JP2004194280A

JP2004194280A - Image reader

Info

Publication number: JP2004194280A
Application number: JP2003207626A
Authority: JP
Inventors: Yasutada Endou; 安土遠藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2003-08-15
Publication date: 2004-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image reader capable of obtaining an image with high spatial resolution even if the image reading is performed to a same film image more than 4 times while changing a reading position of an area image sensor with reading elements positioned in a reticular pattern. <P>SOLUTION: The image reader 12, photoelectrically reading the image taken in a film F frame by frame, comprises a LED light source 18, a diffusion box 20, a (film) carrier 22, an imaging lens unit 24, a staggered lattice CCD 26 as the area image sensor with a lowered aperture ratio due to a downsized effective light receiving area on a light receiving surface, a pixel shift means 28 for the staggered lattice CCD 26, an amplifier 30, an A/D converter 31, a CCD correction unit 32 and an interpolation calculation unit 34. The aperture ratio of the zig-zag lattice like CCD 26 is preferably from 12.5 to 25%. With this structure, even if the same film image is read while performing more than 4 times of pixel shifting, the resolution is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルフォトプリンタ等におけるフィルムの画像読取に利用される画像読取装置に関し、特に、格子状に読取素子が配列されたエリアイメージセンサを用い、このエリアイメージセンサを移動させて、フィルムの同一コマの画像を４回を超える回数の画素ずらしを行って読み取る場合にも、高い空間解像力の画像を得ることができる画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エリアイメージセンサとして、エリアＣＣＤを使用した画像読取装置（スキャナ）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、特許文献１に開示された従来の画像読取装置は、フィルムに撮影された画像を１コマずつ光電的に読み取る装置である。この従来の画像読取装置は、ＬＥＤ光源と、フィルムキャリアと、結像レンズユニットと、エリアイメージセンサであるエリアＣＣＤと、エリアＣＣＤに設けられた画素ずらし手段と、アンプ（増幅器）と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器と、データ補正部と、補間演算部とを有する。
従来の画像読取装置における画素ずらし手段は、エリアＣＣＤを互いに直交する２方向に移動させる移動手段であり、ピエゾ素子が用いられている。
【０００３】
従来の画像読取装置においては、ＬＥＤ光源から、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の読取光を射出し、フィルムに入射させて、この画像を担持する透過光を得、この透過光をエリアＣＣＤに結像させて光電的に読み取る。この読み取りをＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の読取光を順次用いて行うことにより、フィルムに撮影された画像をＲ、ＧおよびＢの３原色に分解して光電的に読み取る。
このとき、同一画像に対して、同一光源において画素ずらし手段によりエリアＣＣＤの位置を変えて画像を読み取り、所望の解像力となるように、読み取り回数を調整する。
【０００４】
図１０（ａ）は、従来のエリアＣＣＤの読取素子の配置を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）に示すエリアＣＣＤにおいて、１回目の画素ずらし後の読み取りにおける読取素子の配置を重ねて示す模式図、（ｃ）は、（ａ）に示すエリアＣＣＤにおいて、１、２、３回目の画素ずらし読み取りにおける読取素子の配置を重ねて示す模式図である。
図１０（ａ）に示すように、従来のエリアＣＣＤ１００は、読取素子１０１（厳密には、その受光面を示す）が千鳥格子状に配列（ハニカム配列）されたものであり、読取素子１０１の受光面の上方にはマイクロレンズ（図示せず）が設けられている。図１０（ａ）に示すような読取素子１０１を有するエリアＣＣＤ１００（の受光面）の開口率は２５％を超える。ここで、エリアＣＣＤ１００の読取素子１０１の開口率とは、エリアＣＣＤ１００の撮像面全体の面積に対する各読取素子１０１の受光面の総面積の比率のことをいい、有効開口率とは、後述するように、読取素子１０１にマイクロレンズなどの集光手段が設けられ、この集光手段によって向上した見かけ上の開口率のことをいう。
【０００５】
エリアＣＣＤ１００の読取素子１０１の開口率は、大きいほどエリアＣＣＤ１００の高感度化、ノイズ低減（Ｓ／Ｎ比の向上）および広ダイナミックレンジ化等を図ることができる。このため、開口率は大きいことが望ましい。例えば、図１０（ａ）に示す従来のエリアＣＣＤ１００では、マイクロレンズがない状態でのエリアＣＣＤ１００の読取素子１０１の開口率は２７％である。なお、読取素子１０１の受光面にマイクロレンズを設けた場合には、マイクロレンズによって集光面積が拡大できるので、見かけ上の開口率（以下、有効開口率という）は増大する。従って、この場合、エリアＣＣＤ１００の読取素子１０１の有効開口率は５３％となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２９８６０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエリアＣＣＤ１００を用いて画像を読み取るとき、図１０（ｂ）に示すように、読取素子１０１を移動させて、１回画素ずらしをし、２回の読み取りをした場合、有効開口率は１０６％になる。なお、ここでは、参照符号１０１で示される多（８）角形は、画素ずらしなしでの読み取りの場合の読取素子（の受光面）を表し、参照符号１０１ａで示される多（８）角形は、１回目の画素ずらし読み取りの場合の読取素子（の受光面）を表す。
また、図１０（ｃ）に示すように、さらに読取素子１０１を移動させて、３回画素ずらしをして、４回の画像読み取りをした場合、有効開口率は２１２％である。図１０（ｃ）において、図１０（ｂ）に加え、参照符号１０１ｂおよび１０１ｃで示される多（８）角形は、それぞれ２および３回目の画素ずらし読み取りを行った場合の読取素子（の受光面）を表す。
さらに、７回画素ずらしをし、８回の画像読み取りをした場合（図示せず）には、有効開口率は４２４％となる。
【０００８】
このように、従来のエリアＣＣＤでは、開口率が高く、複数回の画素ずらしをして画像を読み取る場合、画像読取回数が所定回数を超えると更なる空間解像度の向上が望めないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、格子状に読取素子が配列されたエリアイメージセンサの読取位置を変えて、同一フィルム画像を４回より多く画像読み取りをする場合であっても、高い空間解像力の画像を得ることができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、所定の位置に保持されたフィルム画像に入射させるための読取光を射出する光源部と、所定の有効受光面積を持つ受光面を有し、この受光面の受光量に応じて光電変換して画素信号を生成する、所定数の読取素子を所定密度で格子状に配列し、前記読取光が前記フィルム画像を透過した透過光を受光して前記フィルム画像を光電変換して読み取るエリアイメージセンサと、前記エリアイメージセンサの読取位置を前記フィルム画像に対して相対的に移動させる読取位置移動手段とを有し、前記読取素子の前記受光面の有効受光面積を前記読取素子の前記所定密度で定まる有効受光面積より縮小し、前記読取位置移動手段により同一のフィルム画像に対して前記エリアイメージセンサの読取位置を変えて４回より多くの画像読取を行うことができるようにしたことを特徴とする画像読取装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明においては、前記エリアイメージセンサの全体の面積に対する全ての前記読取素子の前記受光面の前記有効受光面積の合計面積の比率が、１２．５乃至２５％であることが好ましい。また、各々の前記読取素子は、その受光部の一部を遮光する遮光手段を備え、前記受光面の前記有効受光面積を縮小したことが好ましい。さらに、各々の前記読取素子の前記受光面に整合する位置に設けられ、前記透過光を前記読取素子の前記受光面に集光させるレンズを有することが好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記読取位置移動手段により前記同一のフィルム画像に対して前記エリアイメージセンサの読取位置を変えての前記画像読取をしない、またはその回数が少ない場合には、前記同一のフィルム画像に対して前記読取位置移動手段により前記エリアイメージセンサの読取位置を移動させながら１回の前記画像読取を行うことができる。
また、本発明においては、前記エリアイメージセンサは、前記所定数の読取素子が所定密度で千鳥格子状に配列されていることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像読取装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る画像読取装置を利用するデジタルフォトプリンタの一実施例を示すブロック図である。以下、本実施例においては、後述するように、エリアイメージセンサとして千鳥格子ＣＣＤ２６を用いて説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
図１に示されるデジタルフォトプリンタ（以下、フォトプリンタという）１０は、基本的に、画像読取装置（スキャナ）１２と、画像処理装置１４と、プリンタ１６とを有する。
【００１５】
画像読取装置１２は、フィルムＦに撮影された画像を１コマずつ光電的に読み取る装置であって、ＬＥＤ光源１８と、拡散ボックス２０と、（フィルム）キャリア２２と、結像レンズユニット２４と、エリアイメージセンサとして、例えば、用いられる千鳥格子ＣＣＤ２６と、千鳥格子ＣＣＤ２６の画素ずらし手段２８と、アンプ（増幅器）３０と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器３１と、ＣＣＤ補正部３２（データ補正部）と、補間演算部３４とを有する。
【００１６】
図２は、デジタルフォトプリンタの画像読取装置のＬＥＤ光源を示す模式図である。ＬＥＤ光源１８は、フィルムＦに撮影された画像を読み取るために、所定の位置に保持されたフィルム画像に入射させるための読取光を射出するものである。ＬＥＤ光源１８は、図２に概念的に示すように、Ｒ（赤）光を射出するＬＥＤ列１８ｒ、Ｇ（緑）光を射出するＬＥＤ列１８ｇ、Ｂ（青）光を射出するＬＥＤ列１８ｂ、およびＩＲ（赤外）光を射出するＬＥＤ列１８ｉｒが、各列のＬＥＤの配列方向と直交する方向に配列された構成を有する。なお、ＩＲ光は、フィルムＦに付着した異物およびフィルムＦの傷等を検出する際に用いられるものである。
ＬＥＤ光源１８には、光源ドライバ３６が接続されており、この光源ドライバ３６によって、各ＬＥＤ列の点灯、消灯（オン・オフ）および光量（読取光の光量）が制御される。本発明においては、後述するように千鳥格子ＣＣＤ２６は開口率が低い。このため、ＬＥＤ光源１８は光量を開口率に合わせることが好ましい。
【００１７】
拡散ボックス２０は、ＬＥＤ光源１８から射出された読取光を拡散して、フィルムＦに入射する読取光を、フィルムＦの面方向で均一にするものである。
読取光の拡散手段には特に限定はなく、公知の手段が各種利用可能である。図１に示す拡散ボックス２０は、一例として、内面が反射面となっているミラーボックスの上下面（開放面）を光拡散板で閉塞してなるものである。
【００１８】
キャリア２２は、フィルムＦを長手方向に搬送して、フィルムＦに撮影された各画像（コマ）を、１つずつ、順次、所定の読取位置に搬送して、保持するものである。
このキャリア２２は、フィルムＦの搬送手段、読取領域を規制するマスク、フィルムＦに光学的に記録されるＤＸコードなどのバーコードの読取手段、および磁気情報の記録／読取手段（新写真システム）等を有し、公知のフォトプリンタ（アナログおよびデジタル）に装着される通常のフィルムキャリアである。
各種のフォトプリンタと同様、フォトプリンタ１０（画像読取装置１２）には、新写真システム（ＡｄｖａｎｃｅｄＰｈｏｔｏＳｙｓｔｅｍ）または１３５サイズのネガフィルムなどのフィルムサイズ等に応じて、画像読取装置１２の本体に装着自在な専用のキャリア２２が用意されており、キャリア２２を交換することにより、各種のフィルムおよび処理に対応することができる。
【００１９】
ここで、ＬＥＤ光源１８から射出され、拡散ボックス２０によって拡散された読取光は、キャリア２２によって所定の読取位置に保持されるフィルムＦの１コマに入射して、透過する。これにより、このコマに撮影された画像を担持する透過光が得られる。
この透過光は、結像レンズユニット２４によって、千鳥格子ＣＣＤ２６の受光面に結像されて、光電変換して読み取られ、フィルムＦに撮影された画像が、画像読取装置１２によって光電的に読み取られる。
【００２０】
図示例の画像読取装置１２においては、前述のＬＥＤ光源１８から、Ｒ、ＧおよびＢ（または、さらにＩＲ）の読取光を順次射出して、フィルムＦに入射させ、その透過光を千鳥格子ＣＣＤ２６によって読み取ることにより、フィルムＦに撮影された画像をＲ、ＧおよびＢの３原色に分解して読み取る。
また、画像読取装置１２（フォトプリンタ１０）においては、通常、１コマに対して、出力画像を得るための本スキャンと、本スキャンの読取条件または画像処理条件を決定するために、本スキャンに先立って行われるプレスキャンの、２種の画像読み取りが行われる。すなわち、１コマにつき、少なくとも６回（［Ｒ，Ｇ，Ｂ］×２、またはＩＲを含めた７回もしくは８回）の読み取りが行われる。この点に関しては、通常のフィルムスキャナと同様である。
【００２１】
図３（ａ）は、本発明の画像読取装置１２のエリアイメージセンサ（千鳥格子ＣＣＤ２６）の読取素子ｅの配置を示す模式的平面図、（ｂ）は、エリアイメージセンサ（千鳥格子ＣＣＤ２６）の読取素子ｅの部分断面図である。
図３（ａ）に示すように、本発明の画像読取装置１２における千鳥格子ＣＣＤ２６（エリアイメージセンサ）は、読取素子ｅが所定数所定密度で千鳥格子状に配置されたエリアＣＣＤセンサである。すなわち、本発明の画像読取装置１２に利用される千鳥格子ＣＣＤ２６は、矢印ｘで示されるフィルムＦの幅方向（または、矢印ｙで示されるフィルムＦの長手方向）に対して、所定数の読取素子ｅが所定密度で、所望の画素数となるようにジグザグに配置されている。
【００２２】
図３（ｂ）にその部分断面図を示すように、千鳥格子ＣＣＤ２６の読取素子ｅにおいては、例えば、Ｓｉからなる半導体基板６０に深いｐ型ウエル領域６２が形成されている。この深いｐ型ウエル領域６２には、光電変換部６４が形成されている。光電変換部６４は、その受光面６４ａで受光された光を電荷に変え、この電荷を蓄積するものである。深いｐ型ウエル領域６２には、この光電変換部６４に所定の間隔をおいて転送チャネル６６が形成されている。光電変換部６４と転送チャネル６６との間が転送ゲート６５となる。この転送チャネル６６は、転送ゲート６５を介して光電変換部６４に蓄積された電荷を読み出すものである。
転送チャネル６６に隣接して分離領域６８が形成されている。この分離領域６８により、千鳥格子ＣＣＤ２６における各読取素子ｅが相互に分離される。
【００２３】
深いｐ型ウエル領域６２の全面に第１の絶縁膜７０が形成されている。第１の絶縁膜７０の上には、転送ゲート６５および転送チャネル６６に整合する位置に転送電極７２が形成されている。この転送電極７２を覆うようにして第２の絶縁膜７４が形成されている。第１の絶縁膜７０および第２の絶縁膜７４の上には、遮光膜７６（遮光手段）が形成されている。この遮光膜７６には、光電変換部６４と整合する位置に平面視略八角形状の開口部７８が形成されている。遮光膜７６は、光電変換部６４の一部を覆って遮っており、光電変換部６４の受光面積を縮小している。この開口部７８に対応する光電変換部６４の部分が光電変換部６４の受光面６４ａとなり、この受光面６４ａの面積が光電変換部６４の有効受光面積となる。
【００２４】
遮光膜７６および第１の絶縁膜７０を覆うようにして焦点調整層８０が形成されている。この焦点調整層８０の上に平坦化層８２が形成されている。この平坦化層８２の上には、例えば、開口部７８に整合する位置にマイクロレンズ８４が形成されている。マイクロレンズ８４は、その焦点位置が、例えば光電変換部６４の受光面６４ａとなっている。このように、マイクロレンズ８４を設けることより、光電変換部６４に光が多く集光され、それ以外の部分に光が入射することが抑制される。
このマイクロレンズ８４は、転送チャネル６６等への有害な入光を防ぐ働きを持っている。有効開口率を制限する本発明においては、マイクロレンズ８４の主目的は有害な光を防ぐことにある。
【００２５】
また、本発明において、開口率とは、千鳥格子ＣＣＤ２６の撮像面全体の面積に対する各読取素子ｅにおける光電変換部６４の受光面６４ａの総面積の比率のことである。
なお、本発明においては、読取素子ｅの画素数および画素密度を変えることなく、開口部７８の大きさを変えることにより、開口率だけを変える。本発明においては、例えば、遮光膜７６の開口部７８の総面積、すなわち、受光面６４ａの総面積を小さくすることにより、光電変換部６４の有効受光面積の総面積を小さくして開口率を下げることができる。例えば、図３（ａ）に示す千鳥格子ＣＣＤ２６においては、マイクロレンズ８４を含む有効開口率は１８．５％である。このように、開口部７８の面積を小さくすることにより、転送チャネル６６に乱反射などによって光が入射することが抑制されるので、スミア現象が抑制される。
さらに、マイクロレンズ８４を設けることにより、光が光電変換部６４に集光され、乱反射によって転送チャネル６６に入射する光量が低減し、スミア現象が更に一層抑制される。
【００２６】
また、本発明においては、読取素子ｅの開口率（有効開口率を含む）は１２．５乃至２５％であることが好ましい。読取素子ｅの開口率が１２．５％未満では、ＬＥＤ光源１８の光量を多くする必要があるとともに、読取画像にモアレが生じやすくなるので好ましくない。一方、読取素子ｅの開口率が２５％を超えると、画素ずらしによって読取位置を変えて画像を読み取った場合、読取回数が４回を超えても空間解像度の向上が望めない。
上述の如く、一般的にＣＣＤは開口率を大きくする傾向にある。しかし、本発明は、読取素子の開口部の開口面積を小さくすることにより、エリアイメージセンサ（千鳥格子ＣＣＤ２６）の画素数を変えずに、エリアイメージセンサ（千鳥格子ＣＣＤ２６）の読取素子の所定密度で定まる有効受光面積を縮小したことを特徴とするものである。
【００２７】
図３（ａ）および（ｂ）に示す千鳥格子ＣＣＤ２６は、読取素子が正方格子状に配列（正方配列）されている通常のエリアＣＣＤセンサ（以下、正方格子ＣＣＤという）に比べ、感度、Ｓ／Ｎ比、ダイナミックレンジ、および実効画素数の点で有利であることが知られている。
しかも、後に詳述するが、このような千鳥格子ＣＣＤ２６を用いる画像読取装置１２においては、正方格子ＣＣＤよりも少ない画素ずらし回数で、画像読取の解像度を向上させることができる。従って、フォトプリンタ等において、高画質モードまたは大判のプリント出力のために、画素ずらしを行って画像読み取りを行う際にも、高い生産性を確保することができる。
また、開口率を小さくして、同一フィルム画像の読取回数を多くした場合には、画像の読取位置が変わり、各読取位置における読取素子（の受光面）の重なりを小さくすることができるので、空間解像度が高い読取画像を得ることができる。なお、読取素子ｅのマイクロレンズ８４は、必ずしも設ける必要はない。
【００２８】
図１に示す画像読取装置１２において、千鳥格子ＣＣＤ２６は、フィルムの幅方向（矢印ｘ方向、図１の紙面に垂直な方向（図３（ａ）参照））および長手方向（矢印ｙ方向）に対して、読取素子が千鳥格子状となるように、基板４０に保持されている。この基板４０には、画素ずらし手段２８が設けられている。
本発明において、画素ずらし手段２８すなわち千鳥格子ＣＣＤ２６の移動手段には特に限定はなく、通常エリアＣＣＤセンサを用いる画像読み取りで行われている公知のものが各種利用可能である。
【００２９】
図４は、デジタルフォトプリンタの画像読取装置の画素ずらし手段を示す模式図である。画素ずらし手段２８は、画像読取の画素密度を向上させ、画像読取の解像度を向上させるために、千鳥格子ＣＣＤ２６をフィルムＦの幅方向ｘと４５度の角度をなす方向（以下、α方向という）、およびこのα方向と直交する方向（以下、β方向という）の少なくとも一方に移動させる、いわゆる画素ずらしを行うものである。
本実施例において、画素ずらし手段２８は、図４に示すように、基板４０には、α方向に基板４０を移動させるピエゾ素子４２ｂと、β方向に基板４０を移動させるピエゾ素子４２ａとが設けられている。ピエゾ素子４２ａ、４２ｂは、ピエゾドライバ４４によって駆動される。ピエゾ素子４２ａは、基板４０を（すなわち、千鳥格子ＣＣＤ２６を）β方向に移動させる。また、ピエゾ素子４２ｂは、基板４０をα方向に移動させる。
ピエゾドライバ４４は、フィードバック回路（図示せず）を有している。このフィードバック回路により、ピエゾドライバ４４は、α方向およびβ方向の各方向に対して、所定の移動量だけ千鳥格子ＣＣＤ２６を正確に移動させることができる。
【００３０】
図５は、本発明の画像読取装置による画素ずらし手段によるピエゾ素子の動作を説明する模式図であり、図３（ａ）に示す領域Ａの拡大図である。図５は、図３（ａ）に示す領域Ａ内にある４つの読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ａ、ｅ_ｂ、ｅ_ｃだけを示し、他の構成については図示を省略する。
また、図５においては、後述するように、読取素子ｅ_Ｏの動きだけについて説明する。これ以外の各読取素子ｅ_ａ、ｅ_ｂ、ｅ_ｃも、読取素子ｅ_Ｏと連動して、その画素位置が変るものであるが、他の読取素子ｅ_ａ、ｅ_ｂ、ｅ_ｃの動作については、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
図５に示すように、読取素子ｅ_Ｏと読取素子ｅ_ｂとは、ｘ方向において画素ピッチＰ（例えば、１５．２μｍ）で配置されており、読取素子ｅ_Ｏは、α方向において読取素子ｅ_ａと画素間隔ｐで配置され、β方向においても読取素子ｅ_ｃと画素間隔ｐで配置されている。ここで、画素ピッチＰと画素間隔ｐとの関係は、Ｐ＝ｐ×√２である。なお、本実施例においては、図５に示す読取素子ｅ_Ｏの位置を基準位置Ｏとする。
また、本実施例においては、ピエゾ素子４２ａ、４２ｂにより、千鳥格子ＣＣＤ２６をα方向およびβ方向に所定量移動させることができる。例えば、α方向およびβ方向の各方向にｐ／４間隔で千鳥格子ＣＣＤ２６を移動させることにより、図５に示すように、読取素子ｅ_Ｏをα方向およびβ方向の各方向について基準位置Ｏから画素間隔ｐの距離内で、例えば、ｐ／４間隔で移動させることができる。このため、図５に示すように、ｐ／４、ｐ／２および３ｐ／４の３通りの移動量で読取素子ｅ_Ｏの画素位置を変えると、読取素子ｅ_Ｏを基準位置Ｏから最大で１５点の他の画素位置に移動させることができる。
【００３２】
なお、駆動手段としては、ピエゾ素子には限定されず、それほどスピードを問題としないのであれば、例えば、ソレノイド、またはパルスモータ等で駆動するようにしてもよい。また、千鳥格子ＣＣＤ２６自体を動かす必要は必ずしもなく、キャリア２２を動かすか、またはレンズで調整したりする等の方法により千鳥格子ＣＣＤ２６の読み取り位置が、フィルム画像に対して相対的に移動すればよい。
【００３３】
次に、画素ずらし手段２８による千鳥格子ＣＣＤ２６の移動方法、すなわち、画素ずらし方法について説明する。
本実施例の画像読取装置１２は、一例として、３つの読取モード（モード１〜モード３）を有し、読取モードと画素ずらしの回数との組み合わせによって、読取サイズ１〜読取サイズ４の４つの読取サイズ（一回（１色）の画像読取における画素数＝解像度）が設定されている。
サイズ設定部４６は、設定された読取サイズに応じて、ピエゾドライバ４４を制御してピエゾ素子４２ａ、４２ｂの駆動すなわち画素ずらしを行うものであり、また、補間演算部３４等に読取サイズの情報を送る。この点については、後に詳述する。
【００３４】
本実施例においては、画素間隔ｐ内でｐ／４間隔で読取素子ｅ_Ｏを移動させることができるので、例えば、４つの読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ａ、ｅ_ｂ、ｅ_ｃで囲まれる領域内において、所定の解像度を得るために、読取素子が配置されていない領域に読取素子を移動させて画像読み取りができる。本実施例においては、読取素子の位置を、例えば、最大で７箇所変えて８回画像読み取りを行う。
例えば、本実施例では、後述するように、読取サイズ１は、読取素子ｅ_Ｏが基準位置Ｏで画像読み取りを行うものである。また、読取サイズ２は、１回画素ずらしをし、２回画像読み取りを行うものである。さらに、読取サイズ３は、３回画素ずらしをし、４回画像読み取りを行うものである。さらにまた、読取サイズ４は、７回画素ずらしをし、８回画像読み取りを行うものである。
【００３５】
図６は、本実施例の基準位置にある読取素子を移動させる全ての画素位置を重ねて示す模式図である。図６は、読取素子ｅ_Ｏが基準位置Ｏから画素ずらしによって移動される画素位置ｆ〜ｎを示すものである。なお、図６に示す読取素子ｅ_ｆ、ｅ_ｇ、ｅ_ｈ、ｅ_ｊ、ｅ_ｋ、ｅ_ｍ、ｅ_ｎは、読取素子ｅ_ｏが各画素位置ｆ〜ｎに移動した場合の各読取素子を示すものである。
本実施例においては、画素ずらしをして画像読み取りをする７箇所の画素位置ｆ〜ｎは予め決定されており、読取素子ｅ_Ｏの基準位置Ｏから各画素位置ｆ〜ｎへの移動量は、下記表１に示すように設定されている。下記表１に示す移動量だけピエゾドライバ４４により、ピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動することにより、読取素子ｅ_Ｏを各画素位置ｆ〜ｎに移動させることができる。
【００３６】
【表１】

【００３７】
また、本実施例において、上述の読取サイズ１〜読取サイズ４については、下記表２に示すように、各読取サイズ１〜読取サイズ４毎に画像読み取りをする画素位置が設定されている。このため、読取サイズ１〜４を決定することにより、サイズ設定部４６により、画像を読み取る画素位置が決定され、この画素位置に基づいてピエゾ素子４２ａ、４２ｂの移動量も決定される。
このように、本実施例においては、各読取サイズ１〜読取サイズ４に応じて、千鳥格子ＣＣＤ２６を移動させて、読取素子ｅ_Ｏの画素位置を変えて画像読み取りをし、その出力信号をアンプ３０に出力する。
【００３８】
【表２】

【００３９】
図１に示すように、千鳥格子ＣＣＤ２６の出力信号（画像信号）は、アンプ３０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３１で変換されてデジタル画像信号とされ、このデジタル画像信号には、ＣＣＤ補正部３２によって、ＤＣオフセット補正、暗時補正またはシェーディング補正等の所定のデータ補正が施される。
ＣＣＤ補正部３２で処理された画像信号は、読取サイズに応じて、セレクタ４８の作用の下、画素の並べ替えを行う場合には補間演算部３４で処理された後に画像処理装置１４に送られる。他方、ＣＣＤ補正部３２で処理された画像信号は、画素の並び換えを行わない場合には、画像処理装置１４に直接送られる。
【００４０】
前述のように、本発明の画像読取装置１２は、千鳥格子ＣＣＤ２６を用いてフィルムＦに撮影された画像を読み取る。しかしながら、画像を出力するためには、画素は、正方格子状に配列されている必要がある。
補間演算部３４は、必要に応じて、ＣＣＤ補正部３２で処理された画像信号を補間演算して画素の並び換えを行い、画像処理装置１４に出力する画像（画像信号）の画素（出力画素）の配列を、正方格子状にするものである。
【００４１】
なお、本実施例の画像読取装置１２においては、補間演算部３４は、ｌｏｇ変換されていない（真数）画像信号を用いて、補間演算による画素の並び換えを行っている。しかしながら、本発明はこれに限定はされず、ＣＣＤ補正部３２の後にｌｏｇ変換器を配置し、ｌｏｇ変換した画像信号（すなわち濃度データ）を用いて、補間演算による画素の並び換えを行ってもよい。
ｌｏｇ変換は、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）等を用いるｌｏｇ変換器によって行えばよい。
【００４２】
前述のように、画像読取装置１２は、３つの読取モード（モード１〜モード３）を有し、画像読取装置１２には、読取モードと画素ずらし回数とを組み合わせて、４つの読取サイズ（読取サイズ１〜読取サイズ４）が設定されている。
【００４３】
モード１は、同一フィルム画像（同一コマ画像）について、画素ずらしを行わずに、補間演算部３４による画素の並び換えのみを行うモードである。また、モード２は、同一フィルム画像について、画素の並び換えを行わず、画素ずらし手段２８を用いた画素ずらしのみを行うモードである。さらに、モード３は、同一フィルム画像について、画素ずらしおよび画素の並び換えの両者を行うモードである。
従って、前記サイズ設定部４６からの情報に応じて、モード１およびモード３では、セレクタ４８によってＣＣＤ補正部３２と補間演算部３４とが接続され、モード２では、セレクタ４８によってＣＣＤ補正部３２と画像処理装置１４とが接続される。
このような３つの読取モードを有する本発明の画像読取装置１２によれば、各種の読取サイズ（解像度）に対応して、高い生産性と高画質とをバランスさせた、最適な読取モードを選択できる。
【００４４】
一方、読取サイズは、フォトプリンタ１０が出力するプリントのサイズ、画像の拡大率等に応じて、適宜選択される。画像読取装置１２では、この読取サイズに応じた読取モードおよび画素ずらし回数で、１回、すなわち各色毎（Ｒ、ＧおよびＢ、またはさらにＩＲ）の画像読み取りが行われる。
例えば、オペレータによって入力されたプリントサイズおよび拡大率などの情報がサイズ設定部４６に供給され、サイズ設定部４６が、これに応じて、読取サイズを選択して、行うべき画素ずらしに応じて画素ずらし手段２８のピエゾドライバ４４を制御し、また、読取サイズ（読取モード）の情報を、セレクタ４８および補間演算部３４に供給する。
【００４５】
本実施例の画像読取装置１２において、読取サイズ１は、同一フィルム画像について、モード１での画像読み取りを行うもので、最小サイズ（最小画素数）の画像読み取りである。読取サイズ１は、上記表２に示すように、画素ずらしを行わず、読取素子ｅ_Ｏを基準位置Ｏのままで画像を読み取りをするものである。例えば、１３５サイズのフィルムまたは新写真システムのフィルム（ＩＸ２４０）から、Ｌサイズ、ＣタイプまたはＨタイプ等の通常サイズのプリントを作製する際に選択される。
前述のように、モード１による画像読み取りは、画素ずらしを行わずに、補間演算部３４における補間演算による画素の並べ換えのみを行うモードである。
【００４６】
前述のように、補間演算部３４は、千鳥格子ＣＣＤ２６を用いた画像読み取りにおける補間演算方法を実施するものである。
すなわち、補間演算部３４は、サイズ設定部４６からの読取サイズの情報に応じて、互いに最も近隣する読取素子の画像信号を補間して、千鳥格子ＣＣＤ２６による画像信号（原信号）は出力せずに、補間による画像信号のみを出力することにより、画素の並び換えを行い、出力画素を正方格子状に配列する。言い換えれば、千鳥格子ＣＣＤ２６が対応する正方格子方向（ｘ方向およびｙ方向）の読取素子の配置に対して、斜め方向に隣り合わせる読取素子間で補間を行うことにより、画素の並び換えを行う。
なお、補間によって得られた画像信号の割り付け位置は、出力画素を正方格子状に配列できる位置であればよい。中でも、補間を行った読取素子の間に割り付けて画素を正方格子状に配列（正方配列）するのが好ましく、特に、両素子の中間位置に割り付けて画素を正方格子状に配列（正方配列）するのが好ましい。
【００４７】
本実施例の画像読取装置１２において、読取サイズ２は、同一フィルム画像について、モード２による画像読み取りを行うもので、画素ずらし手段２８による画素ずらしを１回行う。すなわち、読取サイズ２においては、上記表２に示すように、１色の画像読み取りにつき、２面の読み取りを行う（画素ずらし１回の２回読取）。なお、モード２では、補間演算部３４による画素の並べ換えは行わず、画素ずらしのみを行うのは、前述の通りである。
この読取サイズ２は、読取サイズ１よりも若干大きなプリント（例えば、２Ｌサイズ等）の作製、または若干拡大を伴うトリミングした画像を作成する際に選択されるものである。
【００４８】
図７は、読取サイズ２における読取素子（の受光面）の配置を示す模式図であって、１回目の画素ずらし後の２回目の画素ずらしの読み取りにおける各読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ｇの配置を重ねて示すものである。画像読み取りを行う画素位置Ｏ、ｇは、上記表２に示すように予め決定されている。
読取サイズ２では、まず、読取サイズ１での読み取りと同様に、読取素子ｅ_Ｏ（の受光面）を画素ずらしを行わない基準位置Ｏで１回目の画像読み取りを行う。次いで、サイズ設定部４６による指示の下、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動して、千鳥格子ＣＣＤ２６をα方向およびβ方向にそれぞれｐ／２だけ移動して画素ずらしを行い、画素位置ｇに読取素子ｅ_ｇ（の受光面）を配置した後、２回目の画像読み取りを行う。
【００４９】
図７に示すように、読取サイズ２では、１回の画素ずらしによって読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ｇ（の受光面）が正方格子状に配列されたのと同じ状態にできる。
従って、補間演算による画素の並び換えは不要で、各読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ｇの重心位置（図中×で示す）を出力画素位置として、画像信号は、セレクタ４８によって、ＣＣＤ補正部３２から画像処理装置１４に送られる。
【００５０】
通常の正方格子状ＣＣＤでは、画素ずらしによって画像の読取解像度を上げ、かつ、正方格子状の出力画素を得るためには、２回以上の画素ずらしが必要であり、従って、ｘ方向およびｙ方向の２軸の画素ずらし手段が必要になる。
これに対し、千鳥格子ＣＣＤ２６を用いる本発明においては、１方向に１回の画素ずらしで解像度を上げることができるので、読取効率すなわち生産性を低下させることなく解像度を上げることができる。また、これ以上の解像度を要求されないスキャナであれば、１軸の画素ずらし手段のみで良いので、装置コストも低減できる。なお、本発明においても、後述するように、より大サイズの画像の読み取りを行う場合には、図示例のような２軸の画素ずらし手段が必要であるが、同じ解像度であれば、正方格子ＣＣＤに比して少ない画素ずらし回数でよい。
そのため、本発明によれば、各種の読取サイズにおいて、高い生産性を維持できる。
【００５１】
読取サイズ３は、同一フィルム画像について、モード３による画像読み取りを行うものであり、画素ずらし手段２８による画素ずらしを３回行うと共に、補間演算部３４による画素の並び換えも行う。すなわち、読取サイズ３においては、上記表２に示すように、１色の画像読み取りにつき、４面の読み取りを行う（画素ずらし３回の４回読取）。
読取サイズ３は、読取サイズ２よりもさらに大きなサイズのプリント（例えば、六切または四切等）の作製、または大きな拡大をする際に選択されるものである。
【００５２】
図８は、読取サイズ３における読取素子（の受光面）の配置を示す模式図であって、１乃至３回目の画素ずらし後の４回目の画素ずらし読み取りにおける各読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ｆ、ｅ_ｇ、ｅ_ｈの配置を重ねて示すものである。画像読み取りを行う画素位置Ｏ、ｆ、ｇ、ｈは、上記表２に示すように予め決定されている。
読取サイズ３では、例えば、まず、基準位置Ｏに配置された読取素子ｅ_Ｏ（の受光面）で、１回目の画像読み取りを行う。
【００５３】
次いで、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ｂを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからα方向にｐ／２だけ移動させて、画素位置ｆに読取素子ｅ_ｆ（の受光面）を配置した後、２回目の画像読み取りを行う。
次いで、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからα方向およびβ方向にｐ／２だけ移動させて、画素位置ｇに読取素子ｅ_ｇ（の受光面）を配置した後、３回目の画像読み取りを行う。
【００５４】
次いで、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからβ方向にｐ／２だけ移動させて、画素位置ｈに読取素子ｅ_ｈ（の受光面）を配置した後、４回目の画像読み取りを行う。このようにして、画素ずらしを３回での４回画像読み取りが終了する。
【００５５】
一方、補間演算部３４は、３回の画素ずらしによる４面の読み取りによって得られた画像信号を用いて、補間演算を行って、画素の並び換えを行い、画素の配列を正方格子状にする。
この補間演算による画素の並び換えは、前述の読取サイズ１で行った方法と同様に行われる。すなわち、互いに最も近隣する読取素子の画像信号を補間して出力画像信号とし、両読取素子の中間位置を出力画素位置として、前記出力画像信号を割り付け、この中間位置のみを出力画素位置とすることにより、正方格子状の画素配列とする。
【００５６】
ここで、本発明において、画素ずらしを行った際の補間演算における、互いに最も近隣する読取素子とは、千鳥格子ＣＣＤ２６自身において最も近隣する読取素子ではなく、読取素子を、全ての面の読み取りに対応する位置に配列した状態において、最も近隣する読取素子である。
例えば、１回目の画像読み取りにおける読取素子ｅ_Ｏの画像信号と、４回目の画像読み取りにおける読取素子ｅ_ｈの画像信号とを補間して出力画像信号を得、両者のα方向およびβ方向における中間位置ｅ_Ｏ／ｅ_ｈを出力画素位置として、出力信号を割り付ける。
【００５７】
読取サイズ４は、同一フィルム画像について、モード２による画像読み取りを行うものであり、上記表２に示すように、画素ずらしを７回行って、１つの画像を読み取る。すなわち、読取サイズ４においては、１色の画像読み取りにつき、８面の読み取りを行う（画素ずらし７回の８回読取）。
読取サイズ４は、フォトプリンタ１０において、最大サイズのプリント（例えば、半切等）の作製、または拡大率が大きい場合に選択される。
【００５８】
図９は、読取サイズ４における読取素子（の受光面）の配置を示す模式図であって、１乃至７回目の画素ずらし後の８回目の画素ずらし読み取りにおける各読取素子ｅ_Ｏ、ｅ_ｆ、ｅ_ｇ、ｅ_ｈ、ｅ_ｊ、ｅ_ｋ、ｅ_ｍ、ｅ_ｎの配置を重ねて示すものである。この読取サイズ４においては、読取サイズ３と比較して、読取サイズ３による読み取り後、さらに画素ずらしを４回行って合計８回の画素読み取りを行うものである。このため、読取サイズ３と共通する画像読み取りの詳細な説明は省略し、５回目の画像読み取り以降について詳細に説明する。
読取サイズ４でも、まず、基準位置Ｏに配置された読取素子ｅ_Ｏ（の受光面）で１回目の画像読み取りを行う。次いで、上述の如く、順次画素位置ｆ、ｇ、ｈにおいて２〜４回目の画像読み取りを行う。
【００５９】
画素位置ｈで４回目の画像読み取りをした後、次に、画素位置ｊで５回目の画像読み取りを行う。このとき、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからα方向およびβ方向にｐ／４だけ移動させて、画素位置ｊに読取素子ｅ_ｊ（の受光面）を配置した後、５回目の画像読み取りを行う。
次いで、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからα方向に３ｐ／４だけ移動させ、β方向にｐ／４だけ移動させて、画素位置ｋに読取素子ｅ_ｋ（の受光面）を配置した後、６回目の画像読み取りを行う。
【００６０】
次いで、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからα方向に３ｐ／４だけ移動させ、β方向に３ｐ／４だけ移動させて、画素位置ｍに読取素子ｅ_ｍ（の受光面）を配置した後、７回目の画像読み取りを行う。
次いで、ピエゾドライバ４４がピエゾ素子４２ａ、４２ｂを駆動し、千鳥格子ＣＣＤ２６を、基準位置Ｏからα方向にｐ／４だけ移動させ、β方向に３ｐ／４だけ移動させて、画素位置ｎに読取素子ｅ_ｎ（の受光面）を配置した後、８回目の画像読み取りを行う。このようにして、画素ずらしを７回での８回画像読み取りが終了する。
【００６１】
図９に示すように、読取サイズ４でも、画素ずらしによって読取素子が正方格子状に配列されたのと同じ状態にできるので、補間演算による画素の並び換えは不要であり、各面における各読取素子の重心位置を出力画素位置として、画像信号は、セレクタ４８によって、ＣＣＤ補正部３２から画像処理装置１４に送られる。
【００６２】
なお、本実施例において、設定される読取サイズは、上記読取サイズ１〜４に限定はされず、例えば、同一フィルム画像について、画素ずらしを７回以上行う読取サイズ等、各種のものが設定可能である。
本実施例においては、所定数所定密度で千鳥格子状に設けられた読取素子ｅの光電変換部６４の受光面６４ａの受光面積（有効受光面積）を、遮光膜７６の開口部７８を意図的に小さくする。これにより、読取素子ｅの数および密度により決定される有効受光面積を縮小する。このように、画素密度を変えることなく有効受光面積を縮小することにより、同一のフィルム画像について千鳥格子ＣＣＤ２６の読取位置を変えて４回よりも多くの画像読み取りを行っても、各読取位置における読取素子（の受光面）の重なりが小さくなるので、同一フィルム画像について空間解像度が高い読取画像を得ることができる。
例えば、本実施例においては、読取サイズ２（画素ずらし１回、画像読取２回）で、有効開口率は３７％であり、読取サイズ３（画素ずらし３回、画像読取４回）で、有効開口率は７４％であり、読取サイズ４（画素ずらし７回、画像読取８回）で、有効開口率は１４８％である。このように、読取サイズ４であっても、有効開口率は１４８％と低いので、空間解像度が高い読取画像を得ることができる。さらに、本実施例においては、千鳥格子ＣＣＤ２６の開口率をモアレが生じる開口率よりも大きい開口率としているので、読取画像にモアレが生じることもない。
【００６３】
前述のように、ＣＣＤ補正部３２で処理された画像信号は、必要に応じて、補間演算部３４で画素の並び換えが行われて、画像処理装置１４に送られる。
画像処理装置１４は、画像読取装置１２から出力された画像信号を、Ｌｏｇ変換器によって変換してデジタルの画像データ（濃度データ）とし、さらに、この画像データに、色／濃度補正、階調補正、およびグレイバランス補正等の所定の画像処理を施して、さらに３Ｄ−ＬＵＴ（３次元ルックアップテーブル）等を用いて処理済の画像データを変換して、プリンタ１６による記録用の画像データ、またはＣＲＴもしくはＬＣＤ等のディスプレイによる表示用の画像データとして出力するものである。
なお、Ｌｏｇ変換は、画像読取装置１２において、ＣＣＤ補正部３２の後に行ってもよいのは、前述の通りである。
【００６４】
プリンタ１６は、画像処理装置１４から出力された画像データに応じて感光材料（印画紙）を走査露光して潜像を記録し、感光材料に応じた現像処理を施して（仕上り）プリントとして出力する。
例えば、感光材料をプリントに応じた所定長に切断した後に、バックプリントの記録、または感光材料（印画紙）の分光感度特性に応じた、Ｒ露光、Ｇ露光およびＢ露光の３種の光ビームを画像データ（記録画像）に応じて変調すると共に、主走査方向に偏向し、主走査方向と直交する副走査方向に感光材料を搬送することによる潜像の記録等を行い、潜像を記録した感光材料に、発色現像、漂白定着および水洗等の所定の湿式現像処理を行い、乾燥してプリントとした後に、仕分けして集積する。
【００６５】
以上、本発明の画像読取装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
例えば、前述の画像読取装置は、３原色およびＩＲの読取光を射出するＬＥＤ光源を用いているが、本発明はこれに限定されず、例えば、白色光源と３原色の色フィルタ（または、さらにＩＲフィルタ）を有するフィルタターレットを用い、各色フィルタを順次光路に挿入して、フィルムに撮影された画像を３原色に分解して読み取るスキャナ等の各種のフィルムスキャナに利用可能である。
また、本発明の画像読取装置においては、例えば、モード２またはモード３を行う読取サイズが選択された場合であっても、プレスキャンでは、画素ずらしは、必ずしも行う必要はない。
【００６６】
さらに、画素ずらしによる多画素化を行なわず、または画素ずらし回数が少ない場合には、千鳥格子ＣＣＤ２６を移動しながら、画像を読み取り、モアレを低減することが好ましい。写真のプリントが、例えばＬサイズ程度の小さいものであれば、本発明においては、同一フィルム画像について、７回画素ずらしをし、８回画像を読み取ることをしなくても、１回の読み取りで十分な解像度を得ることができる。また、画素ずらしによるプリント能力の低下を回避するために、画素ずらしをしなくて良い場合もある。しかしながら、開口部７８の面積（受光面６４ａの面積）が小さく、かつ開口率が小さい場合、読取画像にモアレが発生しやすくなる。このため、画素ずらしをしないか、または画素ずらし回数を少なく画像を読み取る場合には、同一のフィルム画像の画像読み取りに際して、千鳥格子ＣＣＤ２６を微妙に動かして、千鳥格子ＣＣＤ２６の読取位置を移動させながら画像の読み取りを行う。これにより、開口部７８の面積を見かけ上大きくすることができ、読取画像にモアレが発生することを防止できる。
【００６７】
さらにまた、開口部７８の開口形状をｘ方向およびｙ方向において、同一とし、空間周波数をｘ方向およびｙ方向で同じにすることにより、読取画像について等方性が得られる。このため、画像処理をｘ方向およびｙ方向において等価に行うことができる。これにより、画像処理後の画質を高画質とすることができる。
また、開口部７８の開口形状をｘ方向およびｙ方向に加えて、更にα方向またはβ方向についても同一にすることにより、更に一層読取画像について等方性が得られる。これにより、画像処理後の画質を更に一層高画質とすることができる。
【００６８】
また、本発明の実施例においては、エリアイメージセンサとして、千鳥格子ＣＣＤを用いて説明したが、本発明は、特に、これに限定されるものではない。エリアイメージセンサの読取素子は、規則格子状、または不規則格子状に配置されていてもよい。例えば、上述の如く、読取素子を正方格子状に配置してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の画像読取装置によれば、格子状に読取素子が配列されたエリアイメージセンサの読取位置を変えて、同一フィルム画像を４回より多く画像読み取りをする場合であっても、高い空間解像力の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像読取装置を利用するデジタルフォトプリンタの一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像読取装置のＬＥＤ光源を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の画像読取装置のエリアイメージセンサの読取素子の配置を示す模式的平面図、（ｂ）は、エリアイメージセンサの読取素子の部分断面図である。
【図４】本発明の画像読取装置の画素ずらし手段を示す模式図である。
【図５】本発明の画像読取装置による画素ずらし手段を示す模式図である。
【図６】本実施例の基準位置にある読取素子を移動させる全ての画素位置を重ねて示す模式図である。
【図７】本実施例の読取サイズ２における各読取素子の配置を示す模式図である。
【図８】本実施例の読取サイズ３における各読取素子の配置を示す模式図である。
【図９】本実施例の読取サイズ４における各読取素子の配置を示す模式図である。
【図１０】（ａ）は、従来のエリアＣＣＤの読取素子の配置を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）に示すエリアＣＣＤにおいて、１回目の画素ずらし後の読み取りにおける読取素子の配置を重ねて示す模式図、（ｃ）は、（ａ）に示すエリアＣＣＤにおいて、１、２、３回目の画素ずらし読み取りにおける読取素子の配置を重ねて示す模式図である。
【符号の説明】
１０デジタルフォトプリンタ
１２画像読取装置
１４画像処理装置
１６プリンタ
１８ＬＥＤ光源
２０ディスプレイ
２２キャリア
２４結像レンズユニット
２６千鳥格子ＣＣＤ
２８画素ずらし手段
３０アンプ
３１Ａ／Ｄ変換器
３２ＣＣＤ補正部
３４補間演算部
３６光源ドライバ
４０基板
４２ａ，４２ｂピエゾ素子
４４ピエゾドライバ
４６サイズ設定部
４８，５４セレクタ
５０１ライン遅延メモリ
５２１画素遅延部
５６平均化処理部
５８画素割付部
６０半導体基板
６２深いｐウエル領域
６４光電変換部
６５転送ゲート
６６転送チャネル
６８分離領域
７０第１の絶縁膜
７２転送電極
７４第２の絶縁膜
７６遮光膜
７８開口部
８０焦点調整層
８２平坦化層
８４マイクロレンズ
１００従来のエリアＣＣＤセンサ
ａ〜ｈ、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ読取素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reading apparatus used for reading an image of a film in a digital photo printer or the like, and in particular, using an area image sensor in which reading elements are arranged in a lattice shape, and moving the area image sensor, The present invention relates to an image reading apparatus capable of obtaining an image with a high spatial resolution even when an image of the same frame is read by shifting the pixel more than four times.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image reading device (scanner) using an area CCD as an area image sensor has been proposed (for example, see Patent Document 1). For example, a conventional image reading device disclosed in Patent Document 1 is a device that photoelectrically reads an image shot on a film frame by frame. This conventional image reading apparatus includes an LED light source, a film carrier, an imaging lens unit, an area CCD as an area image sensor, a pixel shifting means provided in the area CCD, an amplifier (amplifier), an A / A It has a D (analog / digital) converter, a data correction unit, and an interpolation calculation unit.
The pixel shifting means in the conventional image reading apparatus is a moving means for moving the area CCD in two directions orthogonal to each other, and a piezo element is used.
[0003]
In a conventional image reading apparatus, reading light of R (red), G (green) and B (blue) is emitted from an LED light source and incident on a film to obtain transmitted light carrying this image. The transmitted light is imaged on the area CCD and read photoelectrically. By performing this reading sequentially using reading light of R (red), G (green), and B (blue), an image photographed on the film is separated into three primary colors of R, G, and B, and photoelectrically read.
At this time, with respect to the same image, the position of the area CCD is changed by the pixel shifting means in the same light source and the image is read, and the number of times of reading is adjusted so as to obtain a desired resolution.
[0004]
FIG. 10A is a schematic diagram showing the arrangement of reading elements of a conventional area CCD, and FIG. 10B is a diagram illustrating the arrangement of reading elements in reading after the first pixel shift in the area CCD shown in FIG. FIG. 6C is a schematic diagram showing the arrangement of the reading elements in the first, second, and third pixel shift readings in the area CCD shown in FIG.
As shown in FIG. 10A, the conventional area CCD 100 is configured by reading elements 101 (strictly, the light receiving surfaces thereof) being arranged in a staggered pattern (honeycomb arrangement). A microlens (not shown) is provided above the light receiving surface. The aperture ratio of the area CCD 100 (light receiving surface thereof) having the reading element 101 as shown in FIG. 10A exceeds 25%. Here, the aperture ratio of the reading element 101 of the area CCD 100 refers to the ratio of the total area of the light receiving surface of each reading element 101 to the area of the entire imaging surface of the area CCD 100, and the effective aperture ratio is described later. Furthermore, the reading element 101 is provided with condensing means such as a microlens, and the apparent aperture ratio improved by the condensing means.
[0005]
The larger the aperture ratio of the reading element 101 of the area CCD 100, the higher the sensitivity of the area CCD 100, the noise reduction (improvement of the S / N ratio), the wide dynamic range, and the like. For this reason, it is desirable that the aperture ratio is large. For example, in the conventional area CCD 100 shown in FIG. 10A, the aperture ratio of the reading element 101 of the area CCD 100 without a microlens is 27%. In the case where a microlens is provided on the light receiving surface of the reading element 101, the condensing area can be enlarged by the microlens, so that the apparent aperture ratio (hereinafter referred to as effective aperture ratio) increases. Therefore, in this case, the effective aperture ratio of the reading element 101 of the area CCD 100 is 53%.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-298608 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an image is read using the conventional area CCD 100, as shown in FIG. 10B, when the reading element 101 is moved to shift the pixel once and read twice, the effective aperture ratio is increased. Becomes 106%. Here, the poly (8) square indicated by reference numeral 101 represents a reading element (light receiving surface) in the case of reading without pixel shifting, and the multi (8) square indicated by reference numeral 101 a is The reading element (light receiving surface) in the case of the first pixel shift reading is shown.
As shown in FIG. 10C, when the reading element 101 is further moved and the pixel is shifted three times and the image is read four times, the effective aperture ratio is 212%. In FIG. 10 (c), in addition to FIG. 10 (b), the poly (8) polygons indicated by reference numerals 101b and 101c are the reading elements (light receiving surfaces thereof) when the second and third pixel shift readings are performed, respectively. ).
Further, when the pixel is shifted 7 times and the image is read 8 times (not shown), the effective aperture ratio is 424%.
[0008]
As described above, the conventional area CCD has a problem that the aperture ratio is high, and when the image is read by shifting the pixels a plurality of times, if the number of times of image reading exceeds a predetermined number, further improvement of the spatial resolution cannot be expected. is there.
[0009]
The present invention has been made in view of such problems, and is a case where the reading position of an area image sensor in which reading elements are arranged in a lattice shape is changed and the same film image is read more than four times. However, an object of the present invention is to provide an image reading apparatus capable of obtaining an image with high spatial resolution.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has a light source unit that emits reading light to be incident on a film image held at a predetermined position, and a light receiving surface having a predetermined effective light receiving area. A predetermined number of reading elements, which generate a pixel signal by performing photoelectric conversion according to the amount of light received on the surface, are arranged in a grid pattern with a predetermined density, and the film receives the transmitted light transmitted through the film image and receives the transmitted light. An area image sensor that reads an image by photoelectric conversion, and a reading position moving unit that moves a reading position of the area image sensor relative to the film image, and effective light reception of the light receiving surface of the reading element The area is reduced from an effective light receiving area determined by the predetermined density of the reading element, and the reading position of the area image sensor is changed with respect to the same film image by the reading position moving means. It is to provide an image reading apparatus is characterized in that to be able to perform many of the image reading a more times.
[0011]
In the present invention, the ratio of the total area of the effective light receiving areas of the light receiving surfaces of all the reading elements to the total area of the area image sensor is preferably 12.5 to 25%. Each of the reading elements preferably includes a light shielding unit that shields a part of the light receiving portion, and the effective light receiving area of the light receiving surface is reduced. Furthermore, it is preferable to have a lens that is provided at a position that matches the light receiving surface of each reading element and that condenses the transmitted light on the light receiving surface of the reading element.
[0012]
In the present invention, when the image reading is not performed by changing the reading position of the area image sensor with respect to the same film image by the reading position moving means, or when the number of times is small, the same film image On the other hand, the image reading can be performed once while the reading position of the area image sensor is moved by the reading position moving means.
In the present invention, the area image sensor preferably has the predetermined number of reading elements arranged in a staggered pattern at a predetermined density.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image reading apparatus according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital photo printer using an image reading apparatus according to the present invention. Hereinafter, in this embodiment, as will be described later, a houndstooth CCD 26 is used as an area image sensor, but the present invention is not limited to this.
A digital photo printer (hereinafter referred to as a photo printer) 10 shown in FIG. 1 basically includes an image reading device (scanner) 12, an image processing device 14, and a printer 16.
[0015]
The image reading device 12 is a device that photoelectrically reads an image shot on the film F frame by frame, and includes an LED light source 18, a diffusion box 20, a (film) carrier 22, an imaging lens unit 24, As the area image sensor, for example, a staggered CCD 26, a pixel shifting unit 28 of the staggered CCD 26, an amplifier 30, an A / D (analog / digital) converter 31, and a CCD correction unit 32 are used. (Data correction unit) and an interpolation calculation unit 34.
[0016]
FIG. 2 is a schematic diagram showing an LED light source of an image reading apparatus of a digital photo printer. The LED light source 18 emits reading light for entering a film image held at a predetermined position in order to read an image photographed on the film F. As conceptually shown in FIG. 2, the LED light source 18 includes an LED array 18r that emits R (red) light, an LED array 18g that emits G (green) light, and an LED array 18b that emits B (blue) light. The LED rows 18ir that emit IR (infrared) light are arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction of the LEDs in each row. The IR light is used when detecting foreign matters attached to the film F, scratches on the film F, and the like.
A light source driver 36 is connected to the LED light source 18, and the light source driver 36 controls lighting, extinguishing (on / off) and light amount (light amount of reading light) of each LED row. In the present invention, the aperture ratio of the staggered CCD 26 is low as will be described later. For this reason, it is preferable that the LED light source 18 adjusts the light amount to the aperture ratio.
[0017]
The diffusion box 20 diffuses the reading light emitted from the LED light source 18 and makes the reading light incident on the film F uniform in the surface direction of the film F.
The reading light diffusing means is not particularly limited, and various known means can be used. As an example, the diffusion box 20 shown in FIG. 1 is formed by closing the upper and lower surfaces (open surfaces) of a mirror box whose inner surface is a reflection surface with a light diffusion plate.
[0018]
The carrier 22 conveys the film F in the longitudinal direction, conveys each image (frame) photographed on the film F one by one to a predetermined reading position, and holds it.
The carrier 22 includes a film F conveying means, a mask for regulating a reading area, a barcode reading means such as a DX code optically recorded on the film F, and a magnetic information recording / reading means (new photographic system). Etc., and is a normal film carrier to be mounted on a known photo printer (analog and digital).
As with various types of photo printers, the photo printer 10 (image reading device 12) is mounted on the main body of the image reading device 12 according to a new photo system (Advanced Photo System) or a film size such as a 135 size negative film. A free dedicated carrier 22 is prepared. By exchanging the carrier 22, various films and processes can be handled.
[0019]
Here, the reading light emitted from the LED light source 18 and diffused by the diffusion box 20 enters and passes through one frame of the film F held at a predetermined reading position by the carrier 22. Thereby, transmitted light carrying an image photographed on this frame is obtained.
This transmitted light is imaged on the light receiving surface of the staggered CCD 26 by the imaging lens unit 24, photoelectrically converted and read, and the image taken on the film F is photoelectrically read by the image reading device 12. It is done.
[0020]
In the image reading apparatus 12 in the illustrated example, reading light of R, G, and B (or further IR) is sequentially emitted from the LED light source 18 and is incident on the film F, and the transmitted light is staggered. By reading with the CCD 26, the image photographed on the film F is separated into the three primary colors R, G and B and read.
Further, in the image reading device 12 (photo printer 10), in order to determine the main scan for obtaining an output image and the reading condition or image processing condition of the main scan for one frame, the main scan is usually performed. Two types of image reading, pre-scanning performed in advance, are performed. That is, reading is performed at least 6 times per frame ([R, G, B] × 2, or 7 times or 8 times including IR). This is the same as a normal film scanner.
[0021]
3A is a schematic plan view showing the arrangement of the reading elements e of the area image sensor (staggered CCD 26) of the image reading apparatus 12 of the present invention, and FIG. 3B is an area image sensor (staggered CCD 26). 2) is a partial sectional view of the reading element e.
As shown in FIG. 3A, the staggered CCD 26 (area image sensor) in the image reading device 12 of the present invention is an area CCD sensor in which a predetermined number of reading elements e are arranged in a staggered pattern at a predetermined density. is there. That is, the houndstooth CCD 26 used in the image reading apparatus 12 of the present invention has a predetermined number with respect to the width direction of the film F indicated by the arrow x (or the longitudinal direction of the film F indicated by the arrow y). The reading elements e are arranged in a zigzag so as to have a predetermined density and a desired number of pixels.
[0022]
As shown in a partial cross-sectional view in FIG. 3B, in the reading element e of the staggered CCD 26, a deep p-type well region 62 is formed in a semiconductor substrate 60 made of, for example, Si. A photoelectric conversion portion 64 is formed in the deep p-type well region 62. The photoelectric conversion unit 64 converts light received by the light receiving surface 64a into electric charges and accumulates the electric charges. In the deep p-type well region 62, a transfer channel 66 is formed at a predetermined interval from the photoelectric conversion unit 64. A transfer gate 65 is provided between the photoelectric conversion unit 64 and the transfer channel 66. The transfer channel 66 reads out electric charges accumulated in the photoelectric conversion unit 64 via the transfer gate 65.
An isolation region 68 is formed adjacent to the transfer channel 66. Due to the separation region 68, the reading elements e in the staggered CCD 26 are separated from each other.
[0023]
A first insulating film 70 is formed on the entire surface of the deep p-type well region 62. A transfer electrode 72 is formed on the first insulating film 70 at a position that matches the transfer gate 65 and the transfer channel 66. A second insulating film 74 is formed so as to cover the transfer electrode 72. A light shielding film 76 (light shielding means) is formed on the first insulating film 70 and the second insulating film 74. In the light shielding film 76, an opening portion 78 having a substantially octagonal shape in plan view is formed at a position aligned with the photoelectric conversion portion 64. The light shielding film 76 covers and shields a part of the photoelectric conversion unit 64, and reduces the light receiving area of the photoelectric conversion unit 64. The portion of the photoelectric conversion portion 64 corresponding to the opening 78 becomes the light receiving surface 64a of the photoelectric conversion portion 64, and the area of the light receiving surface 64a becomes the effective light receiving area of the photoelectric conversion portion 64.
[0024]
A focus adjustment layer 80 is formed so as to cover the light shielding film 76 and the first insulating film 70. A planarization layer 82 is formed on the focus adjustment layer 80. On the planarizing layer 82, for example, a microlens 84 is formed at a position aligned with the opening 78. The focus position of the microlens 84 is, for example, the light receiving surface 64a of the photoelectric conversion unit 64. Thus, by providing the microlens 84, a large amount of light is condensed on the photoelectric conversion unit 64, and the light is suppressed from entering other portions.
The microlens 84 has a function of preventing harmful light entering the transfer channel 66 and the like. In the present invention that limits the effective aperture ratio, the main purpose of the microlens 84 is to prevent harmful light.
[0025]
In the present invention, the aperture ratio is the ratio of the total area of the light receiving surface 64a of the photoelectric conversion unit 64 in each reading element e to the area of the entire imaging surface of the staggered CCD 26.
In the present invention, only the aperture ratio is changed by changing the size of the opening 78 without changing the number of pixels and the pixel density of the reading element e. In the present invention, for example, by reducing the total area of the openings 78 of the light shielding film 76, that is, the total area of the light receiving surface 64a, the total area of the effective light receiving area of the photoelectric conversion unit 64 can be reduced and the aperture ratio can be reduced. Can be lowered. For example, in the houndstooth CCD 26 shown in FIG. 3A, the effective aperture ratio including the microlens 84 is 18.5%. As described above, by reducing the area of the opening 78, the light is prevented from entering the transfer channel 66 due to irregular reflection, so that the smear phenomenon is suppressed.
Furthermore, by providing the microlens 84, the light is condensed on the photoelectric conversion unit 64, the amount of light incident on the transfer channel 66 due to irregular reflection is reduced, and the smear phenomenon is further suppressed.
[0026]
In the present invention, the aperture ratio (including the effective aperture ratio) of the reading element e is preferably 12.5 to 25%. If the aperture ratio of the reading element e is less than 12.5%, it is necessary to increase the amount of light of the LED light source 18 and moire tends to occur in the read image, which is not preferable. On the other hand, when the aperture ratio of the reading element e exceeds 25%, when the image is read by changing the reading position by shifting the pixels, it is not possible to improve the spatial resolution even if the number of reading times exceeds 4.
As described above, the CCD generally tends to increase the aperture ratio. However, according to the present invention, by reducing the opening area of the opening of the reading element, without changing the number of pixels of the area image sensor (staggered CCD 26), the reading element of the area image sensor (staggered CCD 26) is reduced. The effective light receiving area determined by a predetermined density is reduced.
[0027]
The houndstooth CCD 26 shown in FIGS. 3A and 3B is more sensitive than a normal area CCD sensor (hereinafter referred to as a square lattice CCD) in which reading elements are arranged in a square lattice (square array). It is known to be advantageous in terms of S / N ratio, dynamic range, and effective number of pixels.
Moreover, as will be described in detail later, in the image reading device 12 using such a staggered lattice CCD 26, the resolution of image reading can be improved with a smaller number of pixel shifts than the square lattice CCD. Therefore, in a photo printer or the like, high productivity can be ensured even when image shifting is performed by shifting pixels for high-quality mode or large-format print output.
In addition, when the aperture ratio is reduced and the number of times of reading the same film image is increased, the reading position of the image is changed, and the overlap of the reading elements (light receiving surfaces) at each reading position can be reduced. A read image with high spatial resolution can be obtained. Note that the microlens 84 of the reading element e is not necessarily provided.
[0028]
In the image reading apparatus 12 shown in FIG. 1, the houndstooth CCD 26 has a film width direction (arrow x direction, a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 (see FIG. 3A)) and a longitudinal direction (arrow y direction). On the other hand, the reading element is held on the substrate 40 so as to form a staggered pattern. The substrate 40 is provided with pixel shifting means 28.
In the present invention, the pixel shifting means 28, that is, the moving means of the houndstooth CCD 26 is not particularly limited, and various known ones that are normally used for image reading using an area CCD sensor can be used.
[0029]
FIG. 4 is a schematic diagram showing pixel shifting means of the image reading apparatus of the digital photo printer. In order to improve the pixel density of image reading and improve the resolution of image reading, the pixel shifting means 28 makes the houndstooth check CCD 26 a direction that forms an angle of 45 degrees with the width direction x of the film F (hereinafter referred to as α direction). ) And at least one of the directions orthogonal to the α direction (hereinafter referred to as β direction).
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the pixel shifting means 28 is provided on the substrate 40 with a piezo element 42b for moving the substrate 40 in the α direction and a piezo element 42a for moving the substrate 40 in the β direction. It has been. The

piezo elements

42 a and 42 b are driven by a piezo driver 44. The piezo element 42a moves the substrate 40 (that is, the houndstooth CCD 26) in the β direction. The piezo element 42b moves the substrate 40 in the α direction.
The piezo driver 44 has a feedback circuit (not shown). With this feedback circuit, the piezo driver 44 can accurately move the staggered CCD 26 by a predetermined amount of movement in each of the α direction and the β direction.
[0030]
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the piezo element by the pixel shifting means by the image reading apparatus of the present invention, and is an enlarged view of a region A shown in FIG. FIG. 5 shows four reading elements e in the area A shown in FIG. _O , E _a , E _b , E _c Only the other components are not shown.
Also, in FIG. 5, as will be described later, the reading element e _O Only the movement will be described. Other reading elements e _a , E _b , E _c Read element e _O The pixel position changes in conjunction with the other reading element e. _a , E _b , E _c The detailed description of the operation is omitted.
[0031]
As shown in FIG. _O And reading element e _b Is arranged at a pixel pitch P (for example, 15.2 μm) in the x direction, and the reading element e _O Is the reading element e in the α direction. _a And a pixel interval p, and the reading element e is also in the β direction. _c And a pixel interval p. Here, the relationship between the pixel pitch P and the pixel interval p is P = p × √2. In this embodiment, the reading element e shown in FIG. _O Is a reference position O.
In this embodiment, the staggered CCD 26 can be moved by a predetermined amount in the α and β directions by the

piezo elements

42a and 42b. For example, by moving the staggered CCD 26 at intervals of p / 4 in each of the α direction and the β direction, as shown in FIG. _O Can be moved within the distance of the pixel interval p from the reference position O in each of the α direction and the β direction, for example, at an interval of p / 4. For this reason, as shown in FIG. 5, the reading element e has three movement amounts of p / 4, p / 2 and 3p / 4. _O When the pixel position of is changed, the reading element e _O Can be moved from the reference position O to 15 other pixel positions at the maximum.
[0032]
The driving means is not limited to a piezo element, and may be driven by, for example, a solenoid or a pulse motor if speed is not a problem. Further, it is not always necessary to move the staggered CCD 26 itself, and the reading position of the staggered CCD 26 is moved relative to the film image by moving the carrier 22 or adjusting with a lens. That's fine.
[0033]
Next, a method of moving the houndstooth CCD 26 by the pixel shifting means 28, that is, a pixel shifting method will be described.
The image reading apparatus 12 of the present embodiment has, for example, three reading modes (mode 1 to mode 3), and four reading sizes 1 to 4 depending on the combination of the reading mode and the number of pixel shifts. The reading size (the number of pixels in one-time (one color) image reading = resolution) is set.
The size setting unit 46 controls the piezo driver 44 according to the set reading size to drive the

piezo elements

42a and 42b, that is, to shift the pixels. Send. This will be described in detail later.
[0034]
In the present embodiment, the reading element e at a p / 4 interval within the pixel interval p. _O For example, four reading elements e _O , E _a , E _b , E _c In order to obtain a predetermined resolution in the area surrounded by, an image can be read by moving the reading element to an area where the reading element is not arranged. In the present embodiment, the image reading is performed eight times while changing the position of the reading element, for example, at seven places at the maximum.
For example, in this embodiment, as described later, the reading size 1 is set to the reading element e. _O Reads the image at the reference position O. The read size 2 is one in which the pixels are shifted once and the image is read twice. Furthermore, the read size 3 is a pixel shift three times and an image read four times. Furthermore, the read size 4 is for shifting the pixel 7 times and reading the image 8 times.
[0035]
FIG. 6 is a schematic diagram in which all pixel positions for moving the reading element at the reference position according to the present embodiment are overlapped. FIG. 6 shows a reading element e. _O Indicates pixel positions f to n that are moved from the reference position O by pixel shifting. Note that the reading element e shown in FIG. _f , E _g , E _h , E _j , E _k , E _m , E _n Read element e _o Shows each reading element when the pixel moves to each pixel position f to n.
In this embodiment, the seven pixel positions f to n where the image is read by shifting the pixels are determined in advance, and the reading element e _O The amount of movement from the reference position O to each pixel position f to n is set as shown in Table 1 below. By driving the

piezo elements

42a and 42b by the piezo driver 44 by the amount of movement shown in Table 1 below, the reading element e _O Can be moved to each pixel position f to n.
[0036]
[Table 1]

[0037]
In the present embodiment, for the above-described reading size 1 to reading size 4, as shown in Table 2 below, pixel positions for image reading are set for each reading size 1 to reading size 4. Therefore, by determining the reading sizes 1 to 4, the size setting unit 46 determines the pixel position from which the image is read, and the movement amounts of the

piezo elements

42a and 42b are also determined based on the pixel position.
Thus, in the present embodiment, the houndstooth CCD 26 is moved in accordance with each of the reading sizes 1 to 4 to read the reading element e. _O The pixel position is changed to read an image, and the output signal is output to the amplifier 30.
[0038]
[Table 2]

[0039]
As shown in FIG. 1, the output signal (image signal) of the staggered CCD 26 is amplified by an amplifier 30, converted by an A / D converter 31, and converted into a digital image signal. The correction unit 32 performs predetermined data correction such as DC offset correction, dark correction, or shading correction.
The image signal processed by the CCD correction unit 32 is sent to the image processing device 14 after being processed by the interpolation calculation unit 34 when rearranging pixels under the action of the selector 48 according to the read size. . On the other hand, the image signal processed by the CCD correction unit 32 is directly sent to the image processing device 14 when the pixel rearrangement is not performed.
[0040]
As described above, the image reading device 12 of the present invention reads an image photographed on the film F using the houndstooth CCD 26. However, in order to output an image, the pixels need to be arranged in a square lattice.
The interpolation calculation unit 34 interpolates the image signal processed by the CCD correction unit 32 as necessary to perform pixel rearrangement, and outputs a pixel (output pixel) of an image (image signal) to be output to the image processing device 14. ) In the form of a square lattice.
[0041]
In the image reading apparatus 12 of the present embodiment, the interpolation calculation unit 34 performs pixel rearrangement by interpolation calculation using an image signal that has not been log-converted (true number). However, the present invention is not limited to this, and it is possible to arrange a log converter after the CCD correction unit 32 and rearrange pixels by interpolation using an image signal (that is, density data) subjected to log conversion. Good.
The log conversion may be performed by, for example, a log converter using a lookup table (LUT) or the like.
[0042]
As described above, the image reading device 12 has three reading modes (mode 1 to mode 3). The image reading device 12 combines four reading sizes (reading) by combining the reading mode and the number of pixel shifts. Size 1 to reading size 4) are set.
[0043]
Mode 1 is a mode in which only the pixel rearrangement by the interpolation calculation unit 34 is performed for the same film image (same frame image) without performing pixel shifting. Mode 2 is a mode in which only pixel shifting using the pixel shifting means 28 is performed on the same film image without rearranging pixels. Further, mode 3 is a mode for performing both pixel shifting and pixel rearrangement for the same film image.
Therefore, according to the information from the size setting unit 46, in the mode 1 and the mode 3, the CCD correction unit 32 and the interpolation calculation unit 34 are connected by the selector 48, and in the mode 2, the selector 48 and the CCD correction unit 32 are connected. An image processing apparatus 14 is connected.
According to the image reading apparatus 12 of the present invention having such three reading modes, an optimum reading mode that balances high productivity and high image quality is selected according to various reading sizes (resolutions). it can.
[0044]
On the other hand, the reading size is appropriately selected according to the size of the print output by the photo printer 10, the enlargement ratio of the image, and the like. In the image reading device 12, the image is read once, that is, for each color (R, G and B, or further IR) in the reading mode and the number of pixel shifts corresponding to the reading size.
For example, information such as a print size and an enlargement ratio input by an operator is supplied to the size setting unit 46, and the size setting unit 46 selects a reading size in accordance with this and sets the pixel according to the pixel shift to be performed. The piezo driver 44 of the shifting means 28 is controlled, and information on the reading size (reading mode) is supplied to the selector 48 and the interpolation calculation unit 34.
[0045]
In the image reading apparatus 12 of this embodiment, the reading size 1 is for reading the image in the mode 1 for the same film image, and is the image reading of the minimum size (the minimum number of pixels). As shown in Table 2 above, the reading size 1 is not shifted by pixels, and the reading element e _O The image is read at the reference position O. For example, it is selected when a normal size print such as an L size, a C type, or an H type is produced from a 135 size film or a film of a new photographic system (IX240).
As described above, image reading in mode 1 is a mode in which only pixel rearrangement by interpolation calculation in the interpolation calculation unit 34 is performed without pixel shifting.
[0046]
As described above, the interpolation calculation unit 34 performs an interpolation calculation method in image reading using the houndstooth CCD 26.
That is, the interpolation calculation unit 34 interpolates the image signals of the reading elements closest to each other in accordance with the read size information from the size setting unit 46, and outputs the image signal (original signal) from the staggered CCD 26. Instead, by outputting only the image signal by interpolation, the pixels are rearranged, and the output pixels are arranged in a square lattice pattern. In other words, with respect to the arrangement of the reading elements in the square lattice direction (x direction and y direction) corresponding to the staggered lattice CCD 26, the pixels are rearranged by performing interpolation between the reading elements adjacent in the oblique direction. .
In addition, the allocation position of the image signal obtained by interpolation may be a position where the output pixels can be arranged in a square lattice. In particular, it is preferable that the pixels are arranged between the interpolated reading elements and the pixels are arranged in a square lattice (square arrangement). In particular, the pixels are arranged in the middle position of both elements and arranged in a square lattice (square arrangement). It is preferable to do this.
[0047]
In the image reading apparatus 12 of the present embodiment, the reading size 2 is for reading the image in the mode 2 for the same film image, and the pixel shifting by the pixel shifting means 28 is performed once. That is, in the reading size 2, as shown in Table 2 above, two-sided reading is performed for one color image reading (one pixel shift and two times reading). In mode 2, as described above, only the pixel shift is performed without rearranging the pixels by the interpolation calculation unit 34.
This reading size 2 is selected when producing a print (for example, 2L size) slightly larger than the reading size 1 or creating a trimmed image with a slight enlargement.
[0048]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the arrangement of the reading elements (light receiving surfaces thereof) at the reading size 2, and each reading element e in the second pixel shift reading after the first pixel shift. _O , E _g Are shown in an overlapping manner. The pixel positions O and g for image reading are determined in advance as shown in Table 2 above.
In the reading size 2, first, as in the reading in the reading size 1, the reading element e _O The first image reading is performed at the reference position O where the pixel is not shifted. Next, under the instruction from the size setting unit 46, the piezo driver 44 drives the

piezo elements

42a and 42b to move the staggered CCD 26 by p / 2 in the α direction and the β direction, respectively, and perform pixel shifting. Read element e at position g _g After the (light receiving surface) is arranged, the second image reading is performed.
[0049]
As shown in FIG. 7, in the reading size 2, the reading element e is shifted by one pixel shift. _O , E _g (The light receiving surface) can be in the same state as arranged in a square lattice.
Therefore, it is not necessary to rearrange the pixels by the interpolation operation, and each reading element e _O , E _g The image signal is sent from the CCD correction unit 32 to the image processing device 14 by the selector 48 using the center of gravity position (indicated by x in the figure) as the output pixel position.
[0050]
In a normal square grid CCD, it is necessary to shift the pixel twice or more in order to increase the image reading resolution by shifting the pixels and to obtain a square grid output pixel. Therefore, the x direction and the y direction are required. These two-axis pixel shifting means are required.
On the other hand, in the present invention using the houndstooth CCD 26, the resolution can be increased by shifting the pixel once in one direction, so that the resolution can be increased without reducing the reading efficiency, that is, the productivity. In addition, if the scanner does not require a higher resolution, only a single-axis pixel shifting means is required, so that the apparatus cost can be reduced. Also in the present invention, as will be described later, when reading a larger image, a biaxial pixel shifting means as shown in the example is necessary. The number of pixel shifts is smaller than that of a CCD.
Therefore, according to the present invention, high productivity can be maintained at various reading sizes.
[0051]
The read size 3 is for reading the image in the mode 3 for the same film image. The pixel shift by the pixel shift means 28 is performed three times, and the pixels are rearranged by the interpolation calculation unit 34. That is, in the reading size 3, as shown in Table 2 above, reading of four surfaces is performed for one color image reading (pixel reading is performed four times with three pixel shifts).
The reading size 3 is selected when a print having a size larger than the reading size 2 (for example, six-cut or four-cut) or a large enlargement is made.
[0052]
FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of the reading elements (light receiving surfaces thereof) at the reading size 3, and each reading element e in the fourth pixel shift reading after the first to third pixel shifts. _O , E _f , E _g , E _h Are shown in an overlapping manner. The pixel positions O, f, g, and h for image reading are determined in advance as shown in Table 2 above.
In the reading size 3, for example, first, the reading element e arranged at the reference position O is used. _O The first image reading is performed on (the light receiving surface).
[0053]
Next, the piezo driver 44 drives the piezo element 42b, moves the staggered CCD 26 by p / 2 from the reference position O in the α direction, and reads the read element e to the pixel position f. _f After the (light receiving surface) is arranged, the second image reading is performed.
Next, the piezo driver 44 drives the

piezo elements

42a and 42b to move the staggered CCD 26 by p / 2 from the reference position O in the α direction and the β direction, so that the reading element e is moved to the pixel position g. _g After the (light receiving surface) is arranged, the third image reading is performed.
[0054]
Next, the piezo driver 44 drives the piezo element 42a, moves the staggered CCD 26 by p / 2 from the reference position O in the β direction, and reads the read element e to the pixel position h. _h After the (light receiving surface) is arranged, the fourth image reading is performed. In this way, four times of image reading with three pixel shifts is completed.
[0055]
On the other hand, the interpolation calculation unit 34 performs interpolation calculation using image signals obtained by reading four surfaces by three pixel shifts, rearranges the pixels, and makes the pixel arrangement a square lattice. .
The rearrangement of pixels by this interpolation calculation is performed in the same manner as the method performed with the above-described reading size 1. That is, the image signals of the reading elements closest to each other are interpolated into an output image signal, the output image signal is assigned with the intermediate position of both reading elements as the output pixel position, and only this intermediate position is set as the output pixel position. Thus, a square-lattice pixel array is obtained.
[0056]
Here, in the present invention, the reading elements that are closest to each other in the interpolation calculation when performing pixel shifting are not reading elements that are closest to each other in the staggered CCD 26 itself, but reading elements on all surfaces. In the state of being arranged at a position corresponding to.
For example, the reading element e in the first image reading _O Image signal and the reading element e in the fourth image reading _h To obtain an output image signal, and an intermediate position e in both the α and β directions. _O / E _h Is assigned to the output pixel position.
[0057]
The read size 4 is for reading the image in the mode 2 for the same film image. As shown in Table 2, the pixel shift is performed seven times to read one image. That is, in the

reading size

4, 8 images are read for each color image reading (8 times reading of 7 pixel shifts).
The reading size 4 is selected when the photo printer 10 produces a maximum size print (for example, half-cut) or has a large enlargement ratio.
[0058]
FIG. 9 is a schematic diagram showing the arrangement of the reading elements (light receiving surfaces thereof) at the reading size 4, and each reading element e in the eighth pixel shift reading after the first to seventh pixel shifts. _O , E _f , E _g , E _h , E _j , E _k , E _m , E _n Are shown in an overlapping manner. In this reading size 4, compared with the reading size 3, after reading by the reading size 3, the pixel shift is further performed four times to perform pixel reading a total of eight times. For this reason, detailed description of image reading common to the reading size 3 is omitted, and details after the fifth image reading will be described.
Even with the reading size 4, first, the reading element e arranged at the reference position O is used. _O The first image reading is performed on (the light receiving surface). Next, as described above, the second to fourth image reading is sequentially performed at the pixel positions f, g, and h.
[0059]
After the fourth image reading at the pixel position h, the fifth image reading is then performed at the pixel position j. At this time, the piezo driver 44 drives the

piezo elements

42a and 42b, and moves the staggered CCD 26 by p / 4 from the reference position O in the α and β directions to the pixel position j and the reading element e. _j After the (light receiving surface) is arranged, the fifth image reading is performed.
Next, the piezo driver 44 drives the

piezo elements

42a and 42b to move the houndstooth CCD 26 from the reference position O by 3p / 4 in the α direction and by p / 4 in the β direction to the pixel position k. Read element e _k After the (light receiving surface) is arranged, the sixth image reading is performed.
[0060]
Next, the piezo driver 44 drives the

piezo elements

42a and 42b to move the staggered CCD 26 from the reference position O by 3p / 4 in the α direction and by 3p / 4 in the β direction to the pixel position m. Read element e _m After the (light receiving surface) is arranged, the seventh image reading is performed.
Next, the piezo driver 44 drives the

piezo elements

42a and 42b to move the staggered CCD 26 from the reference position O in the α direction by p / 4 and in the β direction by 3p / 4 to the pixel position n. Read element e _n After the (light receiving surface) is arranged, the eighth image reading is performed. In this way, the image reading is completed eight times with seven pixel shifts.
[0061]
As shown in FIG. 9, even when the reading size is 4, the reading elements can be brought into the same state as arranged in a square lattice by shifting the pixels, so that the rearrangement of the pixels by the interpolation operation is unnecessary, and each reading on each surface is performed. The image signal is sent from the CCD correction unit 32 to the image processing device 14 by the selector 48 using the center of gravity of the element as the output pixel position.
[0062]
In the present embodiment, the read size to be set is not limited to the read sizes 1 to 4 described above. For example, various read sizes such as a read size in which the pixel shift is performed seven times or more can be set for the same film image. It is.
In this embodiment, the light receiving area (effective light receiving area) of the light receiving surface 64a of the photoelectric conversion unit 64 of the reading element e provided in a staggered pattern with a predetermined number and a predetermined density is intended for the opening 78 of the light shielding film 76. Make it smaller. Thereby, the effective light receiving area determined by the number and density of the reading elements e is reduced. Thus, by reducing the effective light receiving area without changing the pixel density, even if the reading position of the staggered CCD 26 is changed and the image reading is performed more than four times for the same film image, each reading position Since the overlap of the reading elements (light receiving surfaces thereof) in is small, a read image having a high spatial resolution can be obtained for the same film image.
For example, in this embodiment, the effective aperture ratio is 37% at a reading size of 2 (one pixel shift and two image readings), and effective at a reading size of three (three pixel shifts and four image readings). The aperture ratio is 74%, the reading size is 4 (7 pixel shifts, 8 image readings), and the effective aperture ratio is 148%. Thus, even with a reading size of 4, the effective aperture ratio is as low as 148%, so that a read image with a high spatial resolution can be obtained. Further, in the present embodiment, the aperture ratio of the staggered CCD 26 is set to an aperture ratio larger than the aperture ratio at which moire occurs, so that moire does not occur in the read image.
[0063]
As described above, the image signal processed by the CCD correction unit 32 is rearranged in pixels by the interpolation calculation unit 34 as necessary, and is sent to the image processing device 14.
The image processing device 14 converts the image signal output from the image reading device 12 by a Log converter into digital image data (density data), and further adds color / density correction and gradation correction to the image data. And image data for recording by the printer 16 by performing predetermined image processing such as gray balance correction and further converting processed image data using a 3D-LUT (three-dimensional lookup table) or the like, or It is output as image data for display on a display such as a CRT or LCD.
As described above, the log conversion may be performed after the CCD correction unit 32 in the image reading device 12.
[0064]
The printer 16 scans and exposes a photosensitive material (photographic paper) in accordance with the image data output from the image processing device 14, records a latent image, performs development processing in accordance with the photosensitive material (finished), and outputs it as a print. To do.
For example, after the photosensitive material is cut into a predetermined length corresponding to the print, three types of light beams of R exposure, G exposure, and B exposure according to the back print recording or the spectral sensitivity characteristics of the photosensitive material (printing paper) Is recorded in accordance with image data (recorded image), deflected in the main scanning direction, and recording a latent image by transporting a photosensitive material in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. The light-sensitive material is subjected to predetermined wet development processes such as color development, bleach-fixing, and washing with water, dried to be printed, and then sorted and accumulated.
[0065]
The image reading apparatus of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
For example, the above-described image reading apparatus uses an LED light source that emits reading light of three primary colors and IR, but the present invention is not limited to this. For example, a white light source and a color filter of three primary colors (or further It can be used for various film scanners such as a scanner that uses a filter turret having an IR filter and sequentially inserts each color filter into an optical path and separates an image photographed on the film into three primary colors.
Further, in the image reading apparatus of the present invention, for example, even when the reading size for performing the mode 2 or the mode 3 is selected, the pixel shift is not necessarily performed in the pre-scan.
[0066]
Furthermore, when the number of pixels is not increased by pixel shifting or when the number of pixel shifting is small, it is preferable to read the image while moving the staggered CCD 26 to reduce moire. In the present invention, if the print of a photograph is as small as L size, for example, the same film image is shifted by 7 times, and the image can be read once without having to read the image 8 times. Sufficient resolution can be obtained. Further, in order to avoid a decrease in printing capability due to pixel shifting, there is a case where pixel shifting is not necessary. However, when the area of the opening 78 (the area of the light receiving surface 64a) is small and the aperture ratio is small, moire tends to occur in the read image. For this reason, when the image is read with little pixel shift or with a small number of pixel shifts, the reading position of the houndstooth CCD 26 is moved by slightly moving the houndstooth CCD 26 when reading the same film image. The image is read while As a result, the area of the opening 78 can be apparently increased, and moiré can be prevented from occurring in the read image.
[0067]
Furthermore, by making the opening shape of the opening 78 the same in the x direction and the y direction and making the spatial frequency the same in the x direction and the y direction, isotropicity can be obtained for the read image. For this reason, image processing can be performed equivalently in the x and y directions. Thereby, the image quality after image processing can be improved.
Further, by adding the opening shape of the opening 78 to the x direction and the y direction, and making the α direction or the β direction the same, further isotropicity can be obtained for the read image. Thereby, the image quality after image processing can be further improved.
[0068]
In the embodiments of the present invention, a houndstooth CCD is used as the area image sensor. However, the present invention is not particularly limited to this. The reading elements of the area image sensor may be arranged in a regular lattice shape or an irregular lattice shape. For example, as described above, the reading elements may be arranged in a square lattice shape.
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the image reading apparatus of the present invention, the same film image is read more than four times by changing the reading position of the area image sensor in which the reading elements are arranged in a grid pattern. Even in this case, an image with high spatial resolution can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital photo printer using an image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an LED light source of the image reading apparatus of the present invention.
3A is a schematic plan view showing the arrangement of reading elements of an area image sensor of the image reading apparatus of the present invention, and FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the reading elements of the area image sensor.
FIG. 4 is a schematic diagram showing pixel shifting means of the image reading apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing pixel shifting means by the image reading apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing all pixel positions for moving a reading element at a reference position according to the present embodiment in an overlapping manner.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an arrangement of each reading element at a reading size of 2 in this embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an arrangement of each reading element at a reading size of 3 in this embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an arrangement of each reading element at a reading size of 4 in this embodiment.
10A is a schematic diagram showing an arrangement of reading elements of a conventional area CCD, and FIG. 10B is an arrangement of reading elements in reading after the first pixel shift in the area CCD shown in FIG. 10A. FIG. 8C is a schematic diagram showing the arrangement of the reading elements in the first, second, and third pixel shift readings in the area CCD shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Digital photo printer
12 Image reader
14 Image processing device
16 Printer
18 LED light source
20 display
22 Career
24 Imaging lens unit
26 Houndstooth CCD
28 Pixel shift means
30 amplifiers
31 A / D converter
32 CCD correction unit
34 Interpolation calculator
36 Light source driver
40 substrates
42a, 42b Piezo elements
44 Piezo Driver
46 Size setting section
48, 54 selector
50 1 line delay memory
52 1-pixel delay unit
56 Averaging processor
58 Pixel allocation part
60 Semiconductor substrate
62 Deep p-well region
64 Photoelectric converter
65 Transfer gate
66 Transfer channel
68 Separation area
70 First insulating film
72 Transfer electrode
74 Second insulating film
76 Shading film
78 opening
80 Focus adjustment layer
82 Planarization layer
84 Micro lens
100 Conventional area CCD sensor
a to h, 101a, 101b, 101c

Claims

A light source unit that emits reading light for entering a film image held in a predetermined position;
A reading light having a light receiving surface having a predetermined effective light receiving area, photoelectrically converted in accordance with the amount of light received by the light receiving surface to generate a pixel signal, arranged in a grid with a predetermined density, and the reading light An area image sensor that receives transmitted light that has passed through the film image and photoelectrically converts the film image to read,
Reading position moving means for moving the reading position of the area image sensor relative to the film image;
The effective light receiving area of the light receiving surface of the reading element is reduced from the effective light receiving area determined by the predetermined density of the reading element, and the reading position of the area image sensor is changed with respect to the same film image by the reading position moving means. An image reading apparatus characterized in that the image can be read more than four times.

2. The image reading apparatus according to claim 1, wherein a ratio of a total area of the effective light receiving areas of the light receiving surfaces of all the reading elements to a total area of the area image sensor is 12.5 to 25%.

3. The image reading apparatus according to claim 1, wherein each of the reading elements includes a light shielding unit configured to shield a part of the light receiving unit, and the effective light receiving area of the light receiving surface is reduced.

The image reading according to any one of claims 1 to 3, further comprising a lens provided at a position aligned with the light receiving surface of each of the reading elements, and condensing the transmitted light on the light receiving surface of the reading element. apparatus.

When the reading position moving means does not read the image by changing the reading position of the area image sensor with respect to the same film image, or when the number of times is small, the reading is performed on the same film image. The image reading apparatus according to claim 1, wherein the image reading is performed once while the reading position of the area image sensor is moved by a position moving unit.

The image reading apparatus according to claim 1, wherein the area image sensor has the predetermined number of reading elements arranged in a staggered pattern at a predetermined density.