(57)【要約】【目的】移動機構の構造を簡素化することができる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構を提供する。【構成】光源から発せられて撮影済みのフィルムを透過した光を、光学系を通して、該光学系の光軸に対して直交する平面状の撮像素子に導き、かつ、上記撮像素子を、該撮像素子に設けられた多数の受光部の並び方向に沿う互いに直交する二方向に往復移動させることにより、フィルムスキャン時において上記撮像素子の見掛け上の解像度を向上させる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおいて、上記撮像素子は、該撮像素子のホルダと、この撮像素子ホルダをガイドする固定ガイド部材との間に設けた、光軸と直交する平面を規定する３個のガイド面によって該光軸直交平面内で移動可能とされ、上記撮像素子に、駆動方向が該光軸直交平面内において直交する二方向である、直交二方向駆動系を作用させたことを特徴とする画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構。【選択図】　　　図１
2004133022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられて撮影済みのフィルムを透過した光を、光学系を通して、該光学系の光軸に対して直交する平面状の撮像素子に導き、かつ、上記撮像素子を、該撮像素子に設けられた多数の受光部の並び方向に沿う互いに直交する二方向に往復移動させることにより、フィルムスキャン時において上記撮像素子の見掛け上の解像度を向上させる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおいて、
上記撮像素子は、該撮像素子のホルダと、この撮像素子ホルダをガイドする固定ガイド部材との間に設けた、光軸と直交する平面を規定する３個のガイド面によって該光軸直交平面内で移動可能とされ、
上記撮像素子に、駆動方向が該光軸直交平面内において直交する二方向である、直交二方向駆動系を作用させたことを特徴とする画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構。
【請求項２】
請求項１記載の画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構において、上記直交二方向駆動系は、直交する二方向においてそれぞれ、撮像素子ホルダを光軸方向に移動付勢する一対の付勢手段と、この付勢手段に抗して撮像素子ホルダを押圧する一対の圧電素子とから構成されている画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構。
【請求項３】
光源から発せられて撮影済みのフィルムを透過した光を、光学系を通して、該光学系の光軸に対して直交する平面状の撮像素子に導き、かつ、上記光学系の可動レンズを、該撮像素子に設けられた多数の受光部の並び方向に沿う互いに直交する二方向に往復移動させることにより、フィルムスキャン時において上記撮像素子の見掛け上の解像度を向上させる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおいて、
上記可動レンズは、該可動レンズのホルダと、この可動レンズホルダをガイドする固定ガイド部材との間に設けた、光軸と直交する平面を規定する３個のガイド面によって該光軸直交平面内で移動可能とされ、
上記可動レンズに、駆動方向が該光軸直交平面内において直交する二方向である、直交二方向駆動系を作用させたことを特徴とする画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構。
【請求項４】
請求項３記載の画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構において、上記直交二方向駆動系は、直交する二方向においてそれぞれ、可動レンズホルダを光軸方向に移動付勢する一対の付勢手段と、この付勢手段に抗して可動レンズホルダを押圧する一対の圧電素子とから構成されている画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、光源と平面状の撮像素子の間に、上記光源から発せられた光を撮像素子に導く光学系を配設し、かつ、この光学系のレンズまたは撮像素子を光軸に対して直交する方向に移動させることにより、撮像素子の見掛け上の解像度を向上させる、いわゆる画素ずらし法を行うフィルムスキャナに関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
いわゆる画像ずらし法を行うフィルムスキャナの一例としては、撮像素子を光学系の光軸に対して直交方向に往復移動させる移動機構を設けた方式のものがある。
【０００３】
しかし、従来の移動機構は、ガイドレール等のガイド手段で撮像素子の移動方向を定めており、複雑かつ大型であるという欠点があった。
【０００４】
また、このような方式のフィルムスキャナでは、撮像素子と撮像回路がコードにより接続されているため、撮像素子を往復移動させると、コードに繰り返し負荷が掛かってしまうという問題があった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、移動機構の構造を簡素化することができる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナを提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、画素ずらし法における撮像素子の移動量はμオーダーの極めて微小な量であり、ガイドレール等の移動方向規制手段は不要であり、かつμオーダーの移動量であれば、単なる平面による案内機構で十分にガイド可能できるという着眼に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明の画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構は、光源から発せられて撮影済みのフィルムを透過した光を、光学系を通して、該光学系の光軸に対して直交する平面状の撮像素子に導き、かつ、上記撮像素子を、該撮像素子に設けられた多数の受光部の並び方向に沿う互いに直交する二方向に往復移動させることにより、フィルムスキャン時において上記撮像素子の見掛け上の解像度を向上させる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおいて、上記撮像素子は、該撮像素子のホルダと、この撮像素子ホルダをガイドする固定ガイド部材との間に設けた、光軸と直交する平面を規定する３個のガイド面によって該光軸直交平面内で移動可能とされ、上記撮像素子に、駆動方向が該光軸直交平面内において直交する二方向である、直交二方向駆動系を作用させたことを特徴としている。
【０００８】
さらに、上記直交二方向駆動系は、直交する二方向においてそれぞれ、撮像素子ホルダを光軸方向に移動付勢する一対の付勢手段と、この付勢手段に抗して撮像素子ホルダを押圧する一対の圧電素子とから構成されているのが好ましい。
【０００９】
別の態様によれば、本発明の画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおける可動部材の移動機構は、光源から発せられて撮影済みのフィルムを透過した光を、光学系を通して、該光学系の光軸に対して直交する平面状の撮像素子に導き、かつ、上記光学系の可動レンズを、該撮像素子に設けられた多数の受光部の並び方向に沿う互いに直交する二方向に往復移動させることにより、フィルムスキャン時において上記撮像素子の見掛け上の解像度を向上させる、画素ずらし法を行うフィルムスキャナにおいて、上記可動レンズは、該可動レンズのホルダと、この可動レンズホルダをガイドする固定ガイド部材との間に設けた、光軸と直交する平面を規定する３個のガイド面によって該光軸直交平面内で移動可能とされ、上記可動レンズに、駆動方向が該光軸直交平面内において直交する二方向である、直交二方向駆動系を作用させたことを特徴としている。
【００１０】
この態様でも、上記直交二方向駆動系は、直交する二方向においてそれぞれ、可動レンズホルダを光軸方向に移動付勢する一対の付勢手段と、この付勢手段に抗して可動レンズホルダを押圧する一対の圧電素子とから構成されているのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。
図１に示すように、フィルムスキャナ１は、図１の左右方向に長い直方体状のケース３の内部に、光源である白色ＬＥＤ５、照明光学系７、上下一対のミラーＭ１、Ｍ２、撮像光学系９、ＲＧＢ３ラインリニアＣＣＤ（以下、リニアＣＣＤという）（撮像素子）１１を有している。
【００１２】
ケース３の正面には、フィルム挿入口とメモリカードスロット（いずれも図示略）が穿設されており、その近傍には、フィルム挿入口とメモリカードスロットに挿入したフィルムＦとメモリカード（図示略）を排出するための排出ボタン（図示略）が設けられている。さらに、ケース３内には、ケース３内にフィルムＦが挿入されたことを検知するフィルムセンサと、ケース３内に挿入されたフィルムＦを、リニアＣＣＤ１１のラインピッチに対応する距離づつ、図１中の右方に移動させる送り装置（いずれも図示略）が設けられており、このフィルムセンサと送り装置はＣＰＵに接続されている。
【００１３】
白色ＬＥＤ５は、ケース３内の上側隅部に配設されており、その正面から光を照射する。白色ＬＥＤ５からの光を受ける照明光学系７は、複数のレンズからなっている。ミラーＭ１は、照明光学系７から見て白色ＬＥＤ５と反対側に配設されており、ミラーＭ２は、このミラーＭ１の直下に配設されている。
【００１４】
撮像光学系９は、ミラーＭ２とＣＣＤ１１の間に位置している。
撮像光学系９中の最もＣＣＤ１１側に位置するレンズ９ａ（可動レンズ）は、正面視円環状をなすレンズホルダ（可動レンズホルダ）１３により、その外周部が支持されており、レンズ９ａとレンズホルダ１３は、中空箱状の支持枠体１５の内部に配設されている。
この支持枠体１５の下面は、ケース３内の底面上に固定されており、また、そのミラーＭ２側の面（固定ガイド部材）１５ａとＣＣＤ１１側の面の中央部とには、光を通すための円形の開口１５ｂ、１５ｃが設けられている。
レンズホルダ１３の外周面には、等角度間隔で４つの受部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが、径方向に突設されている。受部１３ａ、１３ｂと支持枠体１５内面の対向面との間には、それぞれ光軸Ｏ２に直交するとともに水平方向（Ｘ方向）と上下方向（Ｙ方向）を向く圧電素子（直交二方向駆動系）Ａ、Ｂが設けられている。この圧電素子Ａ、Ｂは、交流電圧がかけられることにより、それぞれＸ方向とＹ方向に微少量だけ伸び縮みし、電圧がゼロになると元の形状に復帰する。また、交流電源はＣＰＵに接続されている。
さらに、受部１３ｃ、１３ｄと支持枠体１５内面の対向面の間には、それぞれＸ方向とＹ方向を向く圧縮バネＳ１、Ｓ２（直交二方向駆動系）（付勢手段）が縮設されている。
【００１５】
さらに、レンズホルダ１３のＣＣＤ１１側の面と支持枠体１５内面の対向面との間には、光軸Ｏ２と平行な方向を向く３個の圧縮バネＳ３、Ｓ４、Ｓ５が、光軸Ｏ２回りに等角度間隔で縮設されており、レンズホルダ１３のミラーＭ２側の面の３箇所（ガイド面）は、常時、支持枠体１５内面の対向面（ガイド面）１５ａに摺動自在に密接している。
【００１６】
ＣＣＤ１１の受光面１１ａには、多数の受光部（図示略）が、Ｘ方向とＹ方向に等間隔で並べて設けられている。また、ＣＣＤ１１の背面には、ＣＣＤ１１と撮像回路（図示略）とを接続するためのコード１１ｂが設けられている。
【００１７】
次に、以上のような構成からなるフィルムスキャナ１を用いた、フィルムＦのスキャニング要領について説明する。
【００１８】
まず、図示を省略した電源スイッチをＯＮにして、白色ＬＥＤ５を発光させるとともに、メモリカードスロットにメモリカードを挿入する。
次いで、図１に示すように撮影済みのフィルムＦをフィルム挿入口からケース３内部に挿入すると、フィルムセンサが、フィルムが挿入されたことを検知する。すると、ＣＰＵから送り装置に作動信号が送られ、フィルムＦが、上下のミラーＭ１、Ｍ２の間を、リニアＣＣＤ１１のラインピッチに対応する距離づつ移動する。
【００１９】
このとき、図１に示すように、照明光学系７を透過した光はミラーＭ１に照射され、ミラーＭ１によって下向きに反射された光は、フィルムＦの感光面の両側部から若干はみ出た状態で、フィルムＦ中の一つのコマを、上記ラインピッチに対応する幅で透過する。
【００２０】
フィルムＦを透過した光は、ミラーＭ２で反射され、撮像光学系９によりリニアＣＣＤ１１に導かれ、その結果、フィルムＦの感光面に記録されている上記ラインピッチに対応する幅の画像がリニアＣＣＤ１１の受光面１１ａ全体に結像する。
このように、各コマはラインピッチに対応する幅ごとにスキャンされ、送り装置がラインピッチに対応する距離ごとに順次移動することにより、一コマ全体のスキャンが行われ、さらに次のコマのスキャンが行われる。
そしてこのとき、ＣＰＵから信号を受けた交流電源が、圧電素子ＡとＢに所定の位相差を持って交互に交流電圧をかける。すると、圧電素子Ａ、Ｂが交互に伸縮するとともに、圧縮バネＳ１、Ｓ２が交互に伸縮し、レンズホルダ１３と支持枠体１５の内面との密接関係によってＸ、Ｙ方向を含む平面方向にのみ移動可能となっているレンズ９ａが、一定の周期でＸ方向とＹ方向に往復移動する。その結果、いわゆる画素ずらし法を行った場合と同様に、実質的にリニアＣＣＤ１１の画素数が増加したのと同じ状態となり、リニアＣＣＤ１１の解像度が向上する。
【００２１】
受光面１１ａ上に結像した被写体像は、リニアＣＣＤ１１によって電気的な画像データに変換され、この画像データは、図示を省略したゲインコントロール回路、Ａ／Ｄコンバータ、ＤＳＰ、メモリコントローラ、ＣＰＵ等を介して、内蔵メモリに記録される。また、ＣＰＵは、カードコントローラに接続していて、上記のメモリカードスロットに挿入されたメモリカードに対しても、データの記録を行う。
【００２２】
また、フィルムスキャナ１内で処理されたデジタル画像データは、Ｄ／ＡコンバータでＤ／Ａ変換してから、アナログ画像信号としてビデオ出力端子を介して外部の電子機器に送られる。
【００２３】
このような本実施形態によれば、レンズ９ａをＸ、Ｙ方向に移動させることにより、リニアＣＣＤ１１の解像度を向上させることができるとともに、支持枠体１５内部の移動機構の構造が簡素なので、移動機構のコストを低く抑えることができる。
さらに、レンズホルダ１３と支持枠体１５の内面１５ａとの３点による密接関係を常時保ちつつ、圧電素子Ａ、Ｂと圧縮バネＳ１、Ｓ２をＸ方向とＹ方向に伸縮させるので、レンズ９ａをＸ方向とＹ方向に精度よく移動させることができる。
【００２４】
さらに、後述するように、本発明はレンズ９ａの代わりにリニアＣＣＤ１１を繰り返し移動させる実施形態にも適用でき、その場合には、リニアＣＣＤ１１のコード１１ｂに繰り返し負荷が掛かるという問題が起こるが、本実施形態ではそのような問題は起こらない。
また、圧電素子Ａ、Ｂによりレンズ９ａを移動させる場合は、リニアＣＣＤ１１を移動させる場合に比べて、その移動量が小さくなるという利点もある。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。
なお、第１の実施形態と同様の部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
本実施形態では、撮像光学系９中には移動機構を設けず、その代わりに、リニアＣＣＤ１１をＸ、Ｙ方向に移動させるための移動機構を設けている。具体的には、以下のような構成となっている。
【００２７】
ケース３内面の底部には、リニアＣＣＤ１１の直下に位置する基台２１が設けられており、この基台２１の上面には第１の実施形態とほぼ同様の支持枠体１５が固定されている。リニアＣＣＤ１１は支持枠体１５の内部に配設されており、リニアＣＣＤ１１の基板１１ｃの外周部が、正面視方形環状をなすホルダ（撮像素子ホルダ）２３によって保持されている。このホルダ２３は、ホルダ２３と支持枠体１５内面との間に縮設された３個の圧縮バネＳ３、Ｓ４、Ｓ５によって、その３箇所が支持枠体１５の内面（固定ガイド部材）１５ａに常時、摺動自在に密接している。
【００２８】
本実施形態でも、ＣＰＵから信号を受けた交流電源が、圧電素子ＡとＢに所定の位相差を持って交互に交流電圧をかけるので、圧電素子Ａ、Ｂが交互に伸縮し、かつ、圧縮バネＳ１、Ｓ２が交互に伸縮する。ホルダ２３と支持枠体１５の内面との密接関係によってＸ、Ｙ方向を含む平面方向にのみ移動可能となっているリニアＣＣＤ１１が、一定の周期でＸ方向とＹ方向に往復移動するので、いわゆる画素ずらし法を行った場合と同様に、実質的にリニアＣＣＤ１１の画素数が増加したのと同じ状態となり、リニアＣＣＤ１１の解像度を向上させることができる。
【００２９】
さらに、第１の実施形態と同様に、支持枠体１５内部の移動機構の構造が簡素なので、移動機構のコストを低く抑えることができる。
【００３０】
上述した両実施形態ではいずれも、レンズ９ａとＣＣＤ１１のホルダ１３、２３の３点を、圧縮バネＳ３、Ｓ４、Ｓ５により、支持枠体１５のミラーＭ２側の対向面１５ａに摺動自在に密接させているが、圧縮バネＳ３、Ｓ４、Ｓ５を、ホルダ１３、２３と支持枠体１５のミラーＭ２側の対向面の間に縮設することにより、ホルダ１３、２３を、支持枠体１５のミラーＭ２と反対側の対向面に摺動自在に密接させるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、移動機構の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のフィルムスキャナの縦断側面図である。
【図２】同じく、支持枠体の縦断正面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の要部の縦断側面図である。
【符号の説明】
１　　　フィルムスキャナ
３　　　ケース
５　　　白色ＬＥＤ
７　　　照明光学系
９　　　撮像光学系（光学系）
９ａ　　レンズ（可動レンズ）
１１　　リニアＣＣＤ（撮像素子）
１１ａ　受光面
１１ｂ　コード
１１ｃ　基板
１３　　レンズホルダ（可動レンズホルダ）
１３ａ　１３ｂ　１３ｃ　１３ｄ　受部
１５　　支持枠体
１５ａ　支持枠体の内面（固定ガイド部材）
１５ｂ　１５ｃ　開口
２１　　基台
２３　　ホルダ（撮像素子ホルダ）
Ａ　Ｂ　圧電素子（直交二方向駆動系）
Ｍ１　Ｍ２　ミラー
Ｏ１　Ｏ２　光軸
Ｓ１　Ｓ２　圧縮バネ（直交二方向駆動系）（付勢手段）
Ｓ３　Ｓ４　Ｓ５　圧縮バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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