(57)【要約】      （修正有）【課題】  スキャナ等の撮像ユニットに使用されるのに適したライン光源の良否判定方法を提供する。【解決手段】  複数の発光素子が配列されたライン光源と、撮像素子と、該撮像素子からの出力を増幅するための第１ゲイン手段と、前記撮像素子からの出力を部分的に増幅するための第２ゲイン手段とを備える撮像ユニットを用い、ライン光源を発光させるステップと、検査用撮像素子によってライン光源の発光を受光してその発光量分布を検出するステップと、前記第１ゲイン手段と前記第２ゲイン手段とを用いて、前記検査用撮像素子によって求められた発光量分布に対応する出力のバラツキを補正しつつ目標発光量に対応する出力にまで増幅したと仮想した場合に必要となる第１仮想ゲイン値及び各第２仮想ゲイン値を算出するステップと、前記算出された第１仮想ゲイン値及び各第２仮想ゲイン値に基づいてライン光源の良否を判定するステップとを備える。【選択図】  図４
2007042680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が配列されたライン光源と、撮像素子と、該撮像素子からの出力を増幅するための第１ゲイン手段と、前記撮像素子からの出力を部分的に増幅するための第２ゲイン手段とを備える撮像ユニットに用いられる前記ライン光源の良否判定方法であって、
ライン光源を発光させるステップと、
検査用撮像素子によってライン光源の発光を受光してその発光量分布を検出するステップと、
前記第１ゲイン手段と前記第２ゲイン手段とを用いて、前記検査用撮像素子によって求められた発光量分布に対応する出力のバラツキを補正しつつ発光量分布に対応する出力を一定の目標発光量に対応する出力にまで増幅したと仮想した場合に必要となる第１仮想ゲイン値及び各第２仮想ゲイン値を算出するステップと、
前記算出された第１仮想ゲイン値及び各第２仮想ゲイン値に基づいてライン光源の良否を判定するステップとを備えることを特徴とするライン光源の良否判定方法。
【請求項２】
発光量分布に対応する出力のうちの最大値と最小値との差を求め、この差と第１所定値とを比較する第１判定ステップと、
該第１判定ステップで、前記差が第１所定値以内の場合、前記第１仮想ゲイン値と第２所定値とを比較する第２判定ステップと、
該第２判定ステップで、前記第１仮想ゲイン値が第２所定値より大きい場合、第１仮想ゲイン値を前記第２所定値と同一の値とした場合の各第２仮想ゲイン値を算出し直すステップと、
前記第２所定値と同一の値とした第１仮想ゲイン値と、前記算出し直した各第２仮想ゲイン値のうち最大となる第２仮想最大ゲイン値との積を求め、この積と第３所定値とを比較する第３判定ステップとをさらに備える請求項１記載のライン光源の良否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ等の撮像ユニットにおいて使用されるのに適したライン光源の良否判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光学システムを採用したスキャナ等の撮像ユニットにおいて、例えば、写真フィルム（以下、単に「フィルム」と言う。）のコマ画像のデジタル画像データを得るためには、複数の発光ダイオード（以下、単に「ＬＥＤ（Light Emitting Diode）」と言うことがある。）を用いたライン光源から出た光線を、通常シリンドリカルレンズとして構成されている集光手段によってさらに幅の狭いライン状の光線にした後、フィルムのコマ画像に照射して、このフィルムの透過したライン状の透過光を撮像光学系を通じて主走査方向に延びたラインＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ（撮像素子ユニット）に受光させ、この受光プロセスを副走査方向に連続的に行うことによって、フィルムのコマ画像はデジタル画像データ化される。
【０００３】
このような撮像ユニットにおいて、ライン光源は、ライン状の照射光線の強度分布（光量分布）が照射するコマ画像の主走査方向の幅にわたって一様でないと高品質のデジタル画像データを得ることができない。そのため、ライン光源における各ＬＥＤの発光量（発光特性）は、ほぼ一様に揃っている必要がある。
【０００４】
しかし、量産された多数のＬＥＤの中には発光特性の異なるものが存在するため、ライン光源に同一の電源を用いて発光させたとしても、各ＬＥＤの発光量が一様にはならない場合や全体的に発光量が低い場合が生じる。また、長期の使用によるＬＥＤの劣化によって発光量の低下が生じる場合がある。
【０００５】
従来より、このような場合には、まず、各ＬＥＤに流す電流値を上げることによって発光量を調整していた。しかし、電流値を上げるのには上限があり、この上限値まで電流値を上げても発光量が足りない場合には、電流値を上げるだけでは調整できなかった。そこで、ラインＣＣＤセンサから出力されるアナログ信号を、適正なゲインで増幅し、Ａ／Ｄ変換装置を経てデジタル信号化された後、各画素値に対して適正なゲインで増幅することで所定の出力となるように補正していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、各ＬＥＤの光量のバラツキが大きすぎたり、全体の光量が少ないライン光源を使用すると、上記補正を行うためのゲインが大きくなる。そうするとラインＣＣＤセンサからの出力に含まれていたノイズも増幅されて極めて大きくなり、得られたデジタル画像内に表れてくるようになって画質が劣化するため、高品質なデジタル画像データを得ることができなくなるという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、高品質な画像データを得るためのスキャナ等の撮像ユニットに使用されるのに適したライン光源を選別するための好適なライン光源の良否判定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るライン光源の良否判定方法は、複数の発光ダイオードが配列されたライン光源と、撮像素子と、該撮像素子からの出力を増幅するための第１ゲイン手段と、前記撮像素子からの出力を部分的に増幅するための第２ゲイン手段とを備える撮像ユニットに用いられる前記ライン光源の良否判定方法であって、ライン光源を発光させるステップと、検査用撮像素子によってライン光源の発光を受光してその発光量分布を検出するステップと、前記第１ゲイン手段と前記第２ゲイン手段とを用いて、前記検査用撮像素子によって求められた発光量分布に対応する出力のバラツキを補正しつつ発光量分布に対応する出力を一定の目標発光量に対応する出力にまで増幅したと仮想した場合に必要となる第１仮想ゲイン値と各第２仮想ゲイン値とを算出するステップと、前記算出された第１仮想ゲイン値及び各第２仮想ゲイン値に基づいてライン光源の良否を判定するステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記の判定方法は、ライン光源の発光（照射光）を検査用撮像素子で受光し、この発光量分布に対応する検査用撮像素子からの出力を、該検査用撮像素子で目標発光量を受光したと仮想し、その場合に該検査用撮像素子から出力されると仮想される値にまで増幅するのに必要となる、撮像素子からの出力を増幅するための第１仮想ゲイン値と、撮像素子からの出力を部分的に増幅するための第２仮想ゲイン値とをそれぞれ算出し、この算出された第１仮想ゲイン値及び第２仮想ゲイン値に基づいてライン光源の良否を判定する。尚、ゲイン値とは、増幅前の出力に乗じる係数をいう。
【００１０】
また、発光量分布に対応する出力のうちの最大値と最小値との差を求め、この差と第１所定値とを比較する第１判定ステップと、該第１判定ステップで、前記差が第１所定値以内の場合、前記第１仮想ゲイン値と第２所定値とを比較する第２判定ステップと、該第２判定ステップで、前記第１仮想ゲイン値が第２所定値より大きい場合、第１仮想ゲイン値を前記第２所定値と同一の値とした場合の各第２仮想ゲイン値を算出し直すステップと、前記第２所定値と同一の値とした第１仮想ゲイン値と、前記算出し直した各第２仮想ゲイン値のうち最大となる第２仮想最大ゲイン値との積を求め、この積と第３所定値とを比較する第３判定ステップとをさらに備えることができる。
【００１１】
上記方法とすることで、詳細な判定を行うことができ、高品質なデジタル画像データを得るための撮像ユニットへの使用に適したライン光源を判定するための、より好適なライン光源の良否判定ができ、且つ良品と不良品との境界付近の品質のライン光源を判定することができるため、使用に適さない不良品率を最小に抑えることができるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
上記判定方法によれば、高品質なデジタル画像データを得るためのスキャナ等の撮像ユニットにおけるライン光源として使用されるのに適した、好適なライン光源の良否判定方法を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
まず、良否が判定されるライン光源について説明すると、図１に示すように、ライン光源１は、所定光量の光を発光する複数のＬＥＤチップ２，２，２，…が基盤３上に一定間隔の直線上に配列されている。
【００１５】
図２は、前記ライン光源を使用する撮像ユニットの概略ブロック図を示す。撮像ユニット１０は、撮像素子ユニット１１と、第１ゲイン（アナログゲイン）調整部１２と、Ａ／Ｄ変換器１３と、第２ゲイン（デジタルゲイン）調整部１４とが順に接続されている。        
【００１６】
かかるユニットによれば、動作を説明すると、ライン光源１が発光され、フィルム（図示せず）を照射し、この照射光を撮像素子ユニット１１で読み取る（受光する）。この撮像素子ユニット１１に受光された発光は、光電変換によりアナログ電気信号に変換されて出力される。この出力（アナログ電気信号）は、第１ゲイン調整部１２に送られ、任意のゲイン値で増幅される。この第１ゲイン調整部１２でかけられるゲインをアナログゲインという。
【００１７】
第１ゲイン調整部１２から出力されたアナログゲインによって増幅されたアナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換器１３に入力され、ここでデジタル電気信号に変換される。この変換されたデジタル電気信号は、第２ゲイン調整部１４に入力される。第２ゲイン調整部１４では、入力されたデジタル電気信号から、撮像素子ユニット１１の各画素に対応したデジタル電気信号を判別し、任意の画素値に対応するデジタル電気信号に対して任意のゲイン値で増幅できる。この各画素値に対して増幅するような、その一部分のみにかけられるゲインをデジタルゲインという。このようにして、アナログ及びデジタルゲインによって適宜増幅された電気信号は、出力されて使用される。
【００１８】
図３は、前記ライン光源の良否を判定するための検査装置（検査治具）２０の概略ブロック図を示す。この検査装置２０は、検査用撮像素子としてのラインＣＣＤセンサ（以下、単に「センサ」と言う。）２１を備えている。この検査装置２０に備えられるセンサ２１は、複数の光電変換素子であるＣＣＤ素子がライン状に配列された、いわゆるリニアＣＣＤセンサであり、受光した光を光電変換素子で光電変換することにより光量を測定（検出）することができる。本実施形態においては、センサの画素数は５３４０画素であり、各画素ごとに発光量を測定（検出）することができる。
【００１９】
尚、本実施形態における検査装置２０は、検査するライン光源１が使用される撮像ユニットでの、ライン光源１から撮像素子ユニット１１までの光学的環境を同じにするため、光学経路上には各種のレンズ、ミラー等（全て図示せず）が配置されているものとする。また、前記ライン光源１が使用される撮像ユニットと、同じ光路長を確保するための取り付け機構（図示せず）も備えているものとする。また、デジタル画像データを得るために実際に使用される撮像ユニットにおいて、実際に検査するライン光源１をセットして、本実施形態と同様な良否判定を行えるようにしてもよい。
【００２０】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて、ライン光源の良否判定方法について説明する。
【００２１】
ライン光源１は、発光量を検出（測定）するために検査装置２０に固定される。その状態で電力を供給して、ライン光源１を発光させる（Ｓ１）。この発光をセンサによって受光し、センサ２１の画素ごとに発光量を検出して、発光量分布を検出する（Ｓ２）。具体的には、センサ２１にライン光源１からの発光（照射光）を読み取らせ（受光させ）、各画素に対する読み取りデータの出力値を基に発光量分布を検出する。
【００２２】
続いて、Ｓ２において検出された発光量分布に対応するセンサ２１からの出力を、各画素ごとに目標の一定発光量を受光した場合（目標発光量）にセンサ２１から出力されると仮想される仮想出力とを対比する。そして、前記検出された発光量分布に対応する出力を目標発光量に対応する仮想出力と等しくするために必要なゲイン値（仮想ゲイン値）を算出する（Ｓ３）。
【００２３】
具体的には、ライン光源１からの発光を受光したセンサ２１は、各画素ごとに光電変換を行って電気信号として出力する。このセンサ２１からの出力をグラフ化したものが、図５である。
【００２４】
この図５に示されるグラフは、横軸をセンサ２１の画素値とし、縦軸をセンサ２１からの出力（この値は発光量と対応する）とする。グラフ内の一点鎖線は、センサ２１が目標とする均一な発光量を受光（目標発光量）したと仮想した場合のセンサ２１からの出力（目標出力）を示す。この各画素からの出力に対応するグラフ（実線でかかれた波形）が目標出力となるよう増幅するのに必要なゲイン値を算出する。
【００２５】
まず、出力を増幅する、即ち、グラフ全体を底上げ（点線でかかれた波形の位置）するのに必要なゲイン値（アナログゲイン値：図５の矢印Ａ）を算出する。この時、最も大きい出力が目標出力と同一となるようにする。次いで、各画素ごとの出力が目標出力となるように、各画素に対応する出力を増幅するのに必要なゲイン値（デジタルゲイン値：図５の矢印Ｂ，Ｂ，…）をそれぞれ算出する。このようにして求められたアナログゲインとデジタルゲインのゲイン値がそれぞれ仮想アナログゲイン値と各仮想デジタルゲイン値である。
【００２６】
次に、図４に戻り、Ｓ２で求められた各画素に対応する発光量のうち、最大発光量と最小発光量とにそれぞれ対応する出力の差ｄ（図５参照）を求め、その差が目標発光量に対応する出力に基づいて定められた第１所定値より大きいか否かを判断する（Ｓ４）。
【００２７】
出力の差ｄが、第１所定値より大きい場合（Ｓ４がＮＯ）は、補正に必要なゲインが大きくなり、撮像ユニットには適しないため、不良品と判断され、良否判定は終了する。
【００２８】
これは、通常、センサ２１からの出力には極わずかなノイズが含まれ、このセンサ２１からの出力にゲインを乗じて増幅すると、含まれているノイズも同様に増幅されて極めて大きくなり、得られたデジタル画像内に表れてくるようになって画質が劣化する。そのため、高品質なデジタル画像データを得るための撮像ユニットにおいては、センサ２１の出力にゲインを乗じることによって発光量分布の補正ができたとしても、一定のレベル以上のノイズが入ってしまうライン光源１は使用することができない。
【００２９】
一方、出力の差ｄが、第１所定値以下の場合（Ｓ４がＹＥＳ）は、Ｓ３で得られた仮想アナログゲイン値が第２所定値より大きいか否かを判断する（Ｓ５）。
【００３０】
仮想アナログゲイン値が第２所定値以下の場合（Ｓ５がＮＯ）は、高品質なデジタル画像データを得る撮像ユニットに適した（良品の）ライン光源１であると判定されて良否判定は終了する。
【００３１】
一方、仮想アナログゲイン値が第２所定値より大きい場合（Ｓ５がＹＥＳ）は、仮想アナログゲイン値を第２所定値と同一とした場合に、目標光量に対応する仮想出力と等しくするために必要となる各仮想デジタルゲイン値を、再度算出し直す。その後、第２所定値と同一とした仮想アナログゲイン値と、算出し直した各仮想デジタルゲイン値のうちの仮想最大デジタルゲイン値との積を求め、その積が第３所定値以下か否かを判断する（Ｓ６）。
【００３２】
ここで、積が第３所定値以下と判断された場合（Ｓ６がＹＥＳ）は、良品のライン光源１であると判定されて良否判定は終了する。
【００３３】
一方、積が第３所定値より大きいと判断された場合（Ｓ６がＮＯ）は、前記同様、補正後の出力に含まれるノイズのレベルが高くなり、高品質なデジタル画像データを得ることができなくなる。従って、このようなライン光源１は不良品と判断され、良否判定は終了する。
【００３４】
尚、種々の実験を行った結果、必要なゲインを乗じても、得られるデジタル画像データのノイズ量が許容量である値として、本実施形態においては、第１所定値は、目標光量に対応する出力の２５％の値、第２所定値は１．２、第３所定値は、１．６が求まった。しかし、これらの値は、使用機器等の実施条件によって異なってくるため、実施条件の変更に伴って適宜変更するものとする。
【００３５】
以上のように、仮想アナログゲイン値と仮想デジタルゲイン値との両方のゲイン値に基づいて判定（選別）することにより、より高品質なデジタル画像データを得るための撮像ユニットに適したライン光源１を好適に判定することができ、且つ使用に適さない不良品率を最小に抑えるように判定できるようになる。
【００３６】
尚、本発明は、上記実施態様のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は可能である。
【００３７】
例えば、Ｓ３において仮想アナログゲイン値及び各仮想デジタルゲイン値を算出する際、仮想アナログゲイン値が第２所定値以下となるように両ゲイン値を算出する。次に、Ｓ４において前記判断を行う。その結果、Ｓ４がＹＥＳであれば、Ｓ３で求めたアナログゲイン値と各仮想デジタルゲイン値のうちの仮想最大デジタルゲイン値との積を求め、その積が第３所定値以下か否かを判断し、第３所定値以下であれば良品とし、第３所定値より大きければ不良品と判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態に係るライン光源の概略正面図を示す。
【図２】同実施形態に係る撮像ユニットの構成を示した概略ブロック図を示す。
【図３】同実施形態に係る検査装置の構成を示した概略ブロック図を示す。
【図４】同実施形態に係るライン光源の良否判定方法のフローチャートを示す。
【図５】同実施形態に係る検査装置のラインＣＣＤセンサからの出力（発光量）分布のグラフを示す。
【符号の説明】
【００３９】
１…ライン光源、２…ＬＥＤ、３…基盤、１０…撮像ユニット、１１…撮像素子ユニット、１２…第１ゲイン調整部（アナログゲイン調整部）、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…第２ゲイン調整部（デジタルゲイン調整部）、２０…検査装置（検査治具）、２１…ラインＣＣＤセンサ（検出手段又は撮像素子）、Ａ…アナログゲイン、Ｂ…デジタルゲイン、ｄ…最大発光量と最小発光量とに対応する出力の差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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