JPH1132174A - 走査ミラー駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射ノイズの発生を抑え、コストアップとな
る高価なモータや駆動回路等を使用することなく、副走
査方向の画像のムラの低減が可能にする。 【解決手段】 ＣＰＵ１４からの設定値を格納するレジ
スタ１２３と、基準クロックのパルス数をカウントし、
このカウント結果が設定値に達するとカウンタボロー信
号を送出するカウンタ１２４と、カウンタボロー信号に
応じてＨとＬが切り替わる駆動クロックを生成するＦＦ
１２５と、正・逆転指令で指定される回動方向に駆動ク
ロックに応じた回転速度でモータ１２８を回動させる駆
動パルスを生成するパルスジェネレータ１２６と、駆動
パルスの電力を増幅して駆動信号を得るモータドライバ
１２７と、駆動信号に応じて走査ミラー１１４を回動さ
せるモータ１２８とを備え、上記設定値は、副走査画素
ピッチＰ１と移動量ＰｓがＰ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係
を満たす値に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム等に記録
された画像情報を読み取るためのミラー走査方式のフィ
ルムスキャナー等で用いられる走査ミラー駆動装置に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、写真のネガフィルム等を光学的に読
み取ってディジタル画像として取り込むフィルムスキャ
ナー等の装置が知られている。

【０００３】このようなフィルムスキャナーでは、走査
ミラーを用いて、ライン又はエリアＣＣＤにより、ネガ
フィルム等の光学像を光電変換して、その画像情報を取
り込むのが一般的である（特開昭５６−１２３１９０号
公報）。

【０００４】また、高解像度で画像情報を取り込むスキ
ャナー装置には、ポリゴンミラーを用いて、レーザービ
ーム走査をするフライングスポット方式や、ドラムに透
過原稿を貼り付けて走査するドラム走査方式等が用いら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５６−１２３１９０号公報記載の装置では、走査ミラー
を回動させる際の回動方向の振動が副走査方向の画像ム
ラとなって現れ、取り込んだ画像の品質劣化の原因とな
っていた。

【０００６】この画像ムラを低減させるために、駆動パ
ルスに高周波パルスを用いて分解能を上げようとする
と、放射ノイズが大きくなるという別の問題が発生する
こととなる。

【０００７】また、高解像度で画像情報を取り込むスキ
ャナー装置では、ドラムやポリゴンを回転させるため
に、５相モータ等の高価なモータを使用しなければなら
ず、また速度制御をするために、駆動電流をベクトル制
御できる高価なフィードバック系の駆動回路等を使用す
る必要があった。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、放射ノイズの発生を抑え、コストアップとなる高価
なモータや駆動回路等を使用することなく、副走査方向
の画像のムラの低減可能な走査ミラー駆動装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、１の軸回りに回転可能に支持され、前方
に位置する被撮像像を後方に案内する走査ミラーと、所
定の角度ずつ前記走査ミラーを回転させることで副走査
を行う副走査手段と、副走査される前記被撮像像の光学
像が結像する距離上に配置され、該光学像を副走査方向
に対して繰り返し積分することにより撮像するラインセ
ンサとを備え、前記ラインセンサの積分周期と前記走査
ミラーの回転による前記被撮像像に対する副走査速度と
の乗算値である副走査画素ピッチＰ１と、前記被撮像像
位置であって前記角度に対応する前記被撮像像に対する
副走査移動量Ｐｓとが、Ｐ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係に
あるものである。

【００１０】この構成では、前記副走査手段は、Ｐ１＜
Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係が成立するように、前記走査ミラ
ーを前記角度だけ回転させるようになっているので、Ｐ
１＜Ｐｓの関係を満たすことにより、高周波パルスによ
る放射ノイズの発生が回避され、Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係
を満たすことにより、副走査方向の画像ムラが目立たな
い程度に抑えられるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明をフィルムスキャ
ナーに適用した一実施形態の構成図である。本フィルム
スキャナー１０は、走査光学系１１、駆動部１２、撮像
部１３、ＣＰＵ（中央処理装置）１４、クロック発生器
１５及び表示部１６により構成されている。

【００１２】走査光学系１１は、原稿としての撮影済み
のネガフィルム１１１を載置するための図略の透過型原
稿台、ランプ１１２、前レンズ１１３、走査ミラー１１
４及び後レンズ１１５により構成されている。ランプ１
１２は、フィルム１１１のコマ画像の下面全面に均一な
光量の照明光を照射するものである。前レンズ１１３
は、焦点距離ｆの特性を有するものである。走査ミラー
１１４は、照明されたコマ画像の主走査方向の光を後レ
ンズ１１５の入射面に案内するものである。この走査ミ
ラー１１４は、軸Ａで回動可能になっている。後レンズ
１１５は、走査ミラー１１４からの光を後方のラインセ
ンサ１３１の受光面上に案内するものである。

【００１３】図２は、駆動部１２とクロック発生器１５
の動作タイミングを示す図である。基準クロックは、ク
ロック発生器１５により生成されるものである。ホーム
検出信号、レジスタデータ、カウンタデータ、カウンタ
ボロー、駆動クロック及びモータの回転角は、駆動部１
２の動作タイミングを示している。

【００１４】この駆動部１２は、図１に示されるよう
に、ホーム検出羽根１２１、ホームセンサ１２２、レジ
スタ１２３、カウンタ１２４、ＦＦ１２５、パルスジェ
ネレータ１２６、モータドライバ１２７及びモータ１２
８により構成されている。

【００１５】ホーム検出羽根１２１は、走査ミラー１１
４に取り付けられている。ホームセンサ１２２は、この
検知領域をホーム検出羽根１２１が横切った瞬間に、走
査ミラー１１４がホームポジションを横切る主走査方向
の光学像を走査していることを示すホーム検出信号をＣ
ＰＵ１４に送出するものである（図２のホーム検出信号
参照）。

【００１６】レジスタ１２３は、ＣＰＵ１４からの設定
値（レジスタデータ）を格納するものである（図２のレ
ジスタデータ参照）。カウンタ１２４は、クロック発生
器１５からの基準クロックのパルス数をカウントし、こ
のカウント結果がレジスタ１２３の設定値に達すると、
ワンショットパルスのカウンタボロー信号をＣＰＵ１４
及びＦＦ１２５に送出するものである。本実施形態で
は、図２に示されるように、設定値からカウント結果を
減算して得られたカウンタデータが“０”になれば、カ
ウンタボロー信号が出力されるようになっている。な
お、レジスタ１２３に格納される設定値については後述
する。

【００１７】ＦＦ１２５は、カウンタ１２４からのカウ
ンタボロー信号に応じてハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）が切り
替わる駆動クロックを生成するものである。パルスジェ
ネレータ１２６は、ＣＰＵ１４からの正・逆転指令で指
定される回動方向に、ＦＦ１２５からの駆動クロックに
応じた回転速度でモータ１２８を回動させるための駆動
パルスを生成する相制御回路（パルス分配器）である。
モータドライバ１２７は、パルスジェネレータ１２６か
らの駆動パルスの電力を増幅し、得られた駆動信号でモ
ータ１２８を駆動するものである。モータ１２８は、ス
テップモータであり、モータドライバ１２７からの駆動
信号に応じて、主走査方向と直交する副走査角（回転分
解能）Ｍｓ分だけ走査ミラー１１４を回動させるもので
ある。

【００１８】撮像部１３は、ラインセンサ１３１、ライ
ンセンサ制御部１３２、アナログ処理部１３３、Ａ／Ｄ
変換器（ＡＤＣ）１３４、ディジタル処理部１３５及び
メモり１３６により構成され、フィルム１１１の光学像
を画像信号として取り込むものである。

【００１９】ラインセンサ１３１は、複数のＣＣＤ（電
荷結合素子）等の光電変換素子がライン状に配列された
もので、後レンズ１１５からの到来光が結像する光学像
を受光し、受光量に応じた電気信号を得るものである。
フィルム１１１のコマ画像信号は、ラインセンサ１３１
で受光されて得られた線状の画像信号の平面的な集合と
して得られる。

【００２０】図３は、ラインセンサ１３１等の動作タイ
ミングを示す図である。ラインセンサ制御部１３２は、
図３に示される積分周期のクロックを生成する図略のタ
イミングジェネレータを有し、ラインセンサ１３１に対
して所定の積分時間（電荷蓄積時間）で繰り返し受光動
作を行わせ、各受光動作で得られた画像信号をアナログ
処理部１３３に送出させるものである。

【００２１】図１に示されるアナログ処理部１３３は、
ラインセンサ１３１からの画像信号に対し、所定のアナ
ログ処理（信号増幅及びオフセット調整等の処理）を施
すものである。ＡＤＣ１３４は、所定のアナログ処理が
施された画像信号を画像データにＡ／Ｄ変換するもので
ある。ディジタル処理部１３５は、メモリ、レジスタ及
び演算回路等により構成され、ＡＤＣ１３４からの画像
データに対し、所定のディジタル処理（黒レベル補正、
白レベル補正、ルックアップテーブル等を使用した階調
補正等の処理）を施すものである。

【００２２】メモリ１３６は、ディジタル処理部１３５
からの処理後の画像データを記憶するＲＡＭ等の半導体
記憶素子である。なお、これに限らず、フィルムスキャ
ナー１０に着脱可能にされたＩＣメモリでもよく、或い
は磁気テープ、磁気・光磁気ディスク等の記録媒体に対
し、データの読み書きを行う記録装置でもよい。

【００２３】ＣＰＵ１４は、フィルムスキャナー１０の
全般を制御するためのものであり、例えば、設定値をレ
ジスタ１２３に格納したり、またパルスジェネレータ１
２６に正・逆転指令を発したりする。

【００２４】ここで、ＣＰＵ１４によりレジスタ１２３
に格納される設定値について説明する。モータ１２８の
実際の動きは、図２のモータの回転角のように、１ステ
ップの回動毎に振動（オーバーシュート）を伴う。この
オーバーシュート量は、１ステップの副走査角Ｍｓに比
例して大きくなる。

【００２５】もし、１ステップの回動毎の振動が各積分
時間中発生していれば、ラインセンサ１３１で撮像され
る光学像がその振動により副走査方向に振れてしまい、
撮像後の画像情報はゆがんだものになってしまう。例え
ば、主走査方向に対して平行となる同じ太さの複数本の
直線を含むコマ画像が撮像されると、撮像後の各直線の
太さは不均一になる。また、副走査方向に対する斜線を
含むコマ画像が撮像されると、撮像後の斜線は波打った
ようになってしまう。

【００２６】一方、１ステップの回動毎の振動を小さく
しすぎると、駆動部１２内で授受されるパルスの周波数
が高くなって、高周波ノイズによるラインセンサ１３１
の画像信号の取込誤動作やモータ１２８の回動誤動作等
の問題が生じるようになる。

【００２７】そこで、本実施形態では、副走査角Ｍｓを
調整してＰ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係を満たすことで、
上記画像歪みや高周波ノイズが低減されるようにしてい
る。従って、レジスタ１２３に格納される設定値は、Ｐ
１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１を満足する副走査角Ｍｓになる値に
調整される。但し、Ｐ１は、フィルム１１１に対する副
走査画素ピッチであり、走査ミラー１１４の副走査速度
とラインセンサ１３１の積分周期（図３のＴ）との乗算
値である。

【００２８】図６は、ＰｓとＭｓの関係を示す図であ
る。Ｐｓは、モータ１２８の１ステップ当たりの副走査
角Ｍｓに対応するフィルム１１１面上の副走査方向の移
動量のことであり、ｆ×ｔａｎ（θ）で示される。但
し、角度θは、移動量Ｐｓに対する変位角である。ここ
で、θ＝２×Ｍｓの関係が成立することから、移動量Ｐ
ｓは、ｆ×ｔａｎ（２×Ｍｓ）となる。従って、Ｐ１＜
ｆ×ｔａｎ（２×Ｍｓ）＜２×Ｐ１を満たす副走査角Ｍ
ｓを求めれば、画像歪みや高周波ノイズが低減されるよ
うになる。

【００２９】即ち、Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係を満たすこと
により、１ステップ毎に生じるオーバーシュート量は、
図４に示されるＰｓ＝２×Ｐ１の関係にあるオーバーシ
ュート量よりも小さいものとなり、図５に示されるよう
に、走査ミラー１１４の回動特性が滑らかになって、上
記画像歪みが目立たなくなる。また、Ｐ１＜Ｐｓの関係
を満たすことにより、高周波ノイズの発生が抑えられる
ようになる。

【００３０】図１に示される表示部１６は、メモリ１３
６からの画像データを表示用の画像信号に再生する表示
再生部１６１と、再生後の画像信号に応じて撮像された
コマ画像を表示するモニタ１６２とにより構成されてい
る。

【００３１】次に、フィルムスキャナー１０の撮像動作
について説明する。撮像動作、即ち積分動作は、走査領
域外から走査を開始した走査ミラー１１４のホームポジ
ションがホーム検出羽根１２１及びホームセンサ１２２
によるホーム検出信号で検出された時点から一定周期で
繰り返される（図３参照）。フィルム１１１のコマ画像
は、積分動作が所定回数繰り返されることで得られる。
この撮像動作は、１コマ分の画像信号が得られると終了
する。

【００３２】次に、その１コマ分の画像信号を得るため
に必要となる走査ミラー１１４の副走査方向の回動動作
について説明する。ＣＰＵ１４からＰ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ
１の関係を満たす設定値（レジスタデータ）がレジスタ
１２３に格納されると、図２に示されるように、カウン
タ１２４による基準クロックのカウント数がその設定値
に達すると、カウンタボロー信号がＣＰＵ１４及びＦＦ
１２５に送出される。

【００３３】次いで、このカウンタボロー信号の受信タ
イミングに応じて反転する駆動クロックがＦＦ１２５で
生成される。この駆動クロックとＣＰＵからの正・逆転
指令とがパルスジェネレータ１２６に供給されると、駆
動パルスが生成される。この駆動パルスがモータドライ
バ１２７で電力増幅された後にモータ１２８に供給され
ると、走査ミラー１１４は、図５に示されるような１ス
テップ毎の振動が小さい状態で、設定値に応じた副走査
角Ｍｓ分だけ回動する。

【００３４】一方、カウンタボロー信号がＣＰＵ１４に
通知されると、ＣＰＵ１４からレジスタ１２３に次の設
定値がリロードされる。

【００３５】これにより、設定値がレジスタ１２３に格
納される毎に、走査ミラー１１４が設定値で決まる副走
査角Ｍｓ分だけ回動し、この回動に対応する移動量Ｐｓ
毎に、副走査方向の振動に起因する画像歪みの目立たな
い主走査方向の画像が取り込まれる。

【００３６】次に、副走査角Ｍｓの具体的な求め方につ
いて説明する。ラインセンサ１３１の積分周期に対応す
る時間（図３のＴ）が６００[μｓ]、副走査画素ピッチ
Ｐ１が１１．２５[μｍ]の場合、Ｐ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１
の関係を満たすように、移動量Ｐｓを例えば２０．９
[μｍ]（約１．８６×Ｐ１）にすれば、副走査角Ｍｓ
は、Ｐｓ＝ｆ×ｔａｎ（２×Ｍｓ）の関係から、０．０
０６[度／ステップ]として求められる。このＭｓの値に
なるように設定値を決定すれば、図５のような回動特性
が得られることとなる。但し、ｆ＝１００[ｍｍ]とす
る。

【００３７】なお、移動量Ｐｓの移動速度Ｖｓは、時間
Ｔで表すとＰ１／Ｔである必要があり、また、モータド
ライバ１２７の駆動周波数Ｎ[ＰＰＳ]で表すとＮ×Ｐｓ
になることから、Ｐ１／Ｔ＝Ｎ×Ｐｓの関係が成立す
る。この関係式は、Ｐｓ＝ｆ×ｔａｎ（２×Ｍｓ）か
ら、Ｐ１／Ｔ＝Ｎ×ｆ×ｔａｎ（２×Ｍｓ）に変形する
ことができる。これにより、Ｍｓを決定すればＮが求ま
り、逆に、Ｎを決定すればＭｓが求まることが分かる。

【００３８】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によれば、放射ノイズの発生を抑え、コストアップとな
る高価なモータや駆動回路等を使用することなく、副走
査方向の画像のムラの低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をフィルムスキャナーに適用した一実施
形態の構成図である。

【図２】駆動部とクロック発生器の動作タイミングを示
す図である。

【図３】ラインセンサ等の動作タイミングを示す図であ
る。

【図４】Ｐｓ＝２×Ｐ１の関係が成立する際のモータの
回転角の様子を示す図である。

【図５】Ｐ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係が成立する際のモ
ータの回転角の様子を示す図である。

【図６】Ｐ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１からＭｓを決定する方法
の説明図である。

【符号の説明】 １１ 走査光学系 １２ 駆動部（副走査手段） １３ 撮像部 １４ ＣＰＵ １５ クロック発生器 １６ 表示部 １１２ ランプ １１３ 走査ミラー １１４ レンズ １２１ ホーム検出羽根 １２２ ホームセンサ １２３ レジスタ １２４ カウンタ １２５ ＦＦ １２６ パルスジェネレータ １２７ モータドライバ １２８ モータ １３１ ラインセンサ １３２ ラインセンサ制御部 １３３ アナログ処理部 １３４ ＡＤＣ １３５ ディジタル処理部 １３６ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 晋治 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 正司 真寿美 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １の軸回りに回転可能に支持され、前方
   に位置する被撮像像を後方に案内する走査ミラーと、所
   定の角度ずつ前記走査ミラーを回転させることで副走査
   を行う副走査手段と、副走査される前記被撮像像の光学
   像が結像する距離上に配置され、該光学像を副走査方向
   に対して繰り返し積分することにより撮像するラインセ
   ンサとを備え、前記ラインセンサの積分周期と前記走査
   ミラーの回転による前記被撮像像に対する副走査速度と
   の乗算値である副走査画素ピッチＰ１と、前記被撮像像
   位置であって前記角度に対応する前記被撮像像に対する
   副走査移動量Ｐｓとが、Ｐ１＜Ｐｓ＜２×Ｐ１の関係に
   あることを特徴とする走査ミラー駆動装置。