JP3667990B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のコマ画像が記録されたフィルムを搬送しながら、光源部から出力される光の前記コマ画像に対する透過光又は反射光をラインスキャナにより前記コマ画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、写真フィルムに記録されたコマ画像をＣＣＤ等の読取センサによって光電的に読み取り、該読み取りによって得られたデジタル画像データに対し拡大縮小や各種補正等の画像処理を実行し、画像処理済のデジタル画像データに基づき変調したレーザ光により記録材料へ画像を形成する技術が知られている。
【０００３】
このようにＣＣＤ等の読取センサによりコマ画像をデジタル的に読み取る技術では、精度の良い画像読み取りを実現するために、コマ画像を予備的に読み取り（いわゆるプレスキャン）、コマ画像の濃度等に応じた読取条件（例えば、コマ画像に照射する光量やＣＣＤの電荷蓄積時間等）を決定し、決定した読取条件でコマ画像を再度読み取っていた（いわゆるファインスキャン）。
【０００４】
この場合プレスキャンは、比較的ラフな読取精度でよいため、搬送速度むらにも比較的大きな許容範囲がある。これに対して、ファインスキャンは、可能な限り高速で、極めてシビアな読取精度が要求されるため、光量の変動や読取時のノイズの許容範囲が極めて狭い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、焼付露光等に多用されているハロゲンランプでは、多大な熱を発生し、このため、発光効率が悪く、読取速度アップが制限されていた。
【０００６】
このハロゲンランプは、焼付露光のようにネガフィルムを透過して直接印画紙へ焼付るための光源としては最適であるが、上記の如くＣＣＤで画像を読み取る系においては、色温度が低いため、短波長（色でいえばブルー系統）の光量が低く、読取画像のＳＮが劣化する（色でいうとレッドが多過ぎる）。このようなことからも、ハロゲンランプは高速読取り支障をきたしている。
【０００７】
これを解消するために、色温度の高い放電ランプ（キセノンランプやメタルハライドランプ等）を光源として適用することが考えられるが、放電ノイズが発生して、良好な画質で画像を読み取ることができない、という欠点がある。
【０００８】
本発明は、発光時の発熱量が少なく、色温度が高い光源を用いることにより、色毎の照明光量のバランスを安定させ、高速かつ良好な画質で画像を読み取ることができる画像読取装置を得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数のコマ画像が記録されたフィルムを搬送しながら、光源部から出力される光の前記コマ画像に対する透過光又は反射光をラインスキャナにより読み取る画像読取装置であって、前記光源が、Ｂ（ブルー）光、Ｇ（グリーン）光、Ｒ（レッド）光を発光する複数の発光素子と、前記複数の発光素子に対向され、該複数の発光素子からの発光光が入射される入射面及び前記フィルムに対向され、該入射面から入射した光が出射する出射面を備え、前記入射面及び前記出射面以外の面に所定の反射率を有する反射部材を反射面が内側に向くように貼り付け、前記３色の光を均等に混ざり合わせた白色光を前記フィルムへ照射する導光部材と、を有し、前記ラインスキャナは、複数のＣＣＤセルが搬送される前記フィルムの幅方向に沿って一列に配置されたセンシング部が、互いに平行に３ライン設けられており、各センシング部の光入射側にＲ、Ｇ、Ｂの色分解フィルタの何れかが各々取付けられて構成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、発光素子は、一般的に光量は少ないが、色温度が高く、短波長の光量が高い。このような性質の光を導光部材の入射面に入射させ、ほとんど光量損失がないように出射面から出射させる。導光部材は、入射した光が出射面以外の面で反射部材によって反射されるため、入射面から入射した入射光量と出射面で出射した出射光量との間に差がなく、有効光量を拡大させることができる。また、この出射面にはフィルムが対向しているため、出射した光のほとんどをフィルムに照射させることができる。
【００１１】
発光素子は、一般的に光量が少ない。そこで、請求項１では、この発光素子を複数個適用し、必要光量を確保する。すなわち、一度に大きな光量を出力する光源に対して、色温度の高さを重視した光源を選択し、その光量不足は数によって補う構成としたため、例えば、ラインスキャナとしてＣＣＤラインセンサ等を用いた場合でも、その読取時のＳＮを向上することができる。
また、カラー画像を読み取る場合には、Ｂ（ブルー）光、Ｇ（グリーン）光、Ｒ（レッド）光に発光する３色の発光素子が必要である。そこで、それぞれの波長で発光する発光素子を配設することにより、これらが混ざり合った場合には白色光を得ることができる。 また、この白色光をフィルムに照射し、同一領域部分をそれぞれの各色に対応したラインスキャナに結像させることにより、同時に同一画像を読み取ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記発光素子が直線状に、かつ高密度で配列されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記発光素子は、例えば、ラインスキャナのスキャニング方向に沿って直線状に、かつ高密度に配列されている。これにより、ラインスキャナの読み取りセル（画素）を発光素子数で分割し、それぞれ複数画素に分担して必要な光量を付与することができる。この場合、発光素子は、色温度が高いため、安定して高い照度で照射できるため、発光素子間で色むら等が発生することはない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２記載の発明において、前記発光素子がＬＥＤであることを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、発光素子として最適なものとしてＬＥＤが挙げられる。このＬＥＤは、発光制御も簡単であり、安価で寿命も長い。すなわち、色温度等、直接的な要件と上記寿命のような間接的な要件の両方を兼ね備えた発光素子としては、最適である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２には、本実施形態に係るディジタルラボシステム１０の概略構成が示されている。
【００２５】
図１に示すように、このディジタルラボシステム１０は、ラインＣＣＤスキャナ１４、画像処理部１６、レーザプリンタ部１８、及びプロセッサ部２０を含んで構成されており、ラインＣＣＤスキャナ１４と画像処理部１６は、図２に示す入力部２６として一体化されており、レーザプリンタ部１８及びプロセッサ部２０は、図２に示す出力部２８として一体化されている。
【００２６】
ラインＣＣＤスキャナ１４は、ネガフィルムやリバーサルフィルム等の写真フィルムに記録されているコマ画像を読み取るためのものであり、例えば１３５サイズの写真フィルム、１１０サイズの写真フィルム、及び透明な磁気層が形成された写真フィルム（２４０サイズの写真フィルム：所謂ＡＰＳフィルム）、１２０サイズ及び２２０サイズ（ブローニサイズ）の写真フィルムのコマ画像を読取対象とすることができる。ラインＣＣＤスキャナ１４は、上記の読取対象のコマ画像をラインＣＣＤ３０で読み取り、Ａ／Ｄ変換部３２においてＡ／Ｄ変換した後、画像データを画像処理部１６へ出力する。
【００２７】
なお、本実施の形態では、１３５サイズの写真フィルム２２を適用した場合のディジタルラボシステム１０として説明する。
【００２８】
画像処理部１６は、ラインＣＣＤスキャナ１４から出力された画像データ（スキャン画像データ）が入力されると共に、デジタルカメラ３４等での撮影によって得られた画像データ、原稿（例えば反射原稿等）をスキャナ３６（フラットベット型）で読み取ることで得られた画像データ、他のコンピュータで生成され、フロッピディスクドライブ３８、ＭＯドライブ又はＣＤドライブ４０に記録された画像データ、及びモデム４２を介して受信する通信画像データ等（以下、これらをファイル画像データと総称する）を外部から入力することも可能なように構成されている。
【００２９】
画像処理部１６は、入力された画像データを画像メモリ４４に記憶し、色階調処理部４６、ハイパートーン処理部４８、ハイパーシャープネス処理部５０等の各種の補正等の画像処理を行って、記録用画像データとしてレーザプリンタ部１８へ出力する。また、画像処理部１６は、画像処理を行った画像データを画像ファイルとして外部へ出力する（例えばＦＤ、ＭＯ、ＣＤ等の記憶媒体に出力したり、通信回線を介して他の情報処理機器へ送信する等）ことも可能とされている。
【００３０】
レーザプリンタ部１８はＲ、Ｇ、Ｂのレーザ光源５２を備えており、レーザドライバ５４を制御して、画像処理部１６から入力された記録用画像データ（一旦、画像メモリ５６に記憶される）に応じて変調したレーザ光を印画紙に照射して、走査露光（本実施の形態では、主としてポリゴンミラー５８、ｆθレンズ６０を用いた光学系）によって印画紙６２に画像を記録する。また、プロセッサ部２０は、レーザプリンタ部１８で走査露光によって画像が記録された印画紙６２に対し、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を施す。これにより、印画紙上に画像が形成される。
【００３１】
（ラインＣＣＤスキャナの構成）
次にラインＣＣＤスキャナ１４の構成について説明する。図３にはラインＣＣＤスキャナ１４の光学系の概略構成が示されている。この光学系は、複数のＬＥＤチップ６４から成り、写真フィルム６８に光を照射する光源６６を備えており、光源６６の光射出側には、写真フィルム６８に照射する光を拡散光とする導光部材としてのアクリルブロック７０と、光拡散板７２が順に配置されている。
【００３２】
このアクリルブロック７０は、所定の透明度（理論的には１００％が好ましい）があり、屈折率が1.2 〜1.9 の間であることが条件とされている。
【００３３】
写真フィルム６８は、アクリルブロック７０の光射出側（光拡散板７２が配設された側）に配置されたフィルムキャリア７４によって、コマ画像の画面が光軸と垂直になるように搬送される。
【００３４】
また、アクリルブロック７０は、光源６６と対向する面に対して、写真フィルム６８に対向する面が小さく形成されている。すなわち、側面視で台形とされ、短辺（写真フィルム６８の搬送方向と平行な辺）が３ｍｍ以下、長辺が２０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３５】
また、このアクリルブロック７０の入射面及び出射面以外の面は、反射率が７０％以上の部材が被覆されており、例えば、この被覆部材が金属のような固体部材であってもよいし、誘電体多層膜等の薄膜コーティング部材であってもよい。
【００３６】
写真フィルム６８を挟んで光源６６と反対側には、光軸に沿って、コマ画像を透過した光を結像させるレンズユニット７６、ラインＣＣＤ３０が順に配置されている。なお、レンズユニット７６として単一のレンズのみを示しているが、レンズユニット７６は、実際には複数枚のレンズから構成されたズームレンズである。なお、レンズユニット７６として、セルフォックレンズをもちいてもよい。この場合、セルフォックレンズの両端面をそれぞれ、可能な限り写真フィルム６８及びラインＣＣＤ３０に接近させることが好ましい。
【００３７】
ラインＣＣＤ３０は、複数のＣＣＤセル搬送される写真フィルム６８の幅方向に沿って一列に配置され、かつ電子シャッタ機構が設けられたセンシング部が、間隔を空けて互いに平行に３ライン設けられており、各センシング部の光入射側にＲ、Ｇ、Ｂの色分解フィルタの何れかが各々取付けられて構成されている（所謂３ラインカラーＣＣＤ）。ラインＣＣＤ３０は、各センシング部の受光面がレンズユニット７６の結像点位置に一致するように配置されている。
【００３８】
また、このラインＣＣＤ３０のセルピッチ（画素ピッチ）は、100 μｍであり、このピッチであれば、通常の画像に対して良好な解像度で画像を読み取ることが可能である（１０画素／１ｍｍ）。
【００３９】
なお、銀塩撮影感光材料に記録された画像を読み取るためには、ラインＣＣＤ３０の画素ピッチは、50μｍであることが好ましい（２０画素／１ｍｍ）。
【００４０】
また、各センシング部の近傍には転送部が各センシング部に対応して各々設けられており、各センシング部の各ＣＣＤセルに蓄積された電荷は、対応する転送部を介して順に転送される。また図示は省略するが、ラインＣＣＤ３０とレンズユニット７６との間にはシャッタが設けられている。
【００４１】
図４（Ａ）には、光源部６６を平面視した図、すなわち、写真フィルム６８方向から見た図が示されており、図４（Ｂ）はその側面図である。
【００４２】
各色のＬＥＤチップ６４は、アルミ基板７８にそれぞれ取り付けられており、前記ラインＣＣＤ３０の各色毎の検出として設けられた３ラインのセンシング部に沿って配列されている。
【００４３】
アルミ基板７８は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、ＬＥＤチップ６４の発光によって発生する熱のほとんどを受けることになる。なお、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、アルミ基板７８に限らず、銅基板等を用いてもよい。
【００４４】
また、各ＬＥＤチップ６４は、保護膜８０によってコーティングされており、さらにこの保護膜８０は、透明接着剤８２を介して前記アクリルブロック７０に固着されている。なお、この保護膜８０及び透明接着剤８２の屈折率は、前記アクリルブロック７０の屈折率とほぼ同一となっている。
【００４５】
これにより、ＬＥＤチップ６４で発光した各色の光は、そのほとんどが保護膜８０、接着剤８２及びアクリルブロック７０を介して光拡散板７２方向へ案内され、かつ全ての色の光が均等に混ざりあった状態で写真フィルム６８へ入射されるようになっている。
【００４６】
ＬＥＤチップ６４からの光は、色温度が高く、短波長の光量が高い。このため、写真フィルム６８に記録された画像の読取り時のＳＮがよく、高速読取りに適している。また、上記構成の如く、複数の同色のＬＥＤチップ６４を高密度にアルミ基板７８上に配設することによって、光量不足を解消している。
【００４７】
アルミ基板７８の裏面側には、ヒートパイプ８４の一部が接触した状態で配設されている。このヒートパイプ８４は、その直線管部８４Ａがアルミ基板７８の裏面側において、ＬＥＤチップ６４の取り付け位置に沿って複数敷設されており、それぞれの端部が互い違いにＵ字管８４Ｂによって連結している。また、ヒートパイプ８４の両端部は、冷却媒体を放出するコンプレッサ（図示省略）と連結されており、ヒートパイプ８４の一端部から放出した冷却媒体は、アルミ基板７８の裏面を通り、他端部へと至るようになっている。
【００４８】
この冷却媒体の循環により、ＬＥＤチップ６４の発光に起因するアルミ基板７８の熱を熱交換によって解消することができる構成となっている。
【００４９】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００５０】
オペレータがフィルムキャリア７４に写真フィルム６８を挿入し、画像処理部１６のキーボード１６Ｋによりコマ画像読取開始を指示すると、フィルムキャリア７４では、写真フィルム２２を搬送開始する。この搬送により、プレスキャンが実行される。すなわち、写真フィルム６８を比較的高速で搬送しながら、ラインＣＣＤスキャナ１４によって、画像コマのみならず、写真フィルムの６８の画像記録領域外の各種データを含めて、読み取っていく。なお、読み取った画像は、モニタ１６Ｍに表示される。
【００５１】
このとき、コマ画像のサイズを認識し、例えば、パノラマサイズのコマ画像である場合には、パノラマサイズの画像特有の素抜け部分（写真フィルムの幅方向両端側）を遮光する。
【００５２】
次に、各コマ画像のプレスキャンの結果に基づいてファインスキャン時の読取条件を各コマ画像毎に設定し、該プレスキャンの結果に基づいてファインスキャン時の読取条件が各コマ画像毎に設定されていく。
【００５３】
そして、全コマ画像に対するファインスキャン時の読取条件設定が終了すると、写真フィルム６８をプレスキャンとは逆方向に搬送し、各コマ画像のファインスキャンを実行する。
【００５４】
このとき、写真フィルム６８は、プレスキャン時とは逆方向に搬送されているため、最終コマから１コマ目まで順にファインスキャンが実行されていく。ファインスキャンは、前記プレスキャンに比べて搬送速度が遅く設定されており、その分、読取解像度が高くなる。また、プレスキャン時に、画像の状態（例えば、撮影画像アスペクト比、アンダー、ノーマル、オーバー、スーパーオーバー等の撮影状態やストロボ撮影の有無等）を認識しているため、適正な読取条件で読み取ることができる。
【００５５】
ここで、本実施の形態におけるラインＣＣＤスキャナ１４に適用した光源部６６は、従来多く適用されているハロゲンランプやキセノンランプではなく、ＬＥＤチップ６４を適用している。
【００５６】
このＬＥＤチップ６４は、各色毎にほぼ直線状にアルミ基板７８上に高密度に配列されている。また、この直線は、ラインＣＣＤ３０の３本のセンシング部の配列方向を一致している。従って、各セルへの受光量を十分に確保することができる。
【００５７】
ＬＥＤチップ６４によって発光された光は、保護膜８０、接着剤８２及びアクリルブロック７０によって光拡散板７２方向へ案内されるため、各色が、むらなく混ざりあっているため、写真フィルム６８への入射光は、各色均等となる。また、写真フィルム６８面に傷がついていても、光拡散板７２によって、拡散分布が拡大されているため、傷の読取画像への影響を最小限に抑えることができる。
【００５８】
また、光拡散板７２とフィルムキャリア７４との間を接近させているため、拡散分布を拡大したことにより光損失を抑制することができる。
【００５９】
ＬＥＤチップ６４は、色温度が高く、短波長の光量が低いため、読取画像のＳＮがよく、高速読取りが可能となる。すなわち、ハロゲンランプ等の他の光源よりも、画像読取りのための光源として最適である。
【００６０】
しかし、ＬＥＤチップ６４の欠点としては、光量不足にあった。しかし、本実施の形態では、複数のＬＥＤチップ６４を高密度でアルミ基板７８上に配列したため、光量不足を解消することができる。
【００６１】
また、複数のＬＥＤチップ６４を発光することによって、発熱量が増大する。この発熱により、ＬＥＤチップ６４の発光量が変動することがある。このため、本実施の形態では、アルミ基板７８の裏面側にヒートパイプ８４を配管し、冷却媒体を循環させている。これにより、発熱分は、冷却媒体との間で熱交換作用により、ヒートパイプ８４へ伝達されるため、ＬＥＤチップ６４の発光量が変動することはない。
【００６２】
なお、本実施の形態では、ＬＥＤチップ６４を発光色毎に分類し、それぞれの直線状に配列したが、アルミ基板７８上に発光量に基づいて、ばらばらに配置し、アクリルブロック７０への入射時に白色光となるようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態では、導光部材としてアクリルブロック７０を用いたが、所定の透明度があり、屈折率が1.2 〜1.9 の間であれば、ガラス等他の材質であってもよい。
【００６４】
なお、本実施の形態では、光源６６に設けられた複数のＬＥＤチップ６４からの光を、均等に混ぜ合わせて写真フィルム６８へ入射させ、ラインＣＣＤ３０では、色分離のためのフィルタを介在させたが、アクリルブロック７０への入射時に、各色を分離して入射させ、出射端において、各色が分離された状態で、それぞれ写真フィルム６８の別の領域を照射するようにすれば、ラインＣＣＤ３０では、色分離された画像を直接読み取ることができ、色分離のためのフィルタが不要となる。なお、この場合、各色の読取位置のオフセット量を考慮し、画像処理時にディレイ時間を設ける等の改良が必要となる。
【００６５】
また、本実施の形態では、ＬＥＤチップ６４として、発光チップが矩形の樹脂ブロックに埋設された、一般的な構造のものを適用したが、パラボラ形状の反射板を備え、該パラボラ面の集光位置にチップが配置された、反射型ＬＥＤチップを用いても良い。この場合、チップで発光した光は、反射板で反射され、ほぼ平行光となって出力されるため、色分離して画像を読み取る構成に適している。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、発光時の発熱量が少なく、色温度が高い光源を用いることにより、色毎の照明光量のバランスを安定させ、高速かつ良好な画質で画像を読み取ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るディジタルラボシステムの概略構成図である。
【図２】ディジタルラボシステムの外観図である。
【図３】ラインＣＣＤスキャナの光学系の概略構成を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は光源の平面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の右側面図である。
【符号の説明】
１０ ディジタルラボシステム
１４ ラインＣＣＤスキャナ
２２ 写真フィルム
３０ ラインＣＣＤ（ラインセンサ）
６４ ＬＥＤちっぷ（発光素子）
６６ 光源部
６８ 写真フィルム
７０ アクリルブロック（導光部材）
７１ 反射部材

Claims (3)

1. 複数のコマ画像が記録されたフィルムを搬送しながら、光源部から出力される光の前記コマ画像に対する透過光又は反射光をラインスキャナにより読み取る画像読取装置であって、
   前記光源が、
   Ｂ（ブルー）光、Ｇ（グリーン）光、Ｒ（レッド）光を発光する複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子に対向され、該複数の発光素子からの発光光が入射される入射面及び前記フィルムに対向され、該入射面から入射した光が出射する出射面を備え、前記入射面及び前記出射面以外の面に所定の反射率を有する反射部材を反射面が内側に向くように貼り付け、前記３色の光を均等に混ざり合わせた白色光を前記フィルムへ照射する導光部材と、を有し、
   前記ラインスキャナは、
   複数のＣＣＤセルが搬送される前記フィルムの幅方向に沿って一列に配置されたセンシング部が、互いに平行に３ライン設けられており、各センシング部の光入射側にＲ、Ｇ、Ｂの色分解フィルタの何れかが各々取付けられて構成されている
   ことを特徴とした画像読取装置。
2. 前記発光素子が直線状に、かつ高密度で配列されていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
3. 前記発光素子がＬＥＤであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像読取装置。

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