(57)【要約】【課題】本発明では、スキャナ装置のセンサ部を確実に適正位置に位置決めするための技術を提供する。【解決手段】本発明は、原稿の光像を生成する光学系と、光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置の製造方法であって、下記の工程を有する。すなわち、（１）明暗パターンを含むテストチャートを原稿の代わりに配置し、センサ部を光学系の光路方向に移動させる工程。（２）センサ部の移動に応じて、『センサ部の位置』および『センサ部から出力される画像信号の振幅』とをサンプリングする工程。（３）サンプリングした位置および振幅との対応関係を曲線関数に近似する工程。（４）曲線関数の軌跡から振幅が最大となる最良像面位置を求める工程。（５）算出した最良像面位置にセンサ部を位置合わせし、センサ部を固定する工程。【選択図】        図２
2004260264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の光像を生成する光学系と、前記光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置の製造方法であって、
明暗パターンを含むテストチャートを前記原稿の代わりに配置し、前記センサ部を前記光学系の光路方向に移動させる工程と、
前記センサ部の移動に応じて、『前記センサ部の位置』および『前記センサ部から出力される前記画像信号の振幅』とをサンプリングする工程と、
サンプリングした前記位置および前記振幅との対応関係を曲線関数に近似する工程と、
前記曲線関数の軌跡上から前記振幅が最大となる最良像面位置を求める工程と、
算出した前記最良像面位置に前記センサ部を位置合わせし、前記センサ部を固定する工程と
を有することを特徴とするスキャナ装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスキャナ装置の製造方法において、
前記曲線関数は、二次関数である
ことを特徴とするスキャナ装置の製造方法。
【請求項３】
原稿の光像を生成する光学系と、前記光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置のセンサ取り付け位置を位置決めする調整装置であって、
前記センサ部を前記光学系の光路方向に移動させる駆動機構と、
前記センサ部の移動に応じて『前記センサ部の位置』および『前記センサ部から出力される前記画像信号の振幅』とをサンプリングするサンプリング部と、
サンプリングした前記位置および前記振幅との対応関係を曲線関数に近似し、前記曲線関数の軌跡上から前記振幅が最大となる最良像面位置を求める演算処理部と、
前記駆動機構を制御して、算出した前記最良像面位置に前記センサ部を位置合わせする制御部と
を備えたことを特徴とするセンサ取り付け位置の調整装置。
【請求項４】
原稿の光像を生成する光学系と、前記光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置のセンサ取り付け位置を位置決めするためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記センサ部の駆動機構を制御して、前記センサ部を前記光学系の光路方向に移動させるステップと、
前記センサ部の移動に応じて『前記センサ部の位置』および『前記センサ部から出力される前記画像信号の振幅』とをサンプリングするステップと、
サンプリングした前記位置および前記振幅との対応関係を曲線関数に近似し、前記曲線関数の軌跡上から前記振幅が最大となる最良像面位置を計算より求めるステップと、
前記センサ部の駆動機構を制御して、算出した前記最良像面位置に前記センサ部を位置合わせするステップと
を動作させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ装置の製造方法、スキャナ装置のセンサ取り付け位置を調整する装置、およびプログラムに関する。特に、本発明は、スキャナ装置のセンサ部を適正位置に位置決めするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原稿画像を読み取る装置として、フィルムスキャナ装置、フラットベットスキャナ装置、およびハンディースキャナーその他のスキャナ装置が知られている。この種のスキャナ装置には、原稿の光像を生成する光学系と、その光像を光電変換して画像信号を出力するセンサ部とが組み込まれている。
このセンサ部の取り付け位置が、原稿画像のピント位置から僅かでもずれると、読取画像の画質が低下する。そのため、従来は、次のような手順で、センサ部を厳密に位置決めしていた。
【０００３】
（１）ストライプ模様のテストチャートを原稿の代わりに配置する。
（２）調整者は、センサ部の画像信号をオシロスコープに接続する。
（３）調整者は、センサ部の駆動機構を動かして、センサ部を光学系の光路方向に僅かずつ移動させる。
（４）調整者は、オシロスコープの管面上で画像信号の振幅を観測し、振幅が最大となるセンサ部の位置を探索する。
（５）調整者は、振幅が最大となる位置でセンサ部を停止させ、その位置にセンサ部をネジ止めする。
【０００４】
その他、スキャナ装置のセンサ取り付けに関する技術としては、下記の特許文献１が知られている。この特許文献１には、センサ部の画素列を顕微鏡で拡大観察することにより、センサ部の傾きを調整する方法が記載されている。
【特許文献１】
特開平９−２０５５１９号公報（段落００２５など）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなセンサ部の位置決め調整では、画像信号の振幅の微妙な増減を視覚で確認することが困難であり、調整者が位置決め作業に習熟する必要があった。
【０００６】
特に、光学系の焦点深度が深い場合、最大振幅の近傍で画像信号の振幅変化がほぼ平坦になる。この場合、図４（Ａ）に示すように、最大振幅の位置を正確に特定することが難しく、個々の調整者によって調整バラツキが生じてしまう。
また、図４（Ｂ）に示すように、画像信号にノイズが混入する場合もある。この場合、瞬間的なノイズによって最大振幅の位置を誤ってしまう。
そこで、本発明では、スキャナ装置のセンサ部を確実に適正位置に位置決めするための技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。
【０００８】
《請求項１》
請求項１に記載の発明は、原稿の光像を生成する光学系と、光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置の製造方法であって、下記の工程を有する。
（１）明暗パターンを含むテストチャートを原稿の代わりに配置し、センサ部を光学系の光路方向に移動させる工程。
（２）センサ部の移動に応じて、『センサ部の位置』および『センサ部から出力される画像信号の振幅』とをサンプリングする工程。
（３）サンプリングした位置および振幅との対応関係を曲線関数に近似する工程。
（４）曲線関数の軌跡上から振幅が最大となる最良像面位置を求める工程。
（５）算出した最良像面位置にセンサ部を位置合わせし、センサ部を固定する工程。
【０００９】
《請求項２》
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスキャナ装置の製造方法において、近似に使用する曲線関数を、二次関数とする。
【００１０】
《請求項３》
請求項３に記載の発明は、原稿の光像を生成する光学系と、光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置のセンサ取り付け位置を位置決めする調整装置であって、次の構成要素を備える。
【００１１】
（１）センサ部を光学系の光路方向に移動させる駆動機構。
（２）センサ部の移動に応じて『センサ部の位置』および『センサ部から出力される画像信号の振幅』とをサンプリングするサンプリング部。
（３）サンプリングした位置および振幅との対応関係を曲線関数に近似し、曲線関数の軌跡上から振幅が最大となる最良像面位置を求める演算処理部。
（４）駆動機構を制御して、算出した最良像面位置にセンサ部を位置合わせする制御部。
【００１２】
《請求項４》
請求項４に記載の発明は、原稿の光像を生成する光学系と、光像を走査して画像信号を生成するセンサ部とを備えたスキャナ装置のセンサ取り付け位置を位置決めするためのプログラムであって、コンピュータに下記ステップを実行させるためのものである。
【００１３】
（１）センサ部の駆動機構を制御して、センサ部を光学系の光路方向に移動させるステップ。
（２）センサ部の移動に応じて『センサ部の位置』および『センサ部から出力される画像信号の振幅』とをサンプリングするステップ。
（３）サンプリングした位置および振幅との対応関係を曲線関数に近似し、曲線関数の軌跡上から振幅が最大となる最良像面位置を求めるステップ。
（４）センサ部の駆動機構を制御して、算出した最良像面位置にセンサ部を位置合わせするステップ。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明にかかる実施形態を説明する。
図１は、スキャナ装置１１の光学ユニット１２にセンサ部１４を取り付ける際の作業状態を示す図である。
スキャナ装置１１の光学ユニット１２には、光学系１３、ガイド部１４ａ，および固定ネジ１４ｂが予め組み込まれている。このガイド部１４ａに、センサ部１４が仮止めされる。
【００１５】
調整装置２０の駆動機構１５は、このガイド部１４ａの微動用ネジ１４ｆを回転させる。この微動用ネジ１４ｆの回転により、センサ部１４は光学系１３の光路方向にスライド移動する。
このセンサ部１４の受光面上には、受光素子がライン状に配列される。さらに、センサ部１４には、この受光素子列の周辺回路として、信号処理部１４ｃ、Ａ／Ｄ変換部１４ｄ、およびタイミングジェネレータ１４ｅなどが搭載される。
【００１６】
調整装置２０のコンピュータ１９は、Ａ／Ｄ変換部１４ｄから出力されるデジタル画像信号を取り込む。このコンピュータ１９では、センサ位置決め用のプログラムが実行される。その結果、コンピュータ１９は、サンプリング部１６，演算処理部１７，および制御部１８として機能する。
この制御部１８の各出力は、タイミングジェネレータ１４ｅおよび駆動機構１５に供給される。
【００１７】
［本実施形態の動作説明］
図２は、スキャナ装置１１の製造手順（主としてセンサ部１４の位置決め手順）を示す流れ図である。
以下、図２に示すステップ番号に沿って、センサ部１４の位置決め調整について説明する。
【００１８】
ステップＳ１：  調整者は、光学ユニット１２を調整装置２０にセットし、光学ユニット１２の原稿位置に、明暗パターンを含むテストチャート２１を配置する。例えば、このテストチャート２１は、ストライプ模様が描かれた透過原稿（フィルム）と、透過原稿の背面照明とから構成される。
【００１９】
ステップＳ２：  調整者は、センサ部１４の信号（Ａ／Ｄ変換部１４ｄの出力，タイミングジェネレータ１４ｅの入力など）をハーネスなどを用いて、調整装置２０のコンピュータ１９に接続する。
【００２０】
ステップＳ３：  制御部１８は、駆動機構１５を制御してガイド部１４ａの微動用ネジ１４ｆを回転し、センサ部１４のスライド移動を開始する。
【００２１】
ステップＳ４：  制御部１８は、タイミングジェネレータ１４ｅを制御して、センサ部１４の受光素子列から画像信号を読み出す。読み出された画像信号は、信号処理部１４ｃ、およびＡ／Ｄ変換部１４ｄを介してデジタル画像信号に変換された後、サンプリング部１６に取り込まれる。
サンプリング部１６は、このデジタル画像信号について（最大レベル−最小レベル）を演算して振幅Ｙを求める。
【００２２】
ステップＳ５：  サンプリング部１６は、センサ部１４の現在の位置Ｘ（例えば、微動用ネジ１４ｆの回転量など）を駆動機構１５から取得する。
【００２３】
ステップＳ６：  サンプリング部１６は、このようにサンプリングされた実測データ（位置Ｘ，振幅Ｙ）を順次に記憶する。
【００２４】
ステップＳ７：  制御部１８は、センサ部１４のスライド移動が完了したか否かを判定する。
スライド移動が完了していない場合、制御部１８はステップＳ４に動作を戻し、実測データのサンプリングを繰り返す。
一方、スライド移動が完了した場合、制御部１８はステップＳ８に動作を移行する。
【００２５】
ステップＳ８：  演算処理部１７は、サンプリング部１６に記憶された複数の実測データ（位置Ｘ，振幅Ｙ）の中から、曲線近似に使用する実測データを選択する。
すなわち、演算処理部１７は、『振幅Ｙ』または『振幅Ｙの局所平均値』が最大となる実測データＭ（図３参照）を探索する。演算処理部は、この実測データＭの位置Ｘの前後から所定数の実測データ（図３に示す黒点）を、曲線近似に使用する実測データ（位置Ｘｉ，振幅Ｙｉ）として選択する。
なお、光学ユニット１２の製造ロットによって、上述した選択範囲がさほど変化しない場合は、この選択範囲を予め固定で決めておいてもよい。
【００２６】
ステップＳ９：  演算処理部１７は、実測データ（位置Ｘｉ，振幅Ｙｉ）を曲線関数（ここでは二次関数）の軌跡で近似する。
以下、この曲線近似の計算方法について説明する。
まず、下記の式（１）を計算する。
【数１】
2004260264.tif 000003
算出された数値に基づいて下記の式（２）を計算し、係数ａ，ｂを求める。
【数２】
2004260264.tif 000004
以上の計算により、位置Ｘと振幅Ｙとの対応関係は、下式の二次関数に近似される。
Ｙ＝ａＸ２＋ｂＸ＋ｃ（ただしｃは定数）      ・・・（３）
【００２７】
ステップＳ１０：  次に、演算処理部１７は、近似により求めた曲線関数において、振幅Ｙが最大となる位置Ｘを求め、この位置Ｘを最良像面位置とする。
ここでは、二次関数に近似しているため、最良像面位置は、
最良像面位置＝−ｂ／２ａ    ・・・（４）
となる。
【００２８】
ステップＳ１１：  制御部１８は、駆動機構１５を制御して、最良像面位置までセンサ部１４を戻して停止する。
なお、駆動機構１５や微動用ネジ１４ｆのバックラッシュが無視できない場合は、センサ部１４を初期位置まで再び戻した上で最良像面位置まで移動して停止させることが好ましい。
【００２９】
ステップＳ１２：  調整者は、固定ネジ１４ｂを回して、センサ部１４を固定する。
【００３０】
ステップＳ１３：  調整者は、センサ部１４の位置決め調整を終えた光学ユニット１２をスキャナ装置１１に組み込んで、スキャナ装置１１を完成する
【００３１】
［本実施形態の効果など］
以上説明したように、本実施形態では、『センサ部１４の位置Ｘ』と『画像信号の振幅Ｙ』との対応関係を曲線近似する。そのため、実測データに含まれる非連続性のノイズを、連続的な曲線に近似する過程で適切に排除することができる。その結果、画像信号に混入する非連続性のノイズの影響は軽減され、一段と正確な最良像面位置を求めることができる。
【００３２】
また、この曲線近似では、実測データと実測データとの間が曲線で補間される。そのため、この補間区間の曲線軌跡上で最大振幅を探索することにより、実測データのサンプリング間隔よりも細かい精度で、最良像面位置を求めることが可能になる。
【００３３】
さらに、この曲線近似では、図４（Ａ）に示すような焦点深度の深いケースであっても、肩部分の実測データに基づいて適切な曲線近似が可能になる。その結果、最大振幅の近傍において振幅変化が平坦であっても、肩部分を含む実測データの全体形状から最大振幅の位置（つまり最良像面位置）を適切に推測することが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、センサ部１４のスライド動作を１回行うだけで、最良像面位置を迅速に決定している。したがって、センサ部１４の位置決め調整を高速に実施することが可能になる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、センサ部１４の位置決めが、調整装置２０によって殆ど自動的に実行される。そのため、調整者にとって極めて容易な作業となり、従来必要であった調整者の習熟期間が不要になる。
また、調整装置２０に光学ユニット１２をセッティングする作業や、センサ部１４の固定作業まで自動化することによって、センサ部１４の位置決め作業を完全自動化することも可能にある。
【００３６】
［実施形態の補足事項］
なお、上述した実施形態では、二次関数で曲線近似を行っている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。最大振幅付近のカーブ形状に合致する曲線であれば何でもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態では、画像信号の振幅に着目して最良像面位置を決定している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。画像信号の振幅に対応する数値であれば何でもよい。例えば、画像信号の最大レベルや最小レベルなどを振幅として取り扱って、最良像面位置を決定してもよい。
【００３８】
さらに、上述した実施形態では、スキャナ装置１１の光学ユニット１２にセンサ部１４を取り付ける場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。スキャナ装置にセンサ部を直に取り付ける工程に本発明を適用することも勿論可能である。
【００３９】
また、上述した実施形態では、フィルムスキャナーを想定して説明した。特に、フィルムスキャナーは読み取り解像度が高いため、センサ部の位置決め精度の要求が非常に高い。そのため、本発明をフィルムスキャナーに適用することにより、高精度かつ高画質なフィルムスキャナーを安定に製造することが可能になる。
【００４０】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。その他のスキャナ装置全般に本発明を適用することが可能である。
【００４１】
なお、本実施形態では、コンピュータ１９のプログラムにより、サンプリング部１６、演算処理部１７、および制御部１８をソフトウェア的に実現している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。これらの構成の一部または全部をハードウェア構成にしてもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態では、製造工程におけるセンサ部１４の位置決め調整について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、遠隔地のスキャナ装置１１に、インターネット接続などの通信回線を介して調整装置２０（またはコンピュータ１９）を接続することにより、センサ部１４の位置決め調整や位置ズレ判定をメンテナンスサービスとして提供することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、『センサ部の位置』と『画像信号の振幅』との対応関係を曲線関数に近似し、その曲線関数の軌跡上から最良像面位置を決定する。そのため、画像信号に含まれる非連続性のノイズの影響を殆ど受けることなく、センサ部を適正な最良像面位置に確実に位置決めすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スキャナ装置１１の光学ユニット１２にセンサ部１４を取り付ける際の装置構成を示す図である。
【図２】スキャナ装置１１の製造手順（主としてセンサ部１４の位置決め手順）を示す流れ図である。
【図３】曲線近似を説明するための図である。
【図４】センサ部の位置決めにおける従来の問題を説明するための図である。
【符号の説明】
１１  スキャナ装置
１２  光学ユニット
１３  光学系
１４  センサ部
１４ａ  ガイド部
１４ｂ  固定ネジ
１４ｃ  信号処理部
１４ｄ  Ａ／Ｄ変換部
１４ｅ  タイミングジェネレータ
１４ｆ  微動用ネジ
１５  駆動機構
１６  サンプリング部
１７  演算処理部
１８  制御部
１９  コンピュータ
２０  調整装置
２１  テストチャート
【図１】
2004260264.tif 000005
【図２】
2004260264.tif 000006
【図３】
2004260264.tif 000007
【図４】
2004260264.tif 000008