(57)【要約】【課題】本発明では、スキャナ装置のセンサ部を迅速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、光学系およびセンサ部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）テストチャートを配置して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』、『センサ部の右側から出力される画像信号の振幅』、および『センサ部の左側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）センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求める工程。（４）最良像面位置Ａ、Ｂのずれから最良像面の傾きθを算出する工程。（５）スライド移動と回動動作により最良像面に撮像面を位置合わせする工程。（６）センサ部を固定する工程。【選択図】        図２
2004320261.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、前記光像を撮像面の位置で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』、『前記センサ部の右側から出力される前記画像信号の振幅』、および『前記センサ部の左側から出力される前記画像信号の振幅』をサンプリングする工程と、
サンプリング結果に基づいて、前記センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求める工程と、
前記最良像面位置Ａ、Ｂのずれに基づいて、前記光学系の最良像面の傾きθを算出する工程と、
『前記最良像面位置Ａ、Ｂを結ぶ直線と前記センサ部の回動軸との距離』が『前記回動軸と前記撮像面との距離』に等しくなる位置まで前記センサ部を移動し、前記センサ部を前記回動軸を中心に前記傾きθだけ回動し、前記最良像面に前記撮像面を位置合わせする工程と、
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、前記光像を撮像面の位置で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スライド駆動部と、
前記センサ部を回動軸を中心に傾ける回動駆動部と、
前記センサ部の移動に応じて、『前記センサ部の位置』、『前記センサ部の右側から出力される前記画像信号の振幅』、および『前記センサ部の左側から出力される前記画像信号の振幅』をサンプリングするサンプリング部と、
サンプリング結果に基づいて、前記センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求め、前記最良像面位置Ａ、Ｂのずれに基づいて、前記光学系の最良像面の傾きθを算出する演算処理部と、
前記スライド駆動部を制御して『前記最良像面位置Ａ、Ｂを結ぶ直線と前記回動軸との距離』が『前記回動軸と前記撮像面との距離』に等しくなる位置まで前記センサ部を移動し、前記回動駆動部を制御して前記センサ部を前記回動軸を中心に前記傾きθだけ回動し、前記最良像面に前記撮像面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３】
原稿の光像を生成する光学系と、前記光像を撮像面の位置で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、
前記センサ部のスライド駆動機構を駆動制御して、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』、『前記センサ部の右側から出力される前記画像信号の振幅』、および『前記センサ部の左側から出力される前記画像信号の振幅』をサンプリングするステップと、
サンプリング結果に基づいて、前記センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求め、前記最良像面位置Ａ、Ｂのずれに基づいて、前記光学系の最良像面の傾きθを算出するステップと、
前記スライド駆動機構を駆動制御して『前記最良像面位置Ａ、Ｂを結ぶ直線と前記センサ部の回動軸との距離』が『前記回動軸と前記撮像面との距離』に等しくなる位置まで前記センサ部を移動し、前記センサ部の回動機構を駆動制御して前記センサ部を前記回動軸を中心に前記傾きθだけ回動し、前記最良像面に前記撮像面を位置合わせするステップと
を実行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の調整装置、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、センサ部の光路方向の位置（以下『スライド位置』という）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スライド移動させる。
（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スライド位置を探索する。
（５）調整者は、振幅が最大となるスライド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。
【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、センサ部の位置決め調整を行う場合、スライド位置および傾きの双方について最適に調整することが好ましい。しかしながら、スライド位置および傾きは、その選択可能な組み合わせが非常に多い。そのため、これら組み合わせ全てを検証した上で両方を最適化することは、作業時間などの制約から非常に困難となる。
【０００７】
特に、上述した従来技術では、スライド位置および傾きを別々に最適化している。そのため、極めて高精度な位置決めが要求される場合、スライド位置と傾きの調整を交互に繰り返しながら、両方が最適となる調整結果に収束させる必要がある。このような作業は、困難で時間のかかる作業となる。
そこで、本発明では、スキャナ装置のセンサ部を迅速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。
【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、光像を撮像面の位置で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ことを特徴とする。
（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』、『センサ部の右側から出力される画像信号の振幅』、および『センサ部の左側から出力される画像信号の振幅』をサンプリングする工程。
（３）サンプリング結果に基づいて、センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求める工程。
（４）最良像面位置Ａ、Ｂのずれに基づいて、光学系の最良像面の傾きθを算出する工程。
（５）『最良像面位置Ａ、Ｂを結ぶ直線とセンサ部の回動軸との距離』が『回動軸と撮像面との距離』に等しくなる位置までセンサ部を移動し、センサ部を回動軸を中心に傾きθだけ回動し、最良像面に撮像面を位置合わせする工程。
（６）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、光像を撮像面の位置で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、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るスライド駆動部。
（２）センサ部を回動軸を中心に傾ける回動駆動部。
（３）センサ部の移動に応じて、『センサ部の位置』、『センサ部の右側から出力される画像信号の振幅』、および『センサ部の左側から出力される画像信号の振幅』をサンプリングするサンプリング部。
（４）サンプリング結果に基づいて、センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求め、最良像面位置Ａ、Ｂのずれに基づいて、光学系の最良像面の傾きθを算出する演算処理部。
（５）スライド駆動部を制御して『最良像面位置Ａ、Ｂを結ぶ直線と回動軸との距離』が『回動軸と撮像面との距離』に等しくなる位置までセンサ部を移動し、回動駆動部を制御してセンサ部を回動軸を中心に傾きθだけ回動し、最良像面に撮像面を位置合わせする制御部。
【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、光像を撮像面の位置で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ことを特徴とする。
（１）センサ部のスライド駆動機構を駆動制御して、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』、『センサ部の右側から出力される画像信号の振幅』、および『センサ部の左側から出力される画像信号の振幅』をサンプリングするステップ。
（３）サンプリング結果に基づいて、センサ部の右側の最良像面位置Ａと、左側の最良像面位置Ｂとを求め、最良像面位置Ａ、Ｂのずれに基づいて、光学系の最良像面の傾きθを算出するステップ。
（４）スライド駆動機構を駆動制御して『最良像面位置Ａ、Ｂを結ぶ直線とセンサ部の回動軸との距離』が『回動軸と撮像面との距離』に等しくなる位置までセンサ部を移動し、センサ部の回動機構を駆動制御してセンサ部を回動軸を中心に傾きθだけ回動し、最良像面に撮像面を位置合わせするステップ。
【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。
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、固定部１５ａ，および固定ネジ１５ｂが予め組み込まれている。この固定部１５ａに、センサ部１４が仮止めされる。
【００１３】
また、固定部１５ａの右側には微動用ネジ１５ｃが設けられ、固定部１５ａの左側には微動用ネジ１５ｄが設けられる。（ここでは、図１の図面上方を『右』とし、図面下方を『左』とする。）
調整装置２０の駆動部１５は、この固定部１５ａの微動用ネジ１５ｃ，１５ｄを個別に回転させる。この微動用ネジ１５ｃ，１５ｄを同量ずつ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。
【００１４】
また、駆動部１５は、センサ部１４を回動させることもできる。すなわち、センサ部１４の左側には回動軸Ｒが設けられ、センサ部１４の右側には従動節１５ｆが設けられる。この従動節１５ｆは、固定部１５ａの左側に溝形成されたカム１５ｅにリンクして動く。そのため、駆動部１５が、微動用ネジ１５ｃ，１５ｄの回転量をずらすことによって、センサ部１４は、回動軸Ｒを中心にして回動する。
【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は、センサ位置決め用のプログラムを実行する。このプログラム実行により、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および駆動部１５に供給される。
【００１６】
［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。
【００１７】
ステップＳ１：  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と、透過原稿の背面照明とから構成される。
【００１８】
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。
【００１９】
ステップＳ３：  制御部１８は、駆動部１５を制御してセンサ部１４のスライド移動を開始する。例えば、固定部１５ａの微動用ネジ１５ｃ，１５ｄを同量ずつ回転することにより、スライド移動が可能である。
【００２０】
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、図３に示すように、センサ部１４の左右の標本点におけるデジタル画像信号を抜き出し、（最大レベル−最小レベル）をそれぞれ算出して、右振幅Ｙ１および左振幅Ｙ２を求める。この左右の標本点は、撮像面上の距離に換算して、間隔Ｌだけ離れている。
【００２１】
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を駆動部１５から取得する。例えば、スライド位置Ｘは、微動用ネジ１５ｃ，１５ｄの回転量から換算した値である。
【００２２】
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，右振幅Ｙ１，左振幅Ｙ２）を順次に記憶する。
【００２３】
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。
【００２４】
ステップＳ８：  図４は、サンプリングされた実測データを示す図である。演算処理部１７は、この右振幅Ｙ１の軌跡から、右振幅Ｙ１が最大となる位置を求め、最良像面位置Ａとする。
同様に、演算処理部１７は、左振幅Ｙ２の軌跡から、左振幅Ｙ２が最大となる位置を求め、最良像面位置Ｂとする。
【００２５】
ステップＳ９：  演算処理部１７は、最良像面位置Ａ、ＢのずれＭ（＝Ａ−Ｂ）と、撮像面上の標本点の間隔Ｌとに基づいて、
傾きθ＝ｔａｎ−１（Ｍ／Ｌ）      ・・・（１）
を計算し、最良像面位置Ａ、Ｂを含む最良像面の傾きθを求める。
【００２６】
ステップＳ１０：  制御部１８は、駆動部１５を制御して、センサ部１４をスライド移動し、最良像面位置Ａ，Ｂを結ぶ直線Ｓから距離Ｄの位置に、回動軸Ｒを位置させる。（ここで、距離Ｄは、撮像面と回動軸Ｒとの距離であり、設計上決まる値である。）
具体的には、図５に示すように、回動軸Ｒが直線Ｓに交わる位置から［Ｄ／ｃｏｓθ］だけ手前の位置で、制御部１８がスライド移動を停止すればよい。
【００２７】
ステップＳ１１：  次に、制御部１８は、駆動部１５を制御して、センサ部１４を、回動軸Ｒを中心に傾きθだけ回動する。
具体的には、図６に示すように、駆動部１５が微動用ネジ１５ｃを回転して、カム１５ｅを［Ｑｓｉｎθ］だけずらせばよい。（ただし、Ｑは、回動軸Ｒと従動節１５ｆとの間隔）
【００２８】
ステップＳ１２：  調整者は、固定ネジ１５ｂを回して、センサ部１４を固定する。
【００２９】
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
【００３０】
［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のスライド移動に同期して、撮像面上の複数点の最良像面位置を検出する。したがって、最良像面と撮像面との傾き具合を検出することが可能になる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、この撮像面を最良像面の傾きに合わせて回動することにより、撮像面と最良像面とを確実に一致させることが可能になる。その結果、高画質なスキャナ装置を安定に製造することが可能になる。
【００３２】
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、最良像面の傾きおよびスライド位置を算出する。また、スライド移動（ステップＳ１０）および回転動作（ステップＳ１１）も連続的に行われるため、センサ部１４の位置決めが瞬時に完了する。したがって、センサ部１４の位置決め調整を、従来に比べて、格段に高速実施することが可能になる。
【００３３】
さらに、本実施形態では、センサ部１４のスライド移動および回転動作が、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。
【００３４】
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なる。
【００３５】
［実施形態の補足事項］
なお、上述した実施形態では、微動用ネジ１５ｃ，１５ｄを使用してスライド移動および回転動作を実施している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、微動制御なステッピングモータを使用して、位置決めステージ上で、センサ部１４のスライド移動や回転動作を実施してもよい。このような構成では、スキャナ装置１１側にスライド移動機構や回動機構が不要となるため、スキャナ装置１１の構成を一段と単純化することが可能になる。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、センサ部１４がラインセンサであるため、左右２点の最良像面位置を検出している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサ部１４がイメージセンサの場合には、少なくとも３点の最良像面位置を検出することが好ましい。
【００３７】
例えば、一直線に並ばない３点について最良像面位置を検出した場合には、３次元空間における最良像面の傾き具合を一度に検出し、撮像面を最良像面に完全に一致させることも可能になる。
【００３８】
さらに、４点以上の最良像面位置を検出した場合には、最良像面の湾曲具合を検出し、その湾曲具合を考慮して撮像面の最適位置を決定することも可能になる。
【００３９】
なお、上述した実施形態では、まずスライド移動を行い（ステップＳ１０）、次に回転動作（ステップＳ１１）を行って、撮像面を最良像面に位置合わせしている。しかしながら、本発明はこの動作順に限定されるものではない。まず回転動作を行い、次にスライド移動を行うといった逆の順番で、撮像面を最良像面に位置合わせすることもできる。また、微動用ネジ１５ｃ，１５ｄの回転量を僅かにずらしながらスライド移動を行うことにより、スライド移動と回転動作を同時に実行することも可能である。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
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。
【００４４】
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。
【００４５】
なお、本実施形態では、回動軸Ｒを中心にセンサ部１４を回転している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、センサ部１４の光軸中心（Ａ，Ｂの測定箇所の中心など）を回動軸にしてセンサ部１４を回転してもよい。この場合は、センサ部１４の光軸中心を（Ａ＋Ｂ）／２の位置にスライド移動し、かつ傾きθだけ回転させればよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、センサ部１４のスライド移動に同期して、撮像面上の複数点の最良像面位置を検出する。したがって、最良像面の位置と傾きを一度に特定し、センサ部１４の位置決めを確実かつ短時間に完了することが可能になる。その結果、高画質なスキャナ装置を安定に製造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を取り付ける際の作業状態を示す図である。
【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】撮像面上の左右２点の標本点を示す図である。
【図４】サンプリングされた実測データの軌跡を示す図である。
【図５】スライド移動による回動軸の位置合わせの様子を示す図である。
【図６】センサ部１４の撮像面を回動する様子を示す図である。
【符号の説明】
１１  スキャナ装置
１２  光学ユニット
１３  光学系
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  駆動部
１５ａ  固定部
１５ｂ  固定ネジ
１５ｃ  微動用ネジ
１５ｄ  微動用ネジ
１５ｆ  従動節
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
２１  テストチャート
【図１】
2004320261.tif 000003
【図２】
2004320261.tif 000004
【図３】
2004320261.tif 000005
【図４】
2004320261.tif 000006
【図５】
2004320261.tif 000007
【図６】
2004320261.tif 000008