過原稿の光を結像面に結像させる
光学系６と、透過原稿を保持するホルダー部10を有する
原稿保持部５と、前記原稿保持部５を駆動する駆動手段
11、13と、画像情報データに変換する一次元型光電変換
手段７と、透過原稿の読み取り動作を行うために、光電
変換手段７と駆動手段11、13とを制御する制御手段12と
を備える透過原稿画像読取装置において、原稿保持部５
は、ホルダー部と重ならず且つホルダー部の進行方向側
に、一次元方向に所定幅の光透過部を形成した情報発生
部17〜19、22〜24を備え、情報発生部は、透過原稿の読
み取り動作前に光源と光電変換手段とを結ぶ光路を横切
り、制御手段へ倍率の情報を発生する透過原稿画像読取
装置である。

（実施例） 第１図は本発明によるフィルム画像読取装置の一実施
例示す構成図である。

まず構成を説明すると、光源１の光軸２（２点鎖線に
て示す）に合せて、拡散板３、コンデンサレンズ４、フ
ィルム走査ステージ５、ズーム光学系６及び光電変換装
置７が順に設けられ、光電変換装置７に一次元配列され
ている各受光素子の受光面がズーム光学系６の結像面８
となるように設けられている。尚、ズーム光学系６の内
部構造については説明を省略する。

フィルム走査ステージ５には、フィルム面が光軸２に
対し垂直となるように映像フィルム９を装着するフィル
ムホルダ10が設けられ、駆動モータ11によりフィルム走
査ステージ５を光軸２に対して垂直なＹ軸方向（矢印
Ｙ）に移動することにより、映像フィルム９を光軸２に
挿脱可能になっている。

12はマイクロコンピュータ等を用いた中央制御装置で
あり、モータ駆動回路13に駆動モータ11の所定動作を指
示すると共に、ドライブ回路14に所定の指示をして光電
変換装置７に光電変換動作を行なわせ、更に光電変換装
置７で検出されたアナログ信号の画像情報データをA/D
変換器15にて離散的な画像情報データに変換させて記憶
装置16に記憶させる指令制御を行う。又、中央制御装置
12は記憶装置16の画像情報データに基づいて所謂画像処
理等を行うことができる。

更に、フィルム走査ステージ５のズーム光学系６側の
端面には、スリット状の基準チャート17、チャート光源
18及び反射鏡19を備えた倍率指標機構が設けられてい
る。

第２図は該倍率指標機構の構成を拡大して示す。

フィルム走査ステージ５に固定された所謂暗箱内に２
個の発光ダイオード（LED）等からなるチャート光源18
が同一方向に向けて収納され、発光方向の前面すなわち
該暗箱の一部開口部に基準チャート17が垂直に固定され
ている。基準チャート17の前面には所定角度で傾斜する
反射鏡19が固定され、基準チャート17のスリットを通過
したチャート光源18よりの光が反射鏡19にて光軸２と平
行方向に反射されるようになっている。

フィルム走査ステージ５が駆動モータ11にて所定位置
まで繰り出された時、チャート光源18よりの反射光はズ
ーム光学系６の光軸に一致し、拡大又は縮小された基準
チャート17の像が結像面８に結像するようになってい
る。

尚、基準チャート17と反射鏡19の反射面までの距離La
は、映像フィルム９のフィルム面から反射鏡19の反射面
までの光軸２方向の間隔Lbと等価な距離（この実施例で
はLa＝Lb）に設定されている。

又、基準チャート17に対応する結像が光電変換装置７
に一次元配列されている光電変換素子の配列に一致して
結像するように、チャート光源18,18、基準チャート1
7、反射鏡19及び光電変換装置７の位置関係が設定され
ている。

第３図は、基準チャート17とチャート用光源18の構造
を示す平面図であり、基準チャート17は透明のガラス板
に、長さ１で幅l2のスリット状の光透過部17aを除い
て全面をアルミ蒸着したものであり、光透過部17aの範
囲内を光が通過できるようにしてある。又、チャート用
光源18,18から発せられ光透過部17aを通過する光は、い
ずれの光量もまた発光強度分布も等しくなるように調整
してある。

尚、第１図に示すように、上記倍率指標機構とフィル
ムホルダ10は異なった位置に配置されており、フィルム
ホルダ10が光軸２に合うようにフィルム走査ステージ５
を移動したときは、倍率指標機構は光軸２から外れた位
置に移動し、逆に倍率指標機構を光軸２に合せるとフィ
ルムホルダ10は光軸２より外れた位置に移動するような
位置関係にある。

次に、かかる構成のフィルム画像読取装置の作動を説
明する。

まず、中央制御装置12からモータ駆動回路13へモータ
制御信号を供給してフィルム走査ステージ５を所定の位
置まで移動させ、第１図及び第２図に示すように、倍率
指標機構の反射鏡19を光軸２に一致させる。このとき、
基準チャート17を通ったチャート光源18,18からの光は
反射鏡19で反射され、ズーム光学系６の倍率で拡大また
は縮小されて結像面８に基準チャート17の像（以下、チ
ャート像という）を結び、光透過部17aの長さ１に対
してl3、幅l2に対してl6の像となる。このときのズーム
光学系６の倍率をｎとすれば、 l3＝ｎ・１ ……（１） l6＝ｎ・l2 ……（２） であり、１は予め解っているので、l3の長さを測定す
れば、真の倍率ｎは、 ｎ＝l3/１ ……（３） から求めることができ、中央制御装置12が上記式（３）
の演算を行う。

即ち、結像面８のチャート像を光電変換装置７で走査
し、A/D変換器15により離散的な画像情報データとして
記憶装置16に記憶させ、中央制御装置12は該記憶された
データに基づきチャート像の長さl3を検出し、上記式
（３）の演算を行って真の倍率ｎを算出する。尚、基準
チャート17の長さ１のデータは予め中央制御装置12に
記憶されている。

第４図と第５図は、チャート像の光量分布を光電変換
装置７からの電気信号レベルで示すと共に、倍率の違い
に応じて示したものである。

例えば、第４図において、ズーム光学系６の倍率がｎ
＝１の場合、チャート像の長さはl3＝１となり、チャ
ート用光源18,18に対応する部分18a,18bの光量が基準レ
ベルBLに対して突出する。

第５図において、ズーム光学系６の倍率がｎ＝Ｎの場
合、チャート像の長さはl3＝Ｎ・１となり、チャート
用光源18,18に対応する部分18a,18bの光量が基準レベル
BLに対して突出する。

ここで、第４図，第５図において、前記突出部分18a,
18bが閾値THと交わる点が４点18c,18d,18e,18f存在す
る。

このようなチャート像の光量の分布は、光電変換装置
７より記憶装置16の画像情報データとして記憶される。
ここで、必要な点18c,18fは記憶装置16の画像情報記憶
部分の下位番地から順にデータを読み出し、閾値THと比
較し、最初に閾値THを越えた点を18c、逆に上位番地か
ら順にデータを読み出し、閾値THと比較し、最初に閾値
THを越えた点を18fとすることにより求めることができ
る。

中央制御装置12は、光量が急激に変化する部分の２点
間18cと18fとの間の距離をチャート像の長さl3として検
出する。

尚、具体的には、光電変換装置７の各画素に相当する
光電変換素子の位置と、記憶装置16の所謂記憶アドレス
とが対応付けられているので、閾値THを越えるデータが
記憶されている記憶アドレスのアドレス間隔を長さl3相
当として検出するようになっている。即ち、第４図と第
５図に示す間隔P1,P2がアドレス間隔であり、P1は１
に、P2はＮ・１に相当する。

このように上記式（１），（３）に従って中央制御装
置12が演算することにより、ズーム光学系６の真の倍率
を得ることができ、フィルム走査法における映像フィル
ムの移動速度や移動範囲を正確に制御することができる
ようになる。

この実施例では、指向性の良い２個の発光ダイオード
をチャート用光源18に使用したが、光拡散性の強い発光
ダイオードを使用すれば光軸調整が不要となる。

又、基準チャート17の幅l2と光電変換装置受光部の幅
l4との関係を、 ｎ・l2≪l4 ……（４） とすれば、倍率を検出するための基準チャート17の位置
に幅ができるので初期調整を容易にすることができる。

第６図は、他の実施例における倍率指標機構の構造を
示し、機構を簡素化したものである。

これは第１図のフィルムホルダ10に装着可能な大きさ
で不透明な薄板20の中央部分に光が透過する矩形の穴21
を穿設し、この薄板20を映像フィルムの代りにフィルム
ホルダ10に装着し、第１図のフィルム走査ステージ５を
所定位置に移動して光源１からの光により結像面８に穴
21の像を結像させ、該結像の大きさを上記実施例と同様
に中央制御装置12にて検出する。穴21の長さを予め中央
制御装置12に記憶しておくことで上記（３）に基づきズ
ーム光学系６の真の倍率を算出することができる。

又、薄板20の代りに第６図に示すような画像パターン
の映像フィルムを用いてもよい。

この実施例によれば、光源１を使用するので、第１図
に示した一対のチャート用発光源18及び反射鏡19が不要
となり、構造を簡単にすることができる。

第７図は更に他の実施例を示し、映像フィルム９を装
着するフィルム走査ステージ５の一端に所定の形状の穴
22を穿設し、該穴22に所定間隔l5の透明部分23を有する
基準チャート24を直接固着してある。そして、フィルム
走査ステージ５を所定位置に移動して第１図の光源１か
らの光により結像面８に透明部分23による像を結ばせ、
該結像の大きさを上記実施例と同様に中央制御装置12に
て検出する。透明部分23の長さを予め中央制御装置12に
記憶しておくことで上記式（３）に基づきズーム光学系
６の真の倍率を算出することができる。

この実施例によれば、光源１を使用するので、第１図
に示したチャート用発光源18及び反射鏡19が不要とな
り、構造を簡単にすることができ、又第６図の実施例の
ように薄板20をフィルムホルダ10に装着する必要が無い
ので操作が容易となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、光電変換手段の
一次元方向に所定幅を有した情報発生部が、原稿保持部
に形成されている。また、この情報発生部は、ホルダー
部の駆動の進行方向側に且つホルダー部と重ならない位
置に設けられている。従って、透過原稿の読み取り動作
前に透過原稿の倍率を読み取ることができる。このた
め、本発明の透過原稿画像読取装置は、鮮明且つ正確な
画像を入力することができる。基準チャートをズーム光
学系に通して拡大又は縮小して結像の大きさを検出し、
該結像の大きさと基準チャートの大きさから倍率を算出
するので、ズーム光学系の真の倍率を得ることができ
る。

また、構造が簡素且つ従来機構を利用することができ
るので価格の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルム画像読取装置の一実施例
を示す構成図、第２図は第１図の倍率指標機構の拡大構
成図、第３図は第２図の基準チャートとチャート光源の
構成を示す平面図、第４図と第５図はチャート像の光量
分布の一例を示す説明図、第６図は他の実施例を示す平
面図、第７図は更に他の実施例を示す平面図である。 1:光源 2:光軸 3:拡散板 4:コンデンサレンズ 5:フィルム走査ステージ 6:ズーム光学系 7:光電変換装置 8:結像面 9:映像フィルム 10:フィルムホルダ 11:駆動モータ 12:中央制御装置 13:モータドライブ回路 14:ドライブ回路 15:A/D変換器 16:記憶装置 17,24:基準チャート 18:チャート用光源 19:反射鏡 20:薄板 21,22:穴 23:透明部分

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透過原稿に光を照射する光源と、前記透過
   原稿の光を結像面に結像させる光学系と、前記透過原稿
   を保持するホルダー部を有する原稿保持部と、前記原稿
   保持部を駆動する駆動手段と、前記原稿保持部の駆動方
   向と直交する一次元方向に配置され、前記結像面に結ば
   れた画像を画像情報データに変換する一次元型光電変換
   手段と、前記透過原稿の読み取り動作を行うために、前
   記光電変換手段と駆動手段とを制御する制御手段とを備
   える透過原稿画像読取装置において、 前記原稿保持部は、前記ホルダー部と重ならず且つ前記
   ホルダー部の進行方向側に、前記一次元方向に所定幅の
   光透過部を形成した情報発生部を備え、 前記情報発生部は、前記透過原稿の読み取り動作前に前
   記光源と前記光電変換手段とを結ぶ光路を横切り、前記
   制御手段へ倍率の情報を発生することを特徴とする透過
   原稿画像読取装置。
2. 【請求項２】前記光透過部は、前記原稿保持部に形成さ
   れた開口部であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の透過原稿画像読取装置。
3. 【請求項３】前記情報発生部は、透明板に基準チャート
   の形成された指標と、前記指標に照射する指標用光源
   と、前記指標用光源を反射し前記光路上へ導く反射板と
   で構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の透過原稿画像読取装置。