フィルムスキャナー

フィルムスキャナーは、 35mmフィルムまたは120フィルムのストリップ、あるいは個々のスライドを直接受け入れるように設計されており、通常はスキャン中にフィルムを保持するための機械的な装置を備えています。

低価格帯のフィルムスキャナーは通常、35mmフィルムストリップとスライドのみに対応していますが、中価格帯および高価格帯のフィルムスキャナーは通常、複数の交換可能な機械式フィルム処理モジュールを提供しています。これにより、同じスキャナープラットフォームをさまざまなサイズと種類のフィルムに使用できます。たとえば、Nikon Coolscan IIIには、35mmスライド1枚を処理するように設計されたMA-20モジュールと、カットされた35mmフィルムストリップ用のSA-20モジュールの両方が含まれています。これらのモジュールは一度に1つずつ使用することも、次の追加のアクセサリやモジュールで補完することもできます。^{[ 1 ]}

• アドバンストフォトシステム用カートリッジIA-20
• FH-3（MA-20付き35mmカットフィルムストリップホルダー）

後にニコンから提供されたスキャナーには、更新されたスライドおよびフィルムストリップモジュール（MA-21およびSA-21）が同梱され、35mmフィルム用のより多くのモジュールと互換性がありました。これには以下が含まれます。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

• FH-G1（MA-21付きガラス顕微鏡スライドホルダー）
• SA-30（ロールフィルムアダプター）
• SF-200 & SF-210 (自動スライドフィーダー) ^{[ 5 ]}

ニコンスーパークールスキャン 8000 EDおよび9000 ED は、機械式モジュールではなく、120/220 を含むさまざまなフィルムフォーマットに対応するために、多種多様なフィルムホルダーを提供しました。^{[ 4 ] [ 6 ] [ 7 ]}

• FH-835S（35mmストリップフィルム）
• FH-835M（35mmマウントスライド）
• FH-869S（120/220ストリップフィルム）
• FH-869M（120/220mmスライド装着済み）
• FH-869G（ガラスプラテン付き120/220ストリップフィルム）
• FH-869GR（ガラスプラテン付き120/220スライドマウント）
• FH-816（16mmフィルム）
• FH-8G1（医療用スライド）

デバイス内部では、 LEDまたは蛍光灯光源でフィルムを照らし、リニアCCDをフィルム上を一定の速度で通過させることでフィルムをスキャンし、約 2000 ^{[ 8 ]}～ 4000ドット/インチ(DPI) の解像度を実現します。^{[ 9 ] [ 10 ]}リニアセンサーアレイの密度がスキャナーの解像度を一次元で決定し、センサーがフィルム上を移動する速度がもう一方の次元を決定します。カラー スキャンの場合、スキャナーは光源のフィルターを交換して、スキャンセンサーで 3 回通過させた後に 3 つのカラー チャンネルのスキャンを提供できます。一部のスキャナーでは、マルチライン リニア CCD が使用されているため、3 色 (赤、青、緑) すべてを 1 回の通過でスキャンできます。^{[ 8 ]}

最近の低価格帯のフィルムスキャナーの中には、スマートフォンやデジタルカメラで使用されているものと同様の2次元イメージセンサーを使用してフィルムをデジタル化するものがあります。このような場合、スキャンされた解像度はDPIではなくメガピクセル（MP）で表され、 ^{[ 11 ]}スキャナーは基本的に、露光済みのスライドやネガフィルムを処理するための専用ファームウェアとハ​​ードウェアを備えたデジタルカメラです。^{[ 12 ]}

フィルムの特定部分の濃度は次のように定義される。${\displaystyle D\equiv \log _{10}{\frac {1}{T}}}$ここで、Tは入射光と透過光量の比です。^{[ 13 ] [ 14 ] : 2}スキャンされたファイルのコントラスト比は、スキャナで識別できる最小濃度と最大濃度の差によって特徴付けられます。${\displaystyle D_{min}}$そして${\displaystyle D_{max}}$[ ^{15 ]}フィルムの場合、最大濃度はフィルム上に記録できる最も不透明な値であり、同様に、最小濃度は記録できる最も不透明な値である^。${\displaystyle D_{min}}$は 0.0 であり、入射光がすべてフィルムを透過することを意味します。^{[ 14 ] : 8}スキャナの場合、これは${\displaystyle D_{max}}$は、純粋な黒（完全に不透明）と区別できる最も不透明な値ですが、${\displaystyle D_{min}}$は、フィルムの完全に透明な部分と区別できる最も不透明な値です。便宜上、最小濃度と最大濃度の差を次のように定義します。${\displaystyle \Delta D\equiv D_{max}-D_{min}}$濃度、コントラスト比、ダイナミックレンジの関係は次のように表すことができます。

• コントラスト比 =$10ΔD:1$
• ダイナミックレンジ（ストップ）＝${\displaystyle \log _{2}10^{\Delta D}=\Delta D\cdot \log _{2}10=3.322\cdot \Delta D}$

フィルムベースは、材料といくつかの粒子の発達により固有の密度を持ち、^{[ 14 ] : 8}制限します${\displaystyle D_{min}}$約0.1まで。^{[ 16 ]}十分に露光されたスライド（反転フィルム）は、${\displaystyle \Delta D}$カラーネガは3.4と低い値ですが、${\displaystyle \Delta D}$2.8 のオレンジ色のフィルムベース染料は、${\displaystyle D_{min}}$写真プリントではダイナミックレンジがさらに制限され、${\displaystyle \Delta D}$2.0。^{[ 17 ]} Steinhoffは、ネガをスキャンする場合、${\displaystyle \Delta D}$3.0で十分ですが、スライドはフィルムスキャナーでスキャンする必要があります。${\displaystyle \Delta D>3.6}$[ ^{18 ] : 30​}

ほとんどのスキャナーは、${\displaystyle D_{max}}$人間の知覚はハイライトよりもシャドウをよりよく区別できるためです。^{[ 19 ]}例えば、Nikon Super Coolscan 8000 EDは、${\displaystyle D_{max}=4.2}$^{[ 7 ]}これは、スキャナーが1/10 4.2という深い黒色を識別できることを意味します。これ^は、入射光のわずか0.0063 %しか透過しないフィルムの部分です。この固有の密度により、${\displaystyle \Delta D=4.2-0.1=4.1}$これにより、スキャンのコントラスト比は10 ^4.1 :1 = 12590 :1 となり、これは13.62ストップのダイナミック レンジに相当します。Super Coolscan 5000 EDと9000 ED はどちらも、${\displaystyle D_{max}=4.8}$^{[ 4 ]}​${\displaystyle \Delta D=4.7}$これは、コントラスト比50120：1、またはダイナミックレンジ15.61ストップに相当する。

フィルムスキャナは、 SCSI、FireWire、USBなど、パーソナルコンピュータ用のさまざまなインターフェースを備えて製造された。^{[ 20 ]： 106}

キヤノンCanoScan 8800F

蓋が開いた状態、ドキュメントモード

蓋を開けた状態、フィルムモード

蓋が閉まっている

これは、書類やフィルムをスキャンできるフラットベッドスキャナーです。

フラットベッド スキャナーは通常、スキャンする文書や写真を裏向きに置くガラスプラテンを備えています。蓋の内側には、フォームで裏打ちされた柔軟で不透明な白い表面が張られており、表面のわずかな凹凸を吸収しながら原稿をプラテンに平らに押し付けます。一部のフラットベッド スキャナーには、フィルム スキャンを容易にするための特別な蓋が装備されています。これらのスキャナーでは、蓋の内側の不透明な白い表面を取り外すことができ、スキャン中にスライドまたはネガ フィルム ストリップを照らすための内蔵バックライトを備えた別のガラス面が現れます。^{[ 21 ]}これらのデュアル パーパス フラットベッド スキャナーは、蓋に追加の光源が取り付けられているため、スキャナー ユニットに電気的に接続されたかなりかさばる蓋で区別できます。

一般的に、デュアルパーパスフラットベッドの解像度とコントラスト比は、フィルムスキャナーで達成されるものよりも低い。例えば、Epson V850フラットベッドは、公称解像度とコントラスト比がフィルムスキャナーよりも低い。${\displaystyle D_{max}=4.0}$[ ^{22 ]}コントラスト比は10000 :1、ダイナミックレンジは13.3ストップです。4800 DPI の解像度を謳うスキャナのテストでは、 1700 DPI しか解^像できないことが示されています。以前の Epson スキャナV700は、1920×1770 DPIの実効解像度を持ち、   ${\displaystyle D_{max}}$3.4. ^{[ 18 ] : 12–15}

オリンパス製ベローズユニット（スライド複写アタッチメント付き）

マイクロニッコールレンズ付きデジタルカメラ、複写台、ライトボックス

スライド複写用アタッチメントは、接写撮影用の蛇腹延長アタッチメントと併用されます。^{[ 23 ]： 54-56}フィルム写真の時代に製造された適切な蛇腹、レンズ、スライド複写用アタッチメントをデジタル交換レンズカメラに追加してスライドをスキャンすることができます。フィルムを照らす光源は、明るい曇り空から拡散スピードライトまで様々です。^{[ 24 ]}

あるいは、マクロレンズと専用のアクセサリー^{[ 25 ]}、またはカメラのセンサーがフィルムの表面と平行になるように適切なバックライトとサポートを使用することもできます^{[ 26 ]} 。結果は異なる場合があり、場合によっては、デュアルパーパスのフラットベッドの方が優れたスキャン結果が得られることがあります^{[ 24 ] 。}

固定レンズ式のデジタルカメラ向けに、一部のメーカーは専用のスライド／ネガ複写用アクセサリーを製造している。例えば、ニコンのES-E28は、特定のCOOLPIXデジタルカメラに取り付けてフィルムをスキャンすることができる。これらのカメラの一部（COOLPIX 995、4500、5000など）には、フィルムネガのスキャンを容易にするための特別な「色反転」モードが搭載されている。^{[ 27 ]}これらのスライド複写技術の主な利点は速度である。^{[ 18 ]： 17}

一時期、コダックは1536×1024（「ピクチャーCD」）、3072×2048（「フォトCD」）、または6144×4096（「プロフォトCD」）の解像度でスキャンしたフィルム現像サービスを提供していた。富士フイルムは、ピクチャーCDと同等の解像度でAPSフィルム現像を行う競合製品「フジカラーCD」を提供していた。ファイルはJPEG形式で保存され、編集機能は限られていた。^{[ 18 ]： 18-19}

フィルム上のほこりや傷は、スキャンにおいて大きな問題となることがあります。フィルムは（プリントに比べて）サイズが小さいため、スキャナーは通常のフラットベッドスキャナーよりもはるかに高い解像度を実現できます。一般的には、1インチあたり最低2000サンプル（spi）、最大4000spi以上です。このような高解像度では、ほこりや傷が非常に大きく目立ちます。肉眼では見えない小さなほこりの粒でさえ、複数のピクセルの塊を覆い隠してしまうことがあります。そのため、スキャン画像からそれらを取り除く技術が開発されています（フィルム修復を参照）。

最もシンプルな方法はメディアンフィルタで、Adobe PhotoshopやGIMPなどの多くの画像編集ソフトではデスペックルと呼ばれています。このフィルタは、ピクセルを周囲のピクセルと比較して、周囲のピクセルと大きく異なる場合は、それらの中央値に設定されたピクセルに置き換えます。この方法やその他の方法は非常に効果的ですが、フィルタが実際に何が塵やノイズなのかを判別できないという欠点があります。また、スキャン画像の細かいディテールも劣化します。

赤外線クリーニングは、可視カラーチャンネル（赤、緑、青）と同時にスキャンから赤外線チャンネルを収集することによって機能します。これは、赤外線も生成する光源を使用し、リニアCCDセンサーに4列目のセンサーを配置することによって行われます。写真フィルムは（可視画像の内容に関係なく）ほとんど赤外線に対して透明ですが、ほこりや傷はそうではないため、IRチャンネルに表示されます。この情報を使用して、可視チャンネルのほこりや傷の表示を自動的に除去し、周囲に似たものに置き換えることができます。^{[ 20 ]： 107}この技術の主な制限は、染料ベースの（カラーおよびクロモジェニック白黒）フィルムにのみ使用できることです。ほとんどの白黒フィルムストックに含まれる画像形成銀粒子は、赤外線に対して不透明です。

スキャナーメーカーは通常、この技術に独自の名称を付けています。コダックはオースティンの開発センターでDigital ICEを開発し、エプソン、コニカミノルタ、マイクロテック、ミノルタ、ニコンなどがライセンスを取得しています。キヤノンは独自のFARE（フィルム自動レタッチおよび補正）システムを開発しました。LaserSoft ImagingはiSRDというダストおよび傷除去技術を開発し、 Plustekなどがこの技術を採用しています。

一部のスキャナでは、フィルムグレイン除去（Digital GEM）、色褪せた色の復元（Digital ROC）、コントラスト／露出補正（Digital DEE）をスキャン中に自動的に実行できます。Digital ICE ³には、ダストと傷の除去、Digital GEM、Digital ROCが含まれ、Digital ICE ^4にはDigital DEEが追加されます。^{[ 20 ]： 108}