JP2603736B2 - フイルム用イメージスキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、透光性のフィルムの画像を光学的に読み取
るフィルム用イメージスキャナに関する。

従来の技術 従来、フィルムの画像を読み取るようにしたフィルム
用イメージスキャナがあるが、その一例を第10図ないし
第12図に示す。50はフィルム51の周囲を厚紙の枠５で保
持してなるスライドで、第12図に示すように、このスラ
イド50はキャリア100に設けたホルダ101により着脱自在
に保持されている。このキャリア100をキャリアシャフ
ト102に沿って移動させる過程で、光源103からの光線を
拡散板104により拡散してフィルム51を透過させ、この
透過光をレンズ105によりライン型のイメージセンサ106
に結像することにより、フィルム51の画像が読み取られ
る。第10図及び第11図はスキャナのケース107をその見
る方向を変えて示す斜視図で、このケース107には凹部1
08を間にして突部109,110が形成されている。一方の突
部109の内部には、キャリア100と、このキャリア100を
駆動する駆動部（図示せず）と、拡散板104と、光源103
とが収納され、他方の突部110には、レンズ105が保持さ
れているとともにイメージセンサ106が収納されてい
る。また、突部109の壁面にはホルダ101のキャリア100
に対する連結部を移動自在に保持する案内溝111が形成
されている。

発明が解決しようとする課題 ケース107にはレンズ105の前面でホルダ101にスライ
ド50を着脱するために凹部108を必要とし、この凹部108
を間にして突部109,110を対向させるためケース107が大
型化する。これにより、ケース107を電子機器に組み込
む場合に、大きなスペースを必要とし配置の決定が困難
である。また、スライド50はケース107の上方から抜き
差しするため、ケース107を電子機器に組み込んだ場合
に、その電子機器の上に他の装置等を設置することがで
きない。さらに、ホルダ101及びレンズ105が外部に露出
しているため、画像を通る光源103からの光線のみなら
ず外光がレンズ105に入射され、外光が読取精度に影響
し、さらに、レンズ105が損傷し易い。

また、読み取りを行う前に、ランプ103の光を素通し
でイメージセンサ106に結像し、この時のイメージセン
サ106の出力を基準としてシェーディング補正を行って
いる。このため、シェーディング補正の都度スライド50
の出し入れを行わなければならず操作が面倒である。し
かも、シェーディング補正を行ってから実際の読み取り
を行うまでの時間は使用者の動作に任されて特定するこ
とができず、その間の時間が長い場合には、ランプ103
及びその周囲に温度変化により、ランプ103の光量やイ
メージセンサ106の感度が変化し、あるべき補正値が変
化する可能性がある。さらに、メーカーがスキャナを出
荷する前に、予めシェーディング補正を行い、スキャナ
本体内のRAMに補正データを書き込み、読み取り前にRAM
から補正データを呼び出してシェーディング補正を行う
ことも行われているが、この場合においても、シェーデ
ィング補正を行った時から使用時までの経時変化によ
り、ランプ103の光量やイメージセンサ106の感度、或い
は光路中のミラーの反射率等が変化することがあり、高
精度のシェーディング補正を行うことができない。

さらに、一般の原稿の白画像はフィルム51のような透
明原稿において透明な部分に相当し、この部分の光の透
過率は50〜60％程減少してしまう。この減少した光量を
入射した時のイメージセンサ106のゲインを読取データ
として適した出力として設定すると、前述したように、
シェーディング補正時にランプ103の光を素通しで受光
するので、光量が多過ぎてイメージセンサ106の出力が
飽和し補正基準が曖昧になる。逆に、シェーディング補
正時にランプ103の光を素通し受光した時のイメージセ
ンサ106のゲインを適値として設定すると、読取時には
光量が不足し、SN比が低下し、階調精度が悪化する。

課題を解決するための手段 フィルムが挿入されるフィルム挿入口が表面に形成さ
れた支持体に、前記フィルムを着脱自在に保持する保持
部を有する可動体を前記フィルム挿入口から奥に向けて
往復動自在に設け、前記可動体の搬送方向と直交する光
軸上に固定された光源とこの光源の光を受光するイメー
ジセンサとを有する光学読取手段を前記支持体に設け、
前記可動体の前記フィルムより奥側と位置に形成された
光透過窓に前記フィルムの透明部と同等の透過率に定め
られたフィルタを嵌合し、このフィルタを通る前記光源
の光量に対応する前記イメージセンサの出力を補正基準
とするシェーディング補正手段を設ける。

作用 フィルム挿入口から挿入されたフィルムを可動体によ
り保持して搬送し、この搬送過程で光源からフィルムを
透過した光をイメージセンサで受光することによりフィ
ルムの画像を読み取ることができ、また、フィルム挿入
口は支持体の表面に形成されているため、外部の広い空
間を利用してフィルムを抜き差しすることができ、これ
により、フィルム挿入口の内方のスペースを縮小するこ
とが可能となり、システムとして電子機器に組み込む場
合に小さなスペース内に配置することができ、さらに、
光学読取手段の構成部分を全て支持体の内部に隠して保
護することができ、さらに、読取精度に対する外光の影
響を取り除くことができる。さらに、可動体の移動時に
フィルタを通る光源の光量に対応するイメージセンサの
出力を補正基準としてシェーディング補正することがで
き、これにより、その時点での光源の光量や光学系の反
射率やイメージセンサの感度等の諸条件の基で、常に読
取開始の直前に正確にシェーディング補正を行うことが
でき、しかも、シェーディング補正時に光源の光量をフ
ィルタによって下げることができ、これにより、シェー
ディング補正時にイメージセンサに入射される光量と、
読取時にフィルムの透明部を通してイメージセンサに入
射される光量とを等しくし、したがって、読取時のSN比
を高めることができる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第９図に基づいて説
明する。スライド50については従来例と同一符号を用い
説明も省略する。第５図は分解斜視図で、図中、１は支
持体で、この支持体１は前面及び上面が開放されたベー
ス２とこのベース２の前面を覆うフロントパネル３とよ
りなり、このフロントパネル３にはフィルム挿入口４が
形成されている。５はベース２の両側及び上面を覆うカ
バーである。そして、これらのベース２とフロントパネ
ル３とカバー５とを結合することによりケーシング６が
形成されている。前記ベース２の底面にはキャリアフレ
ーム７が複数の螺子８により固定され、このキャリアフ
レーム７の両側には、キャリアシャフト９を支える支え
部10が形成されているとともに、これらの支え部10にキ
ャリアシャフト９を押圧する固定部材11が螺子12により
取付けられている。

しかして、前記スライド50を前記フィルム挿入口４の
奥に向けて往復動自在に搬送する搬送手段13が設けられ
ている。この搬送手段13は、前記キャリアシャフト９に
摺動自在に保持された可動体であるキャリア14と、ステ
ップモータ15と、減速機構16を介してこのステップモー
タ15に連結されたギヤ17と、キャリア14の一側に形成さ
れてギヤ17に噛合されたラック（図示せず）とよりな
る。ステップモータ15と減速機構16とギヤ17とはキャリ
アフレーム７の一側に取付けられている。さらに、光源
であるランプ（蛍光灯）18とミラー19と収束レンズ20と
イメージセンサ21とを有する光学読取手段22が設けられ
ている。ランプ18とミラー19とはキャリア14の搬送方向
と直交する光軸上に配列され、収束レンズ20とイメージ
センサ21とはミラー19により直角に屈折された光軸上に
配列されている。そして、キャリアフレーム７に対して
光軸方向に位置調整自在に取付けられたオプトフレーム
23に、収束レンズ20が位置調節自在に取付けられ、イメ
ージセンサ21は取付板24を介してキャリアフレーム７の
取付けられ、ランプ18はランプホルダ25を介してキャリ
アフレーム７に取付けられている。26はキャリアフレー
ム７に取付けられたプリント配線基板である。

さらに、第６図に示すように、前記キャリア14には前
記スライド50の枠52の周囲３辺を支えるコの字形の受部
27が形成されているとともに、この受部27に枠52を両側
を押圧する押圧部材28が設けられ、これらの受部27と押
圧部材28とはスライド50を着脱自在に保持する保持部と
しての役目を果たすものである。受部27の奥行き方向の
長さは枠52の長さＡよりも短い寸法に設定されている。
また、押圧部材28は、螺子29によりキャリア14に取付け
られた板ばね30と、この板ばね30の両側に固定された板
ばね31とよりなる。板ばね31は、板ばね30の板厚より薄
い材料により形成され、また、Ｕ字形に湾曲する弾性部
32と、この弾性部32の一端から折り返されて一定の長さ
にわたり枠52を押圧する押圧面33と、この押圧面33の先
端から略45度の角度をもって上方に傾斜する傾斜面34と
を有している。さらに、前記キャリア14には、前記受部
27の前記枠52の前縁を支える部分に形成された左右一対
のスライド検出孔35と、これらのスライド検出孔35の奥
側に位置する横長の光透過窓36とが形成され、この光透
過窓36には前記フィルム51の透明部と同等の透過率（50
〜60％）に定められたフィルタ36aが嵌合されている。

次いで、第８図に電子回路を示す。CPU37には、プロ
グラムが書き込まれたROM38と、可変データを記憶するR
AM39と、前記ランプ18を駆動するインバータ回路40と、
前記ステップモータ15を駆動するモータ制御回路41と、
前記フィルム挿入口４の近傍に位置して前記キャリア14
の復帰動作を検出するリミットスイッチ42と、前記イメ
ージセンサ21を駆動するセンサ駆動回路43とが接続され
ている。また、増幅器44と、A/D変換部45と、画像処理
回路46と、読取データを一時的に記憶するRAM47と、I/F
回路48とが、順次イメージセンサ21の出力側に接続され
ているとともにCPU37にも接続されている。I/F回路48の
出力側はホストコンピュータに接続されている。

このような構成において、スライド50はフィルム挿入
口４から挿入されてキャリア14の受部27に支えられ押圧
部材28の板ばね31に押えられる。以下、第９図に示すフ
ローチャートを参照して読取動作を説明する。電源が投
入され、或いは、スキャンコマンドを受けると、リミッ
トスイッチ42がONになっている状態を確認した後に、ラ
ンプ18を点灯する。リミットスイッチ42がOFFの時は、
ステップモータ15を逆転させキャリア14をフィルム挿入
口４側に復帰させる。第１図に示すように、ランプ18か
らの光は光透過窓36を通りミラー19に反射され収束レン
ズ20によりイメージセンサ21に結像され、この時のイメ
ージセンサ21の出力を基準として、ステップ４で、シェ
ーディング補正を行うとともに、倍率補正を行う。この
ステップ４がシェーディング補正手段である。この間キ
ャリア14はフィルム挿入口４から離反する前方に進行す
るため、第２図に示すように、ランプ18の光は光透過窓
36のエッジを通り、この直後にランプ18からミラー19へ
の光はキャリア14により遮光される。この瞬間に、イメ
ージセンサ21の出力がＨからＬに変わり、この変化を基
にステップカウンタを０にセットする。キャリア14はな
おも前方へ進行してスライド検出孔35がランプ18の下を
通過する。この時にキャリア14に対するスライド50の挿
入の適否を検出する。すなわち、第３図に示すように、
左右のスライド検出孔35の双方からランプ18の孔が透過
すれば、イメージセンサ21の出力によりスライド50が未
挿入として検出され、一方のスライド35のみからランプ
18の孔が透過すれば、イメージセンサ21の出力によりス
ライド50が傾斜して挿入されたものとして検出される。
この場合には、その検出信号によりステップモータ15が
逆転しキャリア14を復帰させる。左右のスライド検出孔
35がスライド50の枠52で閉塞されていればイメージセン
サ21の出力がＬに維持されるためスライド挿入が適正と
判断され、キャリアカウンタのカウントが一定値に達し
た時点をもってフィルム51の画像の読み取りを開始す
る。すなわち、第９図のフローチャートにおけるステッ
プ10が、読取開始時期を設定する読取開始時期設定手段
である。この時のステップカウンタのカウント数は、ス
テップ６においてランプ18の光軸を光透過窓36の縁が通
過した時にイメージセンサ21の出力がＨからＬに変化し
た時点（ステップ７においてステップカウンタに０をセ
ットした時点）を基準とするものである。さらに、ステ
ップカウンタのカウント数が一定値に達した時点で読み
取りを終了したらランプ18をOFFにし、ステップモータ1
5を逆転させてキャリア14がリミットスイッチ42のアク
チュエータに干渉してONになるまで、キャリア14を復帰
させる。この場合、シェーディング補正用及び倍率補正
用の光透過窓36を通る光がキャリアにより遮光される時
点を基準として読取開始時期が設定されるため、キャリ
ア14の復帰位置を正確に定める必要はない。したがっ
て、リミットスイッチ42は、キャリア14のオーバーラン
を防ぐ役目を果たすだけでよく、ヒステリシス特性のラ
フなリミットスイッチ42を使用し、その取付位置も厳密
に定める必要がない。これにより、コストダウンを図る
ことができる。

以上のように、フィルム挿入口４は支持体１の前面に
形成されているため、外部の広い空間を利用してスライ
ド50を抜き差しすることができ、これにより、フィルム
挿入口４の内方のスペースを縮小することが可能とな
り、システムとして電子機器に組み込む場合に小さなス
ペース内に配置することができる。さらに、キャリア14
の搬送方向を間にしてランプ18とミラー19とを対向配置
し、しかも、スライド50の枠52の長さＡよりキャリア14
の受部27の奥行き方向の寸法Ｂを短縮することにより、
キャリア14の移動距離及び支持体１の奥行き寸法を効果
的に短縮することができる。さらに、フィルム挿入口４
がケーシング６の前面に形成されているため、このケー
シング６を電子機器に組み込んだ場合に、その電子機器
の上面に他の電子機器や他の物体を載置することもで
き、したがって、狭い設置場所を有効に利用することが
できる。

さらに、光学読取手段22の構成部分を全て支持体１の
内部に隠して保護することができ、また、読取精度に対
する外光の影響を取り除くことができる。

さらに、押圧部材28の板ばね30が板厚の厚い材料で形
成されているため、スライド50の押圧力を強くすること
ができる。また、板ばね30の両側には板厚の薄い材料で
形成された板ばね31が固定され、これらの板ばね31はＵ
字形の弾性部32と平坦な押圧面33とを有しているため、
弾性部32を屈撓させて押圧面33全体を枠52に密着させる
ことができる。これにより、受部27の奥行き寸法Ｂが短
いに拘らずスライド50を確実に保持することができる。
さらに、板ばね31の先端には傾斜面34が形成されている
ため、キャリア14へのスライド50の挿入を容易に行い、
枠52の先端縁の曲がりや折れを防止することができる。

次いで、シェーディング補正について説明する。前述
したように、フィルム51は透明部分であっても光の透過
率が約50〜60％程減少し、この時のイメージセンサ21の
ゲインを適正値とすると、シェーディング補正時には透
過窓36を通るランプ18の光量が高いためにイメージセン
サ21の出力が飽和し補正の基準が曖昧となる。このため
に、シェーデイング補正に際しては、ランプ18からの光
をフィルタ36aを通して光量を50〜60％程減衰する。こ
れにより、シェーデイング補正時には飽和しない状態で
イメージセンサ21からの高い出力を得て正しい補正を行
うことができる。また、読取時においてもイメージセン
サ21から高い出力を得て、SN比を高くするとともに階調
精度を高くした状態でフィルム51の画像を読み取ること
ができる。しかも、キャリア14の移動時に光透過窓36を
通るランプ18の光量に対応するイメージセンサ21の出力
を補正基準としてシェーディング補正を行うことがで
き、これにより、その時点でのランプ18の光量やミラー
19の反射率やイメージセンサ21の感度等の諸条件の基
で、常に読取開始の直前に正確にシェーディング補正を
行うことができる。さらに、読み取りのためにスライド
50をフィルム挿入口４からキャリア14に一度装着するだ
けで、シェーディング補正と読み取りとを続けて行わせ
ることができるため、操作が容易である。

次いで、倍率補正係数の決定について説明する。ラン
プ18からの光の幅はキャリア14の光透過窓36の幅方向の
長さに対応するため、第７図に示すように、イメージセ
ンサ21の出力分布は中央が高く両端に向かうに従い次第
に低くなる蒲鉾形の分布である。ここで、光透過窓36の
幅と光学系の結像倍率は既知であるので、イメージセン
サ21の両端において出力がＬとＨとの境界線からＨとＬ
との境界線に至る間の有るべき画素数は次のように計算
することができる。すなわち、光透過窓36の幅をＷ、光
学系の結像倍率をＢ、イメージセンサ21の画素ピッチを
ｄとおくと、求める画素数はＷ×B/dとなる。しかし、
光学系の結像倍率の精度を調整するには限度があるため
実際の画素数と計算による画素数とで差が生じる。そこ
で、線形補間等の信号処理により倍率補正を行って補正
係数を決定することにより、実際の画素数を決定する。

前記実施例において、フィルム51の周囲を枠52で保持
した状態で説明したが、フィルム51を直接キャリア14に
装着してもよいものである。また、スライド50を保持し
て搬送する可動体としてベルトを用い、このベルトにス
ライド50を保持する保持部を設けてもよい。

発明の効果 本発明は上述のように、フィルム挿入口が表面に形成
された支持体に、フィルムを着脱自在に保持する保持部
を有する可動体を前記フィルム挿入口から奥に向けて往
復動自在に設け、前記可動体の搬送方向と直交する光軸
上に固定された光源とこの光源の光を受光するイメージ
センサとを有する光学読取手段を前記支持体に設け、前
記可動体の前記フィルムより奥側の位置に形成された光
透過窓に前記フィルムの透明部と同等の透過率に定めら
れたフィルタを嵌合し、前記光透過窓を通る前記光源の
光量に対応する前記イメージセンサの出力を補正基準と
するシェーディング補正手段を設けることにより、フィ
ルム挿入口から挿入されたフィルムを可動体により保持
して搬送し、この搬送過程で光源からフィルムを透過し
た光をイメージセンサで受光することによりフィルムの
画像を読み取ることができ、また、フィルム挿入口は支
持体の表面に形成されているため、外部の広い空間を利
用してフィルムを抜き差しすることができ、これによ
り、フィルム挿入口の内方のスペースを縮小することが
可能となり、システムとして電子機器に組み込む場合に
小さなスペース内に配置することができ、さらに、光学
読取手段の構成部品を全て支持体の内部に隠して保護す
ることができ、さらに、読取精度に対する外光の影響を
取り除くことができ、さらに、可動体の移動時に光透過
窓を通る光源の光量に対応するイメージセンサの出力を
補正基準としてシェーディング補正することができ、こ
れにより、その時点での光源の光量や光学系の反射率や
イメージセンサの感度等の諸条件の基で、常に読取開始
の直前に正確にシェーディング補正を行うことができ、
しかも、シェーディング補正時に光源の光量をフィルタ
によって下げることができ、これにより、シェーディン
グ補正時にイメージセンサに入射される光量と、読取時
にフィルムの透明部を通してイメージセンサに入射され
る光量とを等しくし、したがって、読取時のSN比を高め
ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はシェーディング補正及び倍率補正の状態を示す
縦断側面図、第２図は読取開始位置を検出する状態を示
す縦断側面図、第３図はスライドの挿入検出状態を示す
縦断側面図、第４図は外観を示す斜視図、第５図は内部
構造を示す分解斜視図、第６図はスライドの保持構造を
拡大して示す分解斜視図、第７図は光透過窓の幅に対応
するイメージセンサの出力分布を示すグラフ、第８図は
電子回路を示すブロック図、第９図は読取動作を示すフ
ローチャート、第10図ないし第12図は従来例を示すもの
で、第10図及び第11図は外観を示す斜視図、第12図は内
部構造を示す分解斜視図である。 １……支持体、４……フィルム挿入口、14……可動体、
18……光源、21……イメージセンサ、22……光学読取手
段、27,28……保持部、36……光透過窓、36a……フィル
タ、40……光量変更手段、51……フィルム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フィルムが挿入されるフィルム挿入口が表
   面に形成された支持体と、前記フィルムを着脱自在に保
   持する保持部を有して前記フィルム挿入口から奥に向け
   て往復動自在に前記支持体に装着された可動体と、前記
   可動体の搬送方向と直交する光軸上に固定された光源と
   この光源の光を受光するイメージセンサとを有する光学
   読取手段と、前記可動体の前記フィルムより奥側の位置
   に貫通された光透過窓と、前記フイルムの透明部と同等
   の透過率に定められて前記光透過窓に嵌合されたフィル
   タと、前記光透過窓を通る前記光源の光量に対応する前
   記イメージセンサの出力を補正基準とするシェーディン
   グ補正手段とよりなることを特徴とするフィルム用イメ
   ージスキャナ。