(57)【要約】【課題】本発明では、スキャナ装置の光学系とセンサ部を的確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、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）光学系を所定の初期位置に位置決めし、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た状態で、センサ部を光学系の光路方向に移動させて最良像面位置Ａ１を求める工程。（２）原稿像の像倍率を求める工程。（３）求めた像倍率を、予め用意された『像倍率と光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な光学系の移動量を求める工程。（４）光学系を初期位置から移動量だけ移動させる工程。（５）光学系を移動量だけ移動させ、センサ部の最良像面位置Ａ２を新たに求め、その最良像面位置Ａ２にセンサ部を固定する工程【選択図】        図４
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【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、
前記光学系を所定の初期位置に位置決めし、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た状態で、前記センサ部を前記光学系の光路方向に移動させて最良像面位置Ａ１を求める工程と、
前記光学系を初期位置に配置し、前記センサ部を前記最良像面位置Ａ１に配置した状態における像倍率を求める工程と、
求めた前記像倍率を、予め用意された『前記像倍率と前記光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な前記光学系の移動量を求める工程と、
前記光学系を前記初期位置から前記移動量だけ移動させる工程と、
前記光学系を前記移動量だけ移動させた状態で、前記センサ部を再び前記光路方向に移動して最良像面位置Ａ２を新たに求め、前記最良像面位置Ａ２に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】
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部品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て最良像面位置を求める最良像面検出部と、
前記光学系を所定の初期位置に位置決めした状態で、前記最良像面検出部を起動して、最良像面位置Ａ１を求める第１測定部と、
前記光学系を初期位置に配置し、前記センサ部を前記最良像面位置Ａ１に配置した状態における像倍率を求め、求めた前記像倍率を、予め用意された『前記像倍率と前記光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な前記光学系の移動量を求める演算部と、
前記光学系を前記初期位置から前記移動量だけ移動させる光学系移動部と、
前記光学系を前記移動量だけ移動させた状態で、前記最良像面検出部を起動して、最良像面位置Ａ２を求める第２測定部と、
前記最良像面位置Ａ２に前記センサ部を移動するセンサ位置決め部と
を備えたことを特徴とする部品取り付け位置の調整装置。
【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部品取り付け位置を調整するためのプログラムであって、
コンピュータに、
前記光学系を所定の初期位置に位置決めした状態で、前記センサ部の移動機構を制御して前記光学系の光路方向に移動させて、最良像面位置Ａ１を求めるステップと、
前記光学系を初期位置に配置し、前記センサ部を前記最良像面位置Ａ１に配置した状態における像倍率を求めるステップと、
求めた前記像倍率を、予め用意された『前記像倍率と前記光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な前記光学系の移動量を求めるステップと、
前記光学系の移動機構を制御して、前記光学系を前記初期位置から前記移動量だけ移動させるステップと、
前記光学系を前記移動量だけ移動させた状態で最良像面位置Ａ２を新たに求め、前記センサ部の移動機構を制御して、前記最良像面位置Ａ２に前記センサ部を位置決めするステップと
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、スキャナ装置の部品取り付け位置の調整装置、およびプログラムに関する。
【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。
従来、この種のスキャナ装置では、光学系とセンサ部の位置決め調整が下記の手順で行われていた。
【０００３】
（１）調整者は、光学系について、規定の像倍率βｏを得るための物像間距離ＯＷＤを測定する。
（２）調整者は、原稿面から物像間距離ＯＷＤだけ離れた位置に、センサ部を仮止めする。
（３）調整者は、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。
（４）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。
（５）調整者は、光学系を光路方向に僅かずつスライド移動させる。
（６）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、振幅が最大となる位置に光学系を仮止めする。
（７）この状態で、センサ部の受光面における像倍率βを検査する。像倍率βが規格外の場合は、センサ部をシフトして、上記（５）に動作を戻す。像倍率βが規格内であれば、光学系とセンサ部を固定する。
【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。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２０５５１９号公報（段落００２５など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した位置決め調整では、光学系の物像間距離ＯＷＤを事前に測定するなど、調整作業の工数が多いという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明では、上述した問題に鑑みて、物像間距離ＯＷＤの測定を行わずに、スキャナ装置の部品取り付け位置を適正かつ迅速に決定する技術を提供することを目的とする。
さらに、本発明では、像倍率を高精度に調整する技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【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。
【０００９】
《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る。特に、この製造方法は、下記の工程を有する。
（１）光学系を所定の初期位置に位置決めし、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た状態で、センサ部を光学系の光路方向に移動させて最良像面位置Ａ１を求める工程
（２）光学系を初期位置に配置し、センサ部を最良像面位置Ａ１に配置した状態における像倍率を求める工程
（３）求めた像倍率を、予め用意された『像倍率と光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な光学系の移動量を求める工程
（４）光学系を初期位置から移動量だけ移動させる工程
（５）光学系を移動量だけ移動させた状態で、センサ部を再び光路方向に移動して最良像面位置Ａ２を新たに求め、その最良像面位置Ａ２にセンサ部を固定する工程
【００１０】
《請求項２》
請求項２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部品取り付け位置を位置決めする調整装置である。特に、この調整装置は、下記の構成要件を備える。
（１）センサ部を光学系の光路方向に移動させて最良像面位置を求める最良像面検出部
（２）光学系を所定の初期位置に位置決めした状態で、最良像面検出部を起動して、最良像面位置Ａ１を求める第１測定部
（３）光学系を初期位置に配置し、センサ部を最良像面位置Ａ１に配置した状態における像倍率を求め、求めた像倍率を、予め用意された『像倍率と光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な光学系の移動量を求める演算部
（４）光学系を初期位置から移動量だけ移動させる光学系移動部
（５）光学系を移動量だけ移動させた状態で、最良像面検出部を起動して、最良像面位置Ａ２を求める第２測定部
（６）最良像面位置Ａ２にセンサ部を移動するセンサ位置決め部
【００１１】
《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部品取り付け位置を調整するためのプログラムである。特に、このプログラムは、コンピュータに下記ステップを実行させることを特徴とする。
（１）光学系を所定の初期位置に位置決めした状態で、センサ部の移動機構を制御して光学系の光路方向に移動させて、最良像面位置Ａ１を求めるステップ
（２）光学系を初期位置に配置し、センサ部を最良像面位置Ａ１に配置した状態における像倍率を求めるステップ
（３）求めた像倍率を、予め用意された『像倍率と光学系の移動量との対応関係』に参照して、規定の像倍率に調整するために必要な光学系の移動量を求めるステップ
（４）光学系の移動機構を制御して、光学系を初期位置から移動量だけ移動させるステップ
（５）光学系を移動量だけ移動させた状態で最良像面位置Ａ２を新たに求め、センサ部の移動機構を制御して、新たな最良像面位置Ａ２にセンサ部を位置決めするステップ
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は、スキャナ装置１１の光学ユニット１２に、光学系１３およびセンサ部１４を位置決めす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、レンズガイド部１３ａ、固定ネジ１３ｂが予め組み込まれ、光学系１３が仮止めされている。光学系移動部１３ｃは、この光学系１３を光路方向にスライド移動させる。
【００１４】
さらに、光学ユニット１２には、センサガイド部１５ａ，および固定ネジ１５ｂが予め組み込まれている。このセンサガイド部１５ａに、センサ部１４が仮止めされる。
また、センサガイド部１５ａには微動用ネジ１５ｄが設けられる。
調整装置２０のセンサ移動部１５は、この微動用ネジ１５ｄを回転させることにより、センサ部１４を光学系１３の光路方向にスライド移動することができる。
【００１５】
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。
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。このプログラム実行によって、コンピュータ１９は、サンプリング部１６，演算部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、光学系移動部１３ｃ、およびセンサ移動部１５に供給される。
【００１６】
［位置決め作業の準備作業］
以下、本実施形態の動作説明に先立って、位置決め作業に使用するデータの準備作業について説明する。
図２は、光学系１３の移動量ｄ０と、最良像面位置における原稿像の像倍率βとの対応関係をまとめた表である。
この対応関係は、光学系１３の光学計算（コンピュータシミュレーションなど）や、光学実験による実測結果から求めることができる。
図３は、この対応関係の軌跡を、直線近似した図である。この図３から分かるように、像倍率βと移動量ｄ０との関係は、下記の一次関数によって良好に近似される。
ｄ０≒２９．３５９β−３６．８１９    ・・・［１］
この近似式［１］の係数を、演算部１７に予めデータ入力することにより、準備作業が完了する。
【００１７】
［本実施形態の動作説明］
図４は、スキャナ装置１１の製造手順（主として光学ユニット１２の部品位置決め作業に関する調整手順）を示す流れ図である。
以下、図４に示すステップ番号に沿って、部品の位置決め調整について説明する。
【００１８】
ステップＳ０：  調整者は、光学ユニット１２を、テストチャート２１を配置した調整装置２０にセットする。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Ｓ１：  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Ｓ２：  制御部１８は、光学系移動部１３ｃを制御し、光学系１３を所定の呼称位置Ｌ１に位置させる。この呼称位置Ｌ１は、光学設計上の中心位置である。
【００２１】
ステップＳ３：  制御部１８は、センサ移動部１５を制御して、センサガイド部１５ａの微動用ネジ１５ｄを回転し、センサ部１４のスライド移動を開始する。
【００２２】
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、デジタル画像信号の（最大レベル−最小レベル）をそれぞれ算出して、振幅Ｙを求める。
【００２３】
ステップＳ５：  サンプリング部１６は、センサ部１４の現在のスライド位置Ｘ（例えば、微動用ネジ１５ｄの回転量から換算した値）をセンサ移動部１５から取得する。
【００２４】
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（スライド位置Ｘ，振幅Ｙ）を順次に記憶する。
【００２５】
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更に繰り返す。
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。
【００２６】
ステップＳ８：  演算部１７は、実測データ（スライド位置Ｘ，振幅Ｙ）の軌跡から、振幅Ｙが最大となる位置Ｘを求め、最良像面位置Ａ１とする。
【００２７】
ステップＳ９：  光学系１３の呼称位置Ｌ１、最良像面位置Ａ１、および原稿位置に基づいて、最良像面位置Ａ１における原稿像の像倍率βを求める。この場合、センサ部１４を実際に最良像面位置Ａ１に位置させた上で、センサ部１４から出力されるデジタル画像データから像倍率βを求める。
【００２８】
ステップＳ１０：  演算部１７は、像倍率βが規格内か否かを判定する。
ここで、像倍率βが規格内の場合、演算部１７はステップＳ１１に動作を移行する。
一方、像倍率βが規格外の場合、演算部１７はステップＳ１２に動作を移行する。
【００２９】
ステップＳ１１：  制御部１８は、センサ移動部１５を制御して、センサ部１４を最良像面位置Ａ１に位置させる。この状態で、調整者は、固定ネジ１３ｂ，１５ｂを締めて、光学系１３およびセンサ部１４を固定する。
このような動作の後、ステップＳ１６に作業工程が移行する。
【００３０】
ステップＳ１２：  演算部１７は、近似式［１］に倍率βを代入し、移動量ｄ０を算出する。この移動量ｄ０は、現在の像倍率βを規定の像倍率βｏに調整するために必要な光学系１３の移動量である。
【００３１】
ステップＳ１３：  制御部１８は、光学系移動部１３ｃを制御して、光学系１３を移動量ｄ０だけ移動する。調整者は、光学系１３を現在の位置に固定する。
【００３２】
ステップＳ１４：  上述したステップＳ３〜ステップＳ８の動作を再び実行し、新たな最良像面位置Ａ２を求める。制御部１８は、センサ移動部１５を制御して、センサ部１４を最良像面位置Ａ２に位置させる。
【００３３】
ステップＳ１５：  調整者は、センサ部１４を最良像面位置Ａ２に固定する。
【００３４】
ステップＳ１６：  調整者は、部品の位置決め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。
【００３５】
［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、まず、光学系１３を呼称位置Ｌ１に置いた状態で、センサ部１４の最良像面位置Ａ１を仮に求める。この仮の状態の像倍率βを近似式［１］に代入することにより、光学系１３の適正な移動量ｄ０を求める。この移動量ｄ０だけ光学系１３を変位させることにより、像倍率βを規格内に納めることができる。その後、センサ部１４の最良像面位置Ａ２を改めて求め、センサ部１４の位置決めが完了する。
【００３６】
このような手順の本実施形態では、従来例とは異なり、光学系１３の物像間距離ＯＷＤを測定する必要がなくなる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、光学系１３を先に呼称位置Ｌ１に位置決めし、その上でセンサ部１４を動かしてピント調整を行う。そのため、従来例に比べて、像倍率βを規格内に迅速かつ的確に調整することができる。以下、その理由について具体的に説明する。
【００３８】
図５は、部品の位置ズレに伴う像倍率βの変化率をプロットしたグラフである。図５において、距離ａは、原稿面から光学系１３の物側主点Ｈ１までの距離である。距離ｂは、光学系１３の像側主点Ｈ２からセンサ部１４までの距離である。さらに、距離ｃ（＝ａ＋ｂ）は、物像間距離ＯＷＤに対応する値である。
この図５において、実線は、光学系１３の位置ズレΔａによる像倍率βの変化率（ｄβ／ｄａ）である。一方、点線は、物像間距離ＯＷＤの位置ズレΔｃに伴う像倍率βの変化率（ｄβ／ｄｃ）である。
【００３９】
この図５から分かるように、像倍率βが等倍に近づくほど、
｜ｄβ／ｄａ｜≪｜ｄβ／ｄｃ｜    ・・・［２］
となる。
すなわち、従来例の場合、物像間距離ＯＷＤに従ってセンサ部１４の位置調整を厳密に行っても、［２］式の関係から、像倍率βは敏感でずれやすい。そのため、センサ部１４の位置を微妙にずらしながら、敏感に変動する像倍率βを調整する必要があった。
【００４０】
しかしながら、本実施形態の場合、光学系１３をまず位置調整する。この場合、光学系１３の呼称位置Ｌ１が、最終的な調整位置から多少ずれたとしても、［２］式の関係から像倍率βの変化率は小さいため、像倍率βは規定の像倍率βｏから大きくずれることがない。
したがって、本実施形態は、従来例よりも、像倍率βを一段と高精度に調整できる。
【００４１】
さらに、本実施形態の場合は、像倍率βに対して敏感なセンサ部１４の位置を、像倍率βではなく、ピント調整の観点で位置決めする。このピント調整の時点において、既に光学系１３は像倍率βの観点から適切に位置決めされている。そのため、センサ部１４をピント調整によって位置決めするだけで、像倍率βは自動的に規格内に調整される。
【００４２】
このような理由から、本実施形態では、像倍率調整とピント調整が合理的な順番で無駄なく実施される。その上、従来のような敏感かつ微妙な調整作業は要求されない。その結果、像倍率とピントの両方を迅速かつ的確に合わせることが可能になる。
【００４３】
その上さらに、呼称位置Ｌ１が正確であれば、光学系１３の補足的な移動量ｄ０は大半のケースで極めて小さくなる。そのため、移動量ｄ０を求める近似式［１］が、最終的な位置決め精度に与える影響を小さくできる。したがって、近似式［１］を光学系１３ごとに個別に準備する必要が特になくなる。つまり、物像間距離ＯＷＤの測定工数が不要になった代わりに、近似式［１］を毎回準備する工数が必要になるといった不都合は、本実施形態の場合に生じない。
【００４４】
さらに、本実施形態では、光学系１３およびセンサ部１４の移動が調整装置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。
【００４５】
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、固定作業まで自動化することによって、光学系１３およびセンサ部１４の位置決め作業を完全自動化することも可能になる。
【００４６】
［実施形態の補足事項］
なお、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（ＭＴＦ値など）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。
【００４７】
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に部品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。スキャナ装置に部品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。
【００４８】
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、光学部品の位置決めに対する精度要求が極めて高い。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
さらに、本実施形態では、製造工程における光学系１３およびセンサ部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、光学部品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。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、従来例とは異なり、光学系の物像間距離ＯＷＤを予め測定する必要がなくなる。その結果、光学系およびセンサ部の位置決めを従来よりも少ない工数で実施できる。
【００５３】
さらに、本実施形態では光学系を最初に位置調整することにより、従来例よりも像倍率の変動を低く抑えることができる。その結果、像倍率を従来よりも高い精度で容易に調整することができる。
【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、光学系１３およびセンサ部１４を位置決めする際の作業状態を示す図である。
【図２】光学系１３の移動量ｄ０と、最良像面位置における原稿像の像倍率βとの対応関係をまとめた表である。
【図３】図２のデータを直線近似した図である。
【図４】スキャナ装置１１の製造手順（主として光学ユニット１２の部品位置決め作業に関する調整手順）を示す流れ図である。
【図５】光学部品の位置ズレによって生じる像倍率βの変化率を示す図である。
【符号の説明】
１１  スキャナ装置
１２  光学ユニット
１３  光学系
１３ａ  レンズガイド部
１３ｃ  光学系移動部
１４  センサ部
１４ｃ  信号処理部
１４ｄ  Ａ／Ｄ変換部
１４ｅ  タイミングジェネレータ
１５  センサ移動部
１５ｄ  微動用ネジ
１６  サンプリング部
１７  演算部
１８  制御部
１９  コンピュータ
２０  調整装置
【図１】
2004320262.tif 000003
【図２】
2004320262.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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