JP3824162B2 - フィルムスキャナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真フィルムに光線を照射する光源ユニットと、前記写真フィルムを副走査方向に搬送自在に支持するフィルムキャリアと、前記写真フィルムを透過した前記光線が光学レンズを介して導かれる光電変換部とを備えているフィルムスキャナに関し、詳しくは、光源ユニットの温度を制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラー複写機において原稿の画像データを取り込むイメージ・スキャナ部を例に挙げると、従来のイメージ・スキャナ部は、白色LEDを利用した照明モジュールから光線を原稿に照射し、この原稿からの光線をミラー、レンズから3ライン・センサに導き、この3ライン・センサに結像させるよう構成している。又、この照明モジュールでは白色LEDを一定間隔で直線状に配置し、この複数のLEDに対してPWM制御回路から電力を供給する給電系を備え、更に、発熱素子として使用する複数の抵抗を複数のLEDの近傍位置に配置し、夫々の抵抗に対して前記PWM制御回路と異なるPWM制御回路から電力を供給する給電系を備えることにより、LEDの主走査方向での配光分布を任意に設定できると同時に、複数の抵抗の主走査方向での発熱量を任意に設定できるよう構成したものがある。この従来の技術では、LEDの延在方向に沿って複数の温度センサを配置し、この温度センサの検知結果に基づいて複数の発熱素子を制御できるようにも構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002‐281240号公報 (段落番号〔0029〕〜〔0033〕、段落番号〔0068〕〜〔0072〕、図10)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
発光ダイオードを備えた光源ユニットにおいて、カラー画像データを取得するよう構成されたものは、従来の技術にも示されるように発光ダイオードの光量を維持する目的と、発光スペクトルを維持する目的とから発光時における温度管理を厳密に行う必要があった。
【0005】
そこで、特許文献1のように、発光ダイオードに対応して温度センサを配置したものを考えるに、この技術では発光ダイオードから離間した位置の温度に基づいて制御を行うので、発光ダイオードの温度を正確に計測しているとは云えず、精度の面で改善の余地がある。そこで、温度センサを発光ダイオードに接触させて配置することにより発光ダイオードの温度を正確に計測して精度の高い温度管理を実現することも考えられる。しかし、この技術では、温度センサが発光ダイオードからの光線を遮り、光量に影響を及ぼす点において改善の余地がある。特に、この種の光源では多数の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配置する構成が採用されるので、例えば、主走査方向で複数の発光ダイオードを1つのブロックとして夫々のブロック単位で温度を計測し、その温度に基づいて温度制御を行うことも考えられるが、複数の温度管理を行う場合には、従来の技術にも示されるように複数の電源系が必要となり制御系が複雑化する点において改善の余地がある。
【0006】
本発明の目的は、複数の発光ダイオードを備えた光源ユニットの温度管理を精度高く行い得るフィルムスキャナを合理的に構成する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係るフィルムスキャナの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
写真フィルムに光線を照射する光源ユニットと、前記写真フィルムを副走査方向に搬送自在に支持するフィルムキャリアと、前記写真フィルムを透過した前記光線が光学レンズを介して導かれる光電変換部とを備えているフィルムスキャナにおいて、前記光源ユニットが、熱伝導率が高い基板に支持された複数の発光ダイオードと、この基板を熱する発熱体と、前記発光ダイオードに電力を供給する発光制御手段と、前記発熱体に電力を供給する発熱制御手段とを備えると共に、前記基板に対して前記複数の発光ダイオードと別個に、前記複数の発光ダイオードと等しい特性の発光ダイオードを温度センサとして支持し、かつ、この温度センサに対して前記発光制御手段からの電力を供給する給電系を形成し、
この給電系は、前記複数の発光ダイオードから設定個数の発光ダイオードを直列に接続した1発光単位毎に前記発光制御手段からの電力を供給し、かつ、前記温度センサとしての発光ダイオードと抵抗器とを直列に接続することにより前記1発光単位と等しい電流値の電流が流れるように構成された系に前記発光制御手段からの電力を供給するように構成され、
前記温度センサに供給される電流値から前記複数の発光ダイオードの温度を推定する温度推定手段を備え、この温度推定手段で推定した前記温度に基づいて前記基板の温度が予め設定された目標温度を越えることを判別した際に、前記基板の冷却を行うための冷却手段を作動させる、又は、前記発熱体に対して前記発熱制御手段から供給される電力の低減を図る調温手段を備えている点にある。
【0008】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、熱伝導率が高い基板に対して発熱体からの熱を作用させるので、基板全体に温度ムラを発生させることのない状態での加熱を実現すると共に、発光ダイオードに給電して発光状態にある場合には、温度センサとして機能する発光ダイオードの内部温度も他の発光ダイオードの内部温度と等しいものとなり、この発光ダイオード(温度センサ)に供給される電流値に基づいて温度推定手段が発光ダイオードの内部温度を推定できる。この推定によって基板の温度が上昇したことを判断した場合には、冷却手段を作動させる、又は、発熱体に対する電力を低減を図るものとなり、この制御を実行することにより、基板の温度上昇を抑制して温度低下を実現する。つまり、発光ダイオードは、一般的に温度上昇に伴って抵抗値が上昇する特性を有するので、温度上昇に伴って電流値が低下することになり、これを利用して温度センサとして機能する発光ダイオードに流れる電流値から発光ダイオードの内部温度を計測できるのである。その結果、複数の発光ダイオードの温度を均一に維持できると共に、複数の発光ダイオードの内部温度を正確に推定でき、温度制御を行えるものとなった。
【0009】
本発明の請求項2に係るフィルムスキャナの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1記載のフィルムスキャナにおいて、前記複数の発光ダイオードをチップ状のもので構成して前記基板に支持し、この複数の発光ダイオードと前記基板に形成した前記給電系の電力端子とをボンディング配線で接続し、前記発熱体が複数のチップ抵抗器で構成されると共に、この複数のチップ抵抗器を前記基板に形成したプリント配線の端子に対してハンダ固定してある点にある。
【0010】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、発熱体としてのチップ抵抗器を基板に対してハンダ固定してあるので、チップ抵抗器からの熱をハンダと端子との間の比較的広い接合面を介して基板に伝えることが可能となる。つまり、チップ抵抗器に代えてリード線を備えた抵抗器を用いることを想定すると、リード線を備えた抵抗器はリード線が細く熱伝導性については良好であるとは云えず、効率的な加熱を期待できない。これに対してチップ抵抗器を基板にハンダ固定した場合には、チップ抵抗器からの熱を無駄なく基板に伝えて基板の温度上昇を図り得る。又、チップ状の発光ダイオードからと基板とを直接的に接続できる。その結果、シート状の発熱体と比較して安価なチップ抵抗器を用いることにより、基板に対して効率的に熱を伝導して基板の温度管理を行えるものとなった。
【0011】
本発明の請求項3に係るフィルムスキャナの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項2記載のフィルムスキャナにおいて、前記複数の発光ダイオードが直線状に配置され、前記発熱体を構成する複数の前記チップ抵抗器が、前記複数の発光ダイオードに沿う位置に配置され、前記温度センサを構成する発光ダイオードが、前記複数の発光ダイオードのうち、端部位置のものに隣接して配置されている点にある。
【0012】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、温度センサとして機能する発光ダイオードを、複数の発光ダイオードの端部のものに隣接する位置に配置することにより、温度センサとして機能する発光ダイオードからの光線もスキャニングに用いることが可能となり、また、複数の発光ダイオードに対して複数のチップ抵抗器が沿う位置に配置されているので、複数のチップ抵抗器の熱を複数の発光ダイオードに対して温度ムラを発生させずに伝えることが可能になる。
【0013】
本発明の請求項4に係るフィルムスキャナの特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルムスキャナにおいて、前記フィルムキャリアに前記写真フィルムをセットした状態で前記複数の発光ダイオードと、複数の前記発熱体とに供給する電力を制御するスキャニング制御手段を備えると共に、
このスキャニング制御手段は、前記複数の発光ダイオードと、前記複数の発熱体とに電力を供給するネガスキャンモードと、前記複数の発光ダイオードに供給する電力を前記ネガスキャンモードでの電力より低下させると同時に、前記複数の発熱体に対して供給する電力を前記ネガスキャンモードでの電力より増大させるポジスキャンモードとの切り換えを行うように構成されている点にある。
【0014】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、ネガスキャンモードからポジスキャンモードに切り換わった際には、複数の発光ダイオードに供給される電力が、ネガスキャンモードにおける電力より低減されるが、これと同時に複数の発熱体に供給される電力が、ネガスキャンモードにおける電力より増大する。つまり、光量を制御するために発光ダイオードへの電力を低下させた場合に、この低下分に対応した電力に見合うだけ増大した電力を発熱体に供給することにより、基板に与える熱エネルギーの変動を小さくする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図1に示すように、光源ユニットAと、フィルムキャリアとして機能するフィルムキャリアユニットBと、光学レンズを含んで成るレンズユニットCと、光電変換部としての光電変換ユニットDと、制御装置Eとを備えてフィルムスキャナが構成されている。
【0016】
このフィルムスキャナは光源ユニットAからの光線をフィルムキャリアユニットBに支持された現像済みの写真フィルムFに照射し、この写真フィルムFを透過した光線をレンズユニットCから光電変換ユニットDに導き、この光電変換ユニットDに内蔵したCCD( Charge Coupled Device)型のラインセンサにおいて写真フィルムFの画像をR(赤)、G(緑)、B(青)の三原色に色分解されたデジタル信号の画像データとして取得すると同時に、赤外光(IR)によって写真フィルムFのゴミや傷に起因する欠陥部分をデジタル信号化して欠陥データとして取得し、更に、このように取得した画像データと欠陥データとを前記制御装置Eに備えた記憶手段に保存し、この後、この制御装置Eにおいて写真フィルムFの画像データをコマ単位で出力し、かつ、必要な場合には、欠陥データに基づいて画像データの補正を行う性能を具備するものである。
【0017】
前記光源ユニットAは、後述するように可視光で成る3原色及び赤外光を作り出すよう、複数の発光ダイオード9を主走査方向に配置して成る発光ダイオードアレイLED(後述する3種の発光ダイオードアレイの総称・図11を参照)を具備し、この発光ダイオードアレイLEDからの光線を送り出すよう機能する。前記フィルムキャリアユニットBは写真フィルムFを副走査方向に往復搬送自在に支持するものであり、135サイズ、240サイズ、120・220サイズのフィルム等の複数種の写真フィルムFに対応したフィルキャリアユニットBを使用できるよう交換自在に構成されている。前記レンズユニットCは、フィルムキャリアユニットBに支持された写真フィルムFの画像を前記光電変換ユニットDに内蔵した前記CCD型のラインセンサの光電変換面に結像させるよう機能し、取得する画素数に対応して拡大率を変更できるようズーム型の光学レンズを備えている。前記光電変換ユニットは、R(赤)、G(緑)、B(青)の三原色に対応した3ライン型のCCDラインセンサと赤外光(IR)を感知する1ライン型のCCDラインセンサとを内蔵している。
【0018】
図面には示さないが、前記制御装置Eは、マイクロプロセッサーと、大容量のハードディスクHDや半導体メモリ等で成る記憶手段と、信号のアクセスを実現するインタフェースとを備えると共に、前記光電変換ユニットA、フィルムキャリアユニットB、レンズユニットC、光電変換ユニットDの全ての制御を実現するプログラムを備えている。このプログラムは、光源ユニットAにおける光量と温度との管理を行う処理(後述する)と、写真フィルムFのスキャニング時にフィルムキャリアユニットBによる写真フィルムFの搬送を制御する処理と、写真フィルムFの種類やスキャニングの形態によりレンズユニットCのズームレンズの焦点距離を設定する処理と、光電変換ユニットDから画像データを前述のように記憶手段に保存する処理と、このように保存された画像データに対して必要な場合に欠陥データに基づき補正を行う処理とを実現する。
【0019】
〔光源ユニット〕
図2〜図6に示すように、前記光源ユニットAは樹脂成形品で成る上部ケース10と、アルミニウム合金で成る下部ケース20とを備えている。上部ケース10には、平坦な上部テーブル部11と、この上部テーブル部11の下面側に突出するボックス部12とを一体形成した構造であり、更に、上部テーブル部11の下面に対して樹脂製のカバー13を備えている。前記下部ケース20は底壁部21と側壁部22とを一体形成し、これら底壁部21と側壁部22との外面に放熱体として複数のフィン23を一体的に形成している。又、この光源ユニットAはフィン23に対して冷却風を供給する一対のファン24を備えている。
【0020】
前記上部ケース10の上部テーブル部11には上方に向けて光線を照射するよう主走査方向に沿う姿勢で設定幅の開口11Aを形成し、この開口11Aの内部にシリンドリカル型の集光レンズ30を備え、この集光レンズ30の下方位置に出退するNDフィルター31を配置している。このNDフィルター31は集光レンズ30の下方に配置される状態と、前記カバー13の内部に収納される状態とにスライド移動自在に支持され、前記カバー13に備えた電磁ソレノイド型の電動アクチュエータ14からの駆動力で作動するクランク機構15と連係している。尚、このNDフィルター31は光電変換ユニットDのCCDの調整時に主集光レンズ30の下方位置に配置することにより光源ユニットAからの光線の光量を減じ前記光電変換ユニットDを適正な光量で調整する。
【0021】
更に、前記ボックス部12の内部には、図4に示すように前記集光レンズ30の光軸Lの延長上の下方位置にダイクロイック型の第1ミラーM1と、シリンドリカル型の第1レンズLe1を備え、第1ミラーM1の側部位置にダイクロイック型の第2ミラーM2を備え、この第2ミラーM2下側にシリンドリカル型の第2レンズLe2を備え、この第2ミラーM2の側部位置にシリンドリカル型の第3レンズLe3を備えている。
【0022】
前記下部ケース20の底壁部21に対して、チップ状の複数の緑色の発光ダイオード9を主走査方向に直線状に配置して成る発光ダイオードアレイG−LEDと、チップ状の複数の青色の発光ダイオード9を主走査方向に直線状に配置して成る発光ダイオードアレイB−LEDとを形成した第1基板P1を備え、又、下部ケース20の側壁部22に対して第1赤色、第2赤色、赤外光の発光ダイオード9を、この順序で主走査方向に直線状に配置して成る発光ダイオードアレイR1・R2・IR−LEDを形成した第2基板P2を備えている。そして、下部ケース20に対して上部ケース10を重ね合わせる形態で組み合わせることにより、図4に示す如く、前記第1レンズLe1の焦点位置に前記緑色の発光ダイオードアレイG−LEDが配置され、前記第2レンズLe2の焦点位置に青色の発光ダイオードアレイB−LEDが配置され、前記第3レンズLe3の焦点位置に前記第1赤色、第2赤色、赤外光の発光ダイオードアレイR1・R2・IR−LEDが配置される。
【0024】
この構成により、緑色の発光ダイオードアレイG−LEDからの光線は第1レンズLe1で平行光線化された状態で第1ミラーM1を透過して集光レンズ30に導かれ、青色の発光ダイオードアレイB−LEDからの光線は第2レンズLe2で平行光線化された状態で第2ミラーM2で反射した後、第1ミラーM1で更に反射されることにより集光レンズ30に導かれ、第1赤色、第2赤色、赤外光の発光ダイオードアレイR1・R2・IR−LEDからの光線は第3レンズLe3で平行光線化された状態で第2ミラーM2を透過した後、第1ミラーM1で反射することで集光レンズ30に導かれる。そして、これらの光線は集光レンズ30によりフィルムキャリアユニットBにおける写真フィルムFのスキャニングライン上に集光する。
【0025】
前述のように基板P(第1基板P1、第2基板P2の総称)に形成した発光ダイオードアレイLED(前述した3種の発光ダイオードアレイの総称)に対応するレンズLe(前述した3種のレンズの総称)の焦点位置を決めるために、前記上部ケース10のボックス部12には位置決め用のピン17を突設し、レンズLeに接当する位置決め面18を形成してある。又、ボックス部12において前記底壁部21、側壁部22に対向する部位に基板Pと接当する基準面19を形成してある。前記第1レンズLe1、第2レンズLe2、第3レンズLe3の夫々の両端部には、前記位置決め面18に接当する支持片33を一体形成すると共に、前記ピン17が係合するピン孔部34と固定用のビス35が貫通するビス孔部36を形成している。前記集光レンズ30を上部ケース10に支持する構造は位置決め用のピン17を用いない点を除き、レンズLeをボックス部12に支持する構造と等しく、集光レンズ30の両端部に形成した支持片33に形成してビス孔部36に対して挿通するビス35を上部ケース10に螺合させることになる。
【0026】
前記第1基板P1には前記ピン17が係合するピン孔部40を形成してあり、この第1基板P1は底壁部21に対してビス41により固定され、第2基板P2は側壁部22に対してビス41により位置決め状態で固定される。尚、下部ケース20の底壁部21、側壁部22に対して基板P1、P2を支持する際に、フィン23に対して熱的に接続するため底壁部21、側壁部22と対応する基板P1、P2の面との間にシリコングリスを塗布している。
【0027】
この構成により、ボックス部12に対して第1、第2、第3レンズLe1、Le2、Le3を支持する際には、レンズ端部の支持片33のピン孔部34にピン17を挿通した状態でビス孔部36に挿通したビス35の締め付けにより夫々のレンズLe1、Le2、Le3をボックス部12に対して精度高く支持する。この後に、上部ケース10と下部ケース20とを重ね合わせる形態で連結することにより、ボックス部12の底面側に形成したピン17が対応する底壁部21に支持された第1基板P1のピン孔部40に係入して第1基板P1との相対位置が決まると同時に、上部ケース10に対する下部ケース20の相対位置が決まり、その結果、第3レンズLe3と第2基板P2との相対的な位置も決まる。
【0028】
〔基板〕
次に、緑色の発光ダイオードアレイG−LEDを備えた部位を例に挙げて基板Pの詳細を説明する。
【0029】
図7〜図11に示すように基板Pに対して前述したチップ状の発光ダイオード9を主走査方向に沿って直線状に配置し、この発光ダイオード9の形成方向に沿って発熱体として複数のチップ抵抗器CRを備える。このチップ抵抗器CRは等しい抵抗値で、等しいサイズのものが使用され、このチップ抵抗器CRに通電した際に発生する熱を基板Pに伝え、この基板Pからの熱を発光ダイオード9に伝えることで、複数の発光ダイオード9を最適な温度に維持できるものにしている。又、発熱体として、通電により発熱するシート状のヒータを用いることも可能である。
【0030】
具体的に説明すると、前記基板Pは、熱伝導率が高いアルミニウム製の基材45の表面に対してセラミック材料で成る絶縁層46を形成し、この上面に対して銅箔膜や金箔膜で成るプリント配線Wを形成し、このプリント配線Wの上面に絶縁性の樹脂で成るレジスト膜47を形成したものである(図10を参照)。更に、この基板Pには矩形の枠体51と一体形成して反射体52を発光ダイオードアレイLEDの形成方向(主走査方向)と並行する姿勢で、発光ダイオード9の近傍位置に固定している。尚、前記基材45としてアルミニウム以外に、銅板や金属合金を使用することが可能である。又、前記反射体52は、発光ダイオード9と対向する側に対して傾斜姿勢の反射面52aを形成し、この反射面52aで発光ダイオード9からの光線を基板Pと直交する方向に反射させるよう機能するものであり、前記枠体51と反射体52とは耐熱性に優れた液晶性ポリマーによって形成されている。
【0031】
プリント配線Wは発光ダイオード9に電力を供給する発光配線部53と、チップ抵抗器CRに電力を供給する加熱配線部54と、後述するように温度センサSとして機能する発光ダイオード9からの電圧信号を取り出す計測配線部55とを形成している。前記発光ダイオードアレイG−LEDは、7つのチップ状の発光ダイオード9を電気的に直列に接続したものを1発光単位として、複数単位備えたものであり、夫々の発光ダイオード9を支持する部位に対応してプリント配線と同じ素材で複数の支持部56を形成してある。
【0032】
前記発光配線部53には、発光ダイオード9の1発光単位に電力を供給する電力端子53aと、発光ダイオード9の配列方向に沿って独立して形成された中継端子53bと、温度センサSとして機能する発光ダイオード9に対応する取り出し端子53cとを形成している。又、取り出し端子53cから負電圧側の発光配線部53との間に形成された電力線55aには電圧変換用のチップ型の抵抗器Rsの両端の電極とハンダ60により接続する端子を形成している。更に、前記加熱配線部54には、チップ抵抗器CRの両端の電極CRaとハンダ60により接続する端子54aを形成している。
【0033】
この基板Pでは、複数の発光ダイオード9に対して発光配線部53からの電力を供給した際に、その発光ダイオード9で発生する熱により変化する電流値に基づいて発光ダイオード9の内部温度を推定できるよう構成されている。つまり、前記発光配線部53から電力が供給される温度センサSとしての発光ダイオード9を、他の発光ダイオード9と隣接する位置で、他の発光ダイオード9と同じピッチで基板上に配置し、この温度センサSに流れた電流を前記抵抗器Rsで電圧信号に変換することにより、この電圧信号を前記計測配線部55から取り出せるよう構成している。前記抵抗器Rsは6つの発光ダイオード9を直列に接続した状態における順方向の抵抗値と等しい抵抗値のものが使用され、給電時には温度センサSとして機能する発光ダイオード9に対して、他の発光ダイオード9と等しい電流が流れるようにしてある。
【0034】
前記計測配線部55の電圧信号から温度センサSとしての発光ダイオード9の内部温度を求める原理を説明する。温度センサSに電流が流れた場合には、この温度センサSと直列に接続する前記抵抗器Rsに対し温度センサSと同じ電流値の電流が流れる。この前記抵抗器Rsに対して電流が流れた場合には、オームの法則に従って抵抗器Rsの両端部には電流値に正比例する電位差が発生するものであり、この原理から温度センサSが発熱により抵抗値が変動した場合には、温度センサSに流れる電流値が変動し、この変動量が計測配線部55の電圧値の変動として現れるものとなる。このような理由から計測配線部55の電圧信号を後述する変換回路TCでデジタル信号化した後、制御装置Eに入力することで、この制御装置Eにセットされた温度推定手段Jが温度センサSの内部温度を求め得るものになっている。
【0035】
この構成により以下の工程に従って基板Pが製造される。つまり、前述のようにプリント配線W、レジスト膜47が形成された基板Pを、前記ピン孔部40を介して位置決め状態で実装用のテーブル等に支持した後に、枠体51と共に反射体52を基板Pに接着固定し、チップ状の発光ダイオード9をダイボンディングにより基板Pの支持部56に対して設定された間隔で直線状に支持固定する。このように支持固定する際に、温度センサSとして機能する発光ダイオード9も他の発光ダイオード9と等しいピッチで形成する。図7には、複数の発光ダイオード9の端部に温度センサSとして機能する発光ダイオード9を配置しているが、複数の発光ダイオード9の中間の位置に配置することも可能である。
【0036】
次に、チップ状の発光ダイオード9のパッド部と前記電力端子53aとの間、及び、発光ダイオード9のパッド部と中継端子53bとの間にボンディング配線61を形成し、これと同様に、温度センサSとして機能する発光ダイオード9のパッド部と前記電力端子53aとの間、及び、発光ダイオード9のパッド部と取り出し端子53cとの間にボンディング配線61を形成する。そして、加熱配線部54に形成された一対の端子54aの間にチップ抵抗器CRを配置し、夫々の端子54aとチップ抵抗器CRの電極CRaとをハンダ60で固定し、電力線55aの端子に対して前記抵抗器Rsの電極をハンダ60で固定する。
【0037】
前述のように基板Pに対して枠体51を固定する工程と、基板Pに対してチップ状の発光ダイオード9をダイボンディングにより固定する工程の順序は逆であっても良く、これらの工程、及び、チップ状の発光ダイオード9と電力端子53aの電力端子53aと中継端子53bとの間にボンディング配線61を形成する工程とがピン孔部40を基準にして行われるので、高い精度を実現するものとなっている。尚、ボンディング配線61を形成する際には、CCD等を用いた画像処理により電力端子53aと中継端子53bの位置を特定する処理を行われるものであるが、ピン孔部40を利用することでダイボンディング及びワイヤボンディングの性能が更に向上し、位置を特定する時間を短縮できるものとなる。
【0038】
このフィルムスキャナでは、図11に示すように、複数の発光ダイオード9に対して電力を供給する発光制御手段としての発光制御回路LCと、チップ抵抗器CRに対して電力を供給する発熱制御手段としての発熱制御回路HCと、ファン24のモータ24Mに対して電力を供給するファン制御回路FCと、前記抵抗器Rsからの電圧信号をデジタル信号化する変換回路TCとを備えている。そして、これら発光制御回路LC、発熱制御回路HC、ファン制御回路FCは前記制御装置Eからの制御信号によって制御され、変換回路TCは制御装置Eに対してデジタル信号化された電圧信号をフィードバックする。尚、同図においては3種の発光ダイオードアレイG−LED、B−LED、R1・R2・IR−LEDが、前述したように7つの発光ダイオード9を直列に接続した発光単位を複数備えたものであるので、夫々の発光単位を1つのブロックとして描いている。
【0039】
前記発光制御回路LCと前記発熱制御回路HCとは、PWM式の電力制御回路を備えており、デューティ比の設定により必要とする電力を供給する状態と、電力を遮断する状態とに切り換え自在に構成され、前記ファン制御回路FCはファン24のモータ24Mに対して電力を供給する状態と遮断する状態とに切り換えるよう電力トランジスタやリレーを備えて構成され、前記変換回路TCは抵抗器Rsからの電圧信号をデジタル信号に変換して出力するよう、入力側が高インピーダンスとなる増幅器とA/D変換器とを備えて構成されている。又、前記制御装置Eには変換回路TCから制御装置Eに入力される電圧信号(デジタル信号)から発光ダイオード9の内部温度を推定する温度推定手段Jがセットされており、この温度推定手段Jは予め設定されてテーブルデータを参照する処理や、予め設定された演算処理により、発光ダイオード9の内部温度を推定する。
【0040】
〔制御装置での制御〕
前記制御装置Eは、上記した制御対象のほかに前記NDフィルタ31を制御する前記電動アクチュエータ14や、前記フィルムキャリアユニットBやレンズユニットCの制御を実現するようマイクロプロセッサーと、制御信号のアクセスを実現するインタフェースを備え、更に、前記フィルムキャリアユニットBにセットされた写真フィルムFの画像データの取得を実現するプログラムがセットされている。特に、本発明の制御装置Eでは、該フィルムスキャナの電源を投入した直後に実行される起動ルーチンGと、写真フィルムFのスキャニング時に実行される光源制御ルーチンHとがプログラムの形でセットされている。
【0041】
つまり、起動ルーチンGは図12のフローチャートに示すように、電源投入の直後において基板Pに備えた全てのチップ抵抗器CRに対して最大(Max)の電力を供給すると同時に、基板Pに備えた全ての発光ダイオード9に対して最大(Max)の電力を供給する。この電力供給の後に前記温度センサSからの信号に基づいて温度推定手段Jで推定される発光ダイオード9の内部温度が予め設定された目標温度領域内に達したことが判別されると、全ての発光ダイオード9への電力を遮断して(チップ抵抗器CRへの電力供給は継続する)待機状態に移行する(#101〜#104ステップ)。このフイルムスキャナでは、スキャニング時において発光ダイオード9の温度を45℃に維持するよう目標温度を設定すると共に、この目標温度(45℃)を基準にして0.5℃だけ高温側と0.5℃だけ低温側とに閾値(45.5℃・44.5℃)を設定し、センサSで計測される基板Pの温度が低温側の閾値(44.5℃)を越えた時点で発光ダイオード9への電力供給を停止するよう制御形態を設定している。
【0042】
このように起動ルーチンGの制御形態を設定することにより、該フィルムスキャナを起動した場合には、発光ダイオード9の熱とチップ抵抗器CRとに供給される大電力によって基板Pを短時間のうちに適正な温度まで上昇させ、発光ダイオード9を発光を安定させ、写真フィルムFのスキャニングを可能にしているのである。
【0043】
又、光源制御ルーチンHは図13のフローチャートに示すように、処理モードに対応して電力制御を行う処理を実行する(#201ステップ)。このフィルムスキャナでは、ネガフィルムの画像データを取得するネガスキャンモードと、ポジフィルムの画像データを取得するポジスキャンモードと、スキャニングを行わない待機モードとの3種の処理モードが予め設定されている。ネガスキャンモードではチップ抵抗器CRに対してLow(低い)電力(ネガ発熱電力)を供給する、又は、電力を供給しない状態において発光ダイオード9に対してネガ光量を得るための電力(ネガ光量電力)を供給する。ポジスキャンモードでは、チップ抵抗器CRに対してMid(中程度)電力(ポジ発熱電力)を供給する状態において発光ダイオード9に対してポジ光量を得るための電力(ポジ光量電力)を供給する。待機モードではチップ抵抗器CRに対してMax(最大)電力(待機用発熱電力)を供給する状態で発光ダイオード9に対する電力供給を遮断する。この#201ステップでスキャニング制御手段が構成されている。
【0044】
前記ネガ光量は、前記ポジ光量と比較して光量を多く設定してある。従って、ネガ光量時にはポジ光量時と比較して発光ダイオード9に供給される電力が多い。又、このネガ光量は、光電変換ユニットDに備えられるCCDの感度に対応して、その光量が最大、又は、最大に近い値に設定されるものであり、この光量に対応した電力が前記発光制御回路LCから供給され、このように供給される電力と反比例する形態で前記発熱制御回路HCからチップ抵抗器CRに対して電力を供給する、又は、電力を供給しない制御が行われる。前記ポジ光量はネガ光量より少ないため、その光量に対応した電力が前記発光制御回路LCから発光ダイオード9に供給すると同時に前記発熱制御回路HCからチップ抵抗器CRに対して電力を供給する。
【0045】
このように制御形態を設定することにより、発光ダイオード9に供給される電力による発熱と、チップ抵抗器CRに供給される電力による発熱とを総合した発熱量を夫々の処理モードにおいて略等しくなるように設定し、何れの処理モードに切り換わった際にも基板Pの温度を変動させないものにして、ファン24を駆動する頻度を低減しているのである。
【0046】
前述した#201ステップの処理の後には、前記温度センサSからの信号に基づいて温度推定手段Jで推定される発光ダイオード9の内部温度が、高温側の閾値(45.5℃)を越えた時点でファン24の駆動を開始し(既にファン24が駆動状態にある場合には駆動を継続し)(#202〜#204ステップ)、この駆動の後、温度推定手段Jで推定される発光ダイオード9の内部温度が低温側の閾値(44.5℃)を下回った時点でファン24の駆動を停止する(既にファン24が停止状態にある場合には停止状態を継続する)よう制御形態を設定している(#205、#206ステップ)。尚、前記待機モードでは発光ダイオード9に対して電力が供給されず、発光ダイオード9の内部温度の計測が不能になるが、この待機モードでは発光ダイオード9の温度を厳密に制御する必要がないため温度制御は実行されない。
【0047】
前記#204ステップによって、基板Pの冷却を行う制御によって調温手段が構成されており、この調温手段による制御形態としては、チップ抵抗器CRに供給する電力を低減するものであっても良い。
【0048】
この光源制御ルーチンHでは、複数の処理モードの何れのモードで処理を行った場合でも、基板上で発生する熱量が略一定に維持されるため、処理モードが切り換わった場合にも基板Pの温度が急激に上昇する等の不都合を招くことがなく、ファン24の駆動頻度も低減できるものにしている。
【0049】
このように本発明では、基板Pに高い熱伝導率の基材45を用い、この基板Pに対して主走査方向に複数の発光ダイオード9を備え、この発光ダイオード9の配置方向に沿って比較的安価な複数のチップ抵抗器CRをハンダ60によって支持して熱源として使用することにより、発光ダイオード9からの熱とチップ抵抗器CRとからの熱によって基板Pを平均的に加熱して温度ムラを発生させる不都合を招来しないものにしている。そして、温度センサSとして機能する発光ダイオード9を備えることにより、発光ダイオード9の内部温度を精度高く計測できるものにし、適正な温度管理を実現している。これにより、発光ダイオードアレイLED全体を目標とする温度に維持して必要とする波長の光線を得るものにしている。
【0050】
特に、起動ルーチンGに記載したように、このフィルムスキャナを稼働させた場合には、短時間のうちに発光ダイオードアレイLEDを最適な温度まで上昇させて迅速にスキャニングを開始できるものにしており、最適な温度まで上昇した後には、写真フィルムFの種類に対応して光量が変更された場合や、スキャニングを行わない待機する場合にはチップ抵抗器CRの発熱量を変更することによって、基板Pの温度を変化させることのないものにしている。そして、基板Pの温度が変動した場合には高温側の閾値と低温側の閾値を基準にしてファン24の制御によってのみ温度管理を行うので、例えば、PWM制御のデューティ比の変更によってチップ抵抗器CRに供給する電力を無段階に変更するもののように複雑な制御を行う必要がなく単純で簡単な制御によって発光ダイオードアレイLED全体を適正な温度に維持できるものにしている。
【0051】
〔別実施の形態〕
本発明は上記実施の形態以外に、例えば、以下のように構成しても良い。
【0052】
温度センサSとして、実施の形態と同様に、7つの発光ダイオード9を直列に備え、これらの7つの発光ダイオード9に供給された電流値に基づいて発光ダイオード9の温度を推定するよう構成するものであっても良い。
【0053】
前記実施の形態では1つの発光ダイオード9を温度センサSとして用いていたが、赤色、緑色、青色夫々の発光ダイオード9を備えた部位に対して温度センサSとして機能する発光ダイオード9を備え、夫々の温度センサSに流れる電流から赤色、緑色、青色夫々の発光ダイオード9の温度を推定するよう構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】フィルムスキャナの全体斜視図
【図2】光源ユニットの分解斜視図
【図3】上部ケースに対するレンズの支持構造を示す斜視図
【図4】光源ユニットの縦断正面図
【図5】集光レンズと第1レンズとの位置関係を示す光源ユニットの断面図
【図6】電動アクチュエータとNDフィルタとの連係を示す一部切り欠き側面図
【図7】基板の一部を示す平面図
【図8】基板の実装部品の配置を示す斜視図
【図9】基板と実装部品とを示す分解斜視図
【図10】発光ダイオードの支持部を示す基板の断面図
【図11】光源ユニットの制御系を示すブロック回路図
【図12】起動ルーチンのフローチャート
【図13】光源制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
9 発光ダイオード
54a 端子
A 光源ユニット
B フィルムキャリア
F 写真フィルム
J 温度推定手段
P 基板
S 温度センサ
CR 発熱体・チップ抵抗器
LC 発光制御手段
HC 発熱制御手段
Claims (4)
- 写真フィルムに光線を照射する光源ユニットと、前記写真フィルムを副走査方向に搬送自在に支持するフィルムキャリアと、前記写真フィルムを透過した前記光線が光学レンズを介して導かれる光電変換部とを備えているフィルムスキャナであって、
前記光源ユニットが、熱伝導率が高い基板に支持された複数の発光ダイオードと、この基板を熱する発熱体と、前記発光ダイオードに電力を供給する発光制御手段と、前記発熱体に電力を供給する発熱制御手段とを備えると共に、前記基板に対して前記複数の発光ダイオードと別個に、前記複数の発光ダイオードと等しい特性の発光ダイオードを温度センサとして支持し、かつ、この温度センサに対して前記発光制御手段からの電力を供給する給電系を形成し、
この給電系は、前記複数の発光ダイオードから設定個数の発光ダイオードを直列に接続した1発光単位毎に前記発光制御手段からの電力を供給し、かつ、前記温度センサとしての発光ダイオードと抵抗器とを直列に接続することにより前記1発光単位と等しい電流値の電流が流れるように構成された系に前記発光制御手段からの電力を供給するように構成され、
前記温度センサに供給される電流値から前記複数の発光ダイオードの温度を推定する温度推定手段を備え、この温度推定手段で推定した前記温度に基づいて前記基板の温度が予め設定された目標温度を越えることを判別した際に、前記基板の冷却を行うための冷却手段を作動させる、又は、前記発熱体に対して前記発熱制御手段から供給される電力の低減を図る調温手段を備えているフィルムスキャナ。 - 前記複数の発光ダイオードをチップ状のもので構成して前記基板に支持し、この複数の発光ダイオードと前記基板に形成した前記給電系の電力端子とをボンディング配線で接続し、前記発熱体が複数のチップ抵抗器で構成されると共に、この複数のチップ抵抗器を前記基板に形成したプリント配線の端子に対してハンダ固定してある請求項1記載のフィルムスキャナ。
- 前記複数の発光ダイオードが直線状に配置され、前記発熱体を構成する複数の前記チップ抵抗器が、前記複数の発光ダイオードに沿う位置に配置され、前記温度センサを構成する発光ダイオードが、前記複数の発光ダイオードのうち、端部位置のものに隣接して配置されている請求項2記載のフィルムスキャナ。
- 前記フィルムキャリアに前記写真フィルムをセットした状態で前記複数の発光ダイオードと、複数の前記発熱体とに供給する電力を制御するスキャニング制御手段を備えると共に、
このスキャニング制御手段は、前記複数の発光ダイオードと、前記複数の発熱体とに電力を供給するネガスキャンモードと、前記複数の発光ダイオードに供給する電力を前記ネガスキャンモードでの電力より低下させると同時に、前記複数の発熱体に対して供給する電力を前記ネガスキャンモードでの電力より増大させるポジスキャンモードとの切り換えを行うように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルムスキャナ。
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