JP2006011263A - スキャナのための光源光量調整方法と光源光量調整プログラムと光源光量調整システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナにおける日常的な光量調整を全灯状態で行いながらも単灯状態での光量調整に匹敵する精度で行い得る技術を提供する。
【解決手段】複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナのための光源光量調整方法が、各光源の単独点灯時に各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を求めるステップと、各光源の目標光量値を設定するステップと、目標光量値に適した光源に対する制御量を設定するステップと、全光源点灯時に各光電変換センサによって取得された測定光量値から関係式を用いて各光源の推定光量値を算定するステップと、推定光量値と目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定するステップとからなる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナのための光源光量調整技術に関する。

大量の熱を発生することで発光効率が悪いハロゲンランプに代えて、赤色、緑色、青色の複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として採用したスキャナが登場している。各ＬＥＤの発光輝度や発光時間はその制御信号によって制御され、スキャニング対象に対して適切な光量が照射される。このようなＬＥＤ光源タイプのフィルムスキャナとして、ＬＥＤ光源によってスキャニング対象を面状に照射してその透過光量をイメージエリアセンサで検出して画像データを取得するエリアスキャンスキャナ（例えば、特許文献１参照。）と、ＬＥＤ光源によってスキャニング対象を線状に照射してその主走査方向の透過光量をイメージラインセンサで検出しながらスキャニング対象を副走査方向に移動させることで画像データを取得するリニアスキャンスキャナ（例えば、特許文献２参照。）が存在する。いずれにしても、各色ＬＥＤにおける光量のばらつきをなくするため、その制御量（光源駆動電流）を調整することによる光量調整を行う必要があり、例えば上記特許文献１では、特性値算定部が、イメージエリアセンサからの色信号から、各点の三色分解濃度を求め、これをむら修正データ算定部に送り、そこで、まず１フレーム分の濃度の中から抽出された最大濃度と各点の濃度との差をそれぞれ求め、これをむら修正データとして三色の色毎にメモリに書き込んでおき、このむら修正データと各色ＬＥＤの発光輝度と発光時間データとによって全てのＬＥＤに対する発光輝度と発光時間を決定し、これをＬＥＤ制御信号としてＬＥＤ光源駆動部に送るように構成している。

少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源（代表的にはＬＥＤ光源）と複数の光電変換センサ（代表的にはＣＣＤセンサ）からなるスキャナにおいて、各光源（代表的にはＲ、Ｇ、Ｂの３つの光源で各光源は多数のＬＥＤから構成される）の光量を目標値に合わせるために、各色の光源を点灯して全体として白色光を照射した状態（これを全光源点灯状態と呼び全灯状態と略称する）において各色の光電変換センサで取得された各色の読取データが利用されているが、各光源からの光ビームは特定色の波長を中心としてある程度の広がりをもった波長範囲を有することから、つまり各特定色の光電変換センサがそれ以外の色の光源からの光ビームにも幾分か反応して光電変換するため、取得された各色の読取データが各色の光源の光量に一致せず、高精度の光量調整が困難となる。この問題を避けるためには、各色の光源を個別に点灯させた状態（これを単独点灯状態と呼び単灯状態と略称する）で特定色成分毎に個別に光量調整を行う必要があるが、これは光源光量調整作業を増大させ、特に時間的な負担を増大させる。

特開平８−２２０８１号公報（段落番号００２０−００２４、００３６、図７） 特開平１１−３４１２２３号公報（段落番号００１０−００１７、図３）

上記実状に鑑み、本発明の課題は、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源（代表的にはＬＥＤ光源）と複数の光電変換センサ（代表的にはＣＣＤセンサ）からなるスキャナにおける日常的な光源光量調整を全灯状態で行いながらも単灯状態での光源光量調整に匹敵する精度で行い得る技術を提供することである。

少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナのための光源光量調整方法において上記課題を達成するため、本発明では、各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を求めるステップと、各光源の目標光量値を設定するステップと、前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定するステップと、全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定するステップと、前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定するステップとからなることを特徴としている。

この方法では、まず、使用するスキャナに対して、各光源を順次単独点灯しながら各光源毎に例えば各光電変換センサによって取得されたそれぞれの測定光量値に基づいて、全ての光源を同時に点灯させた状態で各光電変換センサに取得された測定光量値から、各光源のための他の光源からは独立した光量値を推定する関係式を求めておく。それ以後の日常的な光源光量調整作業においては、この既に求められている関係式を用いて、全光源点灯状態での測定光量値から各光源の他の光源の影響を受けていない推定光量値を算定し、その算定された推定光量値を用いて各光源に対する修正された制御量が決定されるので、短時間で行い得る全灯状態での光源光量調整でありながらも単灯状態での光源光量調整に匹敵する精度が得られる。

全ての光源を同時に点灯させた状態で各光電変換センサに取得された測定光量値から、各光源のための他の光源からは独立した光量値を推定する関係式の具体例の１つとして、各光源からの照射光が同一色成分の光電変換センサによって取得される同色測定光量値と異なる色成分の光電変換センサによって取得される異色測定光量値とから求められる、光源光量から測定光量値への変換行列の逆行列を用いて定義されるものが提案される。例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂ毎の光源とＲ・Ｇ・Ｂ毎の光電変換センサを備えたスキャナの場合、Ｒ光源単独点灯時の各Ｒ・Ｇ・Ｂ光電変換センサによって取得された輝度値（画像データの画素値）をＲ光電変換センサによる輝度値で正規化する工程を、ＧとＢに対しても行い、その結果得られるＲ・Ｇ・Ｂ光源の光量をＲ・Ｇ・Ｂ光電変換センサによって取得される光量値（光電変換によって得られた測定光量値）に変換する変換行列（３×３）の逆行列を、Ｒ・Ｇ・Ｂ光電変換センサによって取得される光量値から実際のＲ・Ｇ・Ｂ光源の光量を求めるための変換行列とすることができる。従ってこの最終的に得られた変換行列を用いた変換式が上述の関係式となる。なお、このような関係式は、コンピュータ上で扱われる場合、通常予めテーブル化されて用いられることから、本願明細書での関係式なる用語は、数学的な数式及びその関係式の値をテーブル化したもの等を含む広義な用語として用いられている。

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記修正制御量を決定するステップを複数回行うことで得られた修正制御量と推定光量値の関係から前記目標光量値のための最適な修正制御量を決定することが提案される。１回だけの調整工程で、最適な制御量を得る可能性は低いので、複数回、例えば２回の調整工程で得られた２組の修正制御量と推定光量値からそれらの関係を割り出して、その収束方向から目標光量値を得るための最適な制御量を見出すようにするのである。

光電変換センサによって取得される輝度データにはどうしてもノイズ（電気ノイズや光電変換ノイズなど）が含まれるが、そのようなノイズの影響をできるだけ低減するため、本発明の好適な実施形態の１つでは、測定光量値として、光源からの光を光電変換センサが複数ライン分ラインスキャニングして得られた輝度データに対して平均化フィルタをかけた後平均演算して得られた値が用いられる。

本発明では、上述した画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムやそのプログラムを記録した媒体も権利の対象とするものであり、そのような光源光量調整プログラムは、各光源の単独点灯時に各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて求められた、全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を読み込む機能と、各光源の目標光量値を設定する機能と、前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定する機能と、全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定する機能と、前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定する機能とをコンピュータに実現させる。当然ながら、このような光源光量調整プログラムも上述した光源光量調整方法で述べたすべての実施態様を採用することができるとともに、上述した全ての作用効果を得ることができる。

本発明では、さらに、上述した光源光量調整方法を実施する光源光量調整システムも権利の対象としており、そのような光源光量調整システムは、各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて求められた、全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を読み出し可能に格納する関係式格納部と、各光源の目標光量値を設定する目標光量値設定部と、前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定する制御量設定部と、全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定する推定光量値算定部と、前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定する制御量決定部とを備えている。当然ながら、このような光源光量調整システムも上述した光源光量調整方法で述べたすべての実施態様を備えるとともに、上述した全ての作用効果を得ることができる。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。

図１に、本発明による光源光量調整技術が組み込まれたスキャナシステムの一例が模式的に示されている。このシステムはフィルムスキャナ１として構成されているスキャナとこのフィルムスキャナ１によって取得された読取信号（輝度データ）を処理するコントローラ６０から構成されている。

フィルムスキャナ１は、主な構成要素として、照明光学系２０、撮像光学系３０、ラインＣＣＤセンサを用いた光電変換部４０、写真フィルム（以後単にフィルムと称する）２に対する光の照射範囲を決定するとともにフィルム２を光電変換部４０によるスキャニングのために副走査方向に搬送するフィルムキャリヤユニット５０を備えている。このフィルムキャリヤユニット５０は、１３５フィルムやＩＸ２４０フィルム（ＡＰＳフィルム）やブローニフィルムなどのフィルムの種類毎に用意されており、この実施形態では１３５フィルム用のフィルムキャリヤユニット５０が装着されているとする。

照明光学系２０は、光源部２１と光源部２１からの光ビームを調整する平行化レンズ２２、ミラー２３、ＮＤフィルタ２４、ディフューザ２５などから構成されている。光源部２１は、主に赤色成分（以下単にＲと略称する）の光ビームを放射するＬＥＤ素子列からなるＲ光源２１ａと、主に緑色成分（以下単にＧと略称する）の光ビームを放射するＬＥＤ素子列からなるＧ光源２１ｂと、主に青色成分（以下単にＢと略称する）の光ビームを放射するＬＥＤ素子列からなるＢ光源２１ｃを備えている（色成分別に特に区別する必要がない場合には単に光源２１とも呼ぶ）。フィルム２からの透過光ビームを処理する撮像光学系３０は、ズームレンズユニット３１から構成されているが、必要に応じて投射光の方向を変える方向変換光学系が追加される。

撮像光学系３０によって導かれた光ビームを光電変換する光電変換部４０は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各色を検出するために割り当てられた、Ｒ光電変換センサ４１ａ、Ｇ光電変換センサ４１ｂ、Ｒ光電変換センサ４１ｃを備えており（色成分別に特に区別する必要がない場合には単に光電変換センサ４１と呼ぶ）、この実施形態では各光電変換センサ４１は多数（例えば５０００個）のＣＣＤ素子が主走査方向、つまりフィルム２の幅方向に配列されるラインアレイ型のＣＣＤセンサであり、センサ駆動回路４２により主走査時に電荷蓄積動作や電荷蓄積時間の制御が行われる。このため、以後光電変換センサはＣＣＤセンサと言い換えることにする。

Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａの撮像面にはフィルム２を透過した光の主に赤色成分のみを通過させるカラーフィルタが、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂの撮像面にはフィルム２を透過した光の主に緑色成分のみを通過させるカラーフィルタが、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃの撮像面にはフィルム２を透過した光の主に青色成分のみを通過させるカラーフィルタが設けられており、それぞれ、透過光のうちの青色成分、赤色成分、緑色成分のみを光電変換する。それぞれのＣＣＤセンサ４１から出力される各画素信号はサンプルホールドされ各画素信号が連続した画像信号となり、この各画素信号は所定のビット数（例えば１２ビット）のデジタル信号に変換される。このようにデジタル信号化された画像信号はカラー画像データ（Ｒ・Ｇ・Ｂ輝度データ）としてコントローラ６０に送り込まれる。

このコントローラ６０には写真プリント装置７０が接続されており、コントローラ６０内で処理されたカラー画像データに基づいて生成されたプリントデータによってレーザ露光プリントエンジンやインクジェットプリントエンジンが駆動されることでフィルム２の撮影画像コマに対応する写真プリントを出力する。

次に、フィルムスキャナ１の具体的な構造を図２〜４を用いて説明する。
図２に示すように、照明光学系２０を下部に内蔵するとともに撮像光学系３０と光電変換部４０を上部に内蔵する筐体１０によりフィルムスキャナ１の外観が構築されており、筐体１０の中央部に形成されている凹部の下面にフィルムキャリヤユニット５０が装着されるベース面１０ａが形成されている。

フィルムキャリアユニット５０は、フィルム搬送方向を横断する方向（主走査方向）に延びているスリット状のスキャンゲート５２が形成されたケース５１を備えるとともに、そのケース５１内に、写真フィルム２をフィルム搬送方向（副走査方向）に往復搬送するための複数の圧着型の搬送ローラ５３と、ベース面１０ａに対向している集光レンズ５４とを備えている。

照明光学系２０は、樹脂成形品で成る上壁部１１と、アルミニウム合金で成る側壁部１２と、同じくアルミニウム合金で成る底壁部１３とでケース状に形成されている。前記上壁部１１の内部には、基板にチップ状の多数の赤色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたＲ光源２１ａと、基板にチップ状の多数の緑色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたＧ光源２１ｂと、基板にチップ状の多数の青色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたＢ光源２１ｃとが取り付けられている。各光源２１に対応する位置に各光源２１からの光線を平行光線化するように各光源２１に焦点位置を設定した平行化レンズ２２を取り付けられ、これらの平行化レンズ２２を介して送り出された光ビームを合流させるダイクロイック型のミラー２３として第１ミラー２３ａと第２ミラーｂが用意されている。

Ｇ光源２１ｂからの光ビームを上方に送る縦向き姿勢の第１光軸Ｌ１上に平行化レンズ２２と第１ミラー２３ａとが配置され、Ｂ光源２１ｃからの光ビームを上方に送る縦向き姿勢の第２光軸Ｌ２上に平行化レンズ２２と第２ミラー２３ｂとが配置され、Ｒ光源２１ａからの光ビームを水平方向に送る横向き姿勢の第３光軸Ｌ３上に平行化レンズ２２と前記第１・第２ミラー２３ａ、２３ｂとが位置するようになっている。また、第１光軸Ｌ１の延長上で上壁１１部の壁面の近傍位置には光線を拡散させて光量の分布を平均化させるディフューザ２５が配置されている。つまり、第１、第２、第３光軸Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、各色の光源２１の形成方向（主走査方向）での中央位置で、かつ、基板に垂直となる仮想直線として設定されたものであり、第１光軸Ｌ１の延長上方にフィルムキャリヤユニット５０の集光レンズ５４とスキャンゲート５２が位置し、第２光軸Ｌ２は第１ミラー２３ａにおいて第３光軸Ｌ３と合流する位置となっている。

図３に示すように、第１光軸Ｌ１に沿って上方に送り出される光線の光量を低減する減光フィルタとしてのＮＤフィルタ２４がフィルムキャリヤユニット５０の集光レンズ５４と向き合うように第１光軸Ｌ１上に選択的に位置決め可能に設けられている。このため、ＮＤフィルタ２４を支持する作動プレート１４と、この作動プレート１４に往復作動力を揺動アーム１５を介して伝える駆動部としての電気モータ１６が配置されている。このＮＤフィルタ２４を図３に示す如く照明光学系２０の光路中（第１光軸Ｌ１中）の減光位置にセットすることにより、照明光学系２０から送り出される光線の光量を大きく減じ、このＮＤフィルタ２４を光路外の待避位置に待避させることにより、照明光学系２０からの光ビーム全てを送り出せる。本発明による光源光量調整作業時などでは、ＣＣＤセンサに過大な光量が入り込まないようにＮＤフィルタ２４が光路中にセットされる。

なお、図３では、フィルム２がスキャンゲート５２の近傍位置に存在する状態を示しており、この状態ではＮＤフィルタ２４が待避位置に設定されるべきものであるが、ＮＤフィルタ２４よって光量を制限する状態を理解しやすくするため、同図では、ＮＤフィルタ２４を制限位置にセットした状態を示している。

前記第１ミラー２３ａはＧ光源２１ｂに用いられている青色の発光ダイオードからの波長（５２０〜５６０ｎｍ）の光線を透過し、これ以外の光線を反射する性能のものであり、前記第２ミラー２３ｂはＲ光源２１ａに用いられている赤色の発光ダイオードからの波長（６２０〜７５０ｎｍ）の光線を透過し、Ｂ光源２１ｃに用いられている青色の発光ダイオードからの波長（４００〜４８０ｎｍ）の光線を反射する特性のものを使用している。

このような照明光学系２０のレイアウトから、Ｇ光源２１ｂから第１光軸Ｌ１に沿って送り出される光線は、平行化レンズ２２で平行光線化した後に、第１ミラー２３ａを透過して第１光軸Ｌ１に沿って上方に送られ、Ｂ光源２１ｃから第２光軸Ｌ１に沿って送り出される光線は、平行化レンズ２２で平行光線化した後に、第２ミラー２３ｂで反射して第３光軸Ｌ３と合流し、Ｒ光源２１ａから第３光軸Ｌ１に沿って送り出される光線は、平行化レンズ２２で平行光線化した後に第２ミラー２３ｂを透過するものとなり、このように第３光軸Ｌ３に沿って送られる青色成分の光ビームと、赤色成分の光ビームとは第１ミラー２１ａで反射され、第１光軸Ｌ１に沿って上方に送られる結果、この第１光軸Ｌ１ではＲ・Ｇ・Ｂの各光ビームが合流した白色の光ビームが送られ、ディフューザ２５で拡散され、スキャンゲート５２に導かれる。

このフィルムスキャナ１でスキャニングを行う際には、取り込む画像の画素数に基づいてズームレンズ３１による拡大率（主走査方向での画素数）を設定し、取り込む画像の画素数に基づいて搬送速度（副走査方向での画素数）を設定した後に、フィルムキャリアユニット５０にフィルム２をセットし、フィルム２に対して照明光学系２０からの光ビームを照射する状態で、搬送ローラ５３の駆動でフィルム２を設定された速度で搬送し、この搬送速度と同期したタイミングで光電変換部４０の各ＣＣＤセンサ４１において主走査方向に沿うライン状に画像を取り込み、画像データ（輝度データ）として取得され、コントローラ６０に送り込まれる。送り込まれた画像データ、つまりＲ画像データとＧ画像データとＢ画像データに対しては、前処理を経て種々の画像処理が施される。

コントローラ６０は、ＣＰＵを中核部材として、種々の動作を行うための機能部をハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方で構築しているが、本発明に特に関するものとして、フィルムスキャナ１から送られてくる画像データをメモリ６１に展開する画像入力部６２と、フィルムスキャナ１に対する光源光量調整を行う光源光量調整手段８０と、フィルムキャリアユニット５０の搬送ローラ５３を含むフィルムスキャナ１のスキャニング動作を制御するスキャナ制御部６３と、メモリに展開された画像データに対して種々の画像処理を施す画像処理部６４と、最終的に得られた撮影画像のための画像データを写真プリント装置７０に対するプリントデータに変換生成するプリントデータ生成部６５などが挙げられる。

光源光量調整手段８０は、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの単独点灯時にＣＣＤセンサ４１によって取得され送り込まれてきた画像データから各ＣＣＤセンサ４１のための測定光量値を算定しながら、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃへのＬＥＤ駆動電流である制御量を調整するものであり、全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を読み出し可能に格納する関係式格納部８１と、各光源の目標光量値を設定する目標光量値設定部８２と、前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定する制御量設定部８３と、全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定する推定光量値算定部８４と、前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定する制御量決定部８５を備えている。

関係式格納部８１に格納される関係式とは、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ全てを同時に点灯させた状態で各ＣＣＤセンサ４１（Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃ）で取得された測定光量値から、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃそれぞれの光量値、つまりＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃを個別に点灯させた際に取得されるであろう光量値を推定する関係式のことである。

この関係式の一例を求める方法を、図６のフローチャートを参照しながら説明する。この関係式の原理は次の通りである。
Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値をＲ_led、Ｇ_led、Ｂ_ledとし、Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃそれぞれの受光光量値をＲ_ccd、Ｇ_ccd、Ｂ_ccdとして、Ｒ光源２１ａの照射光ビームに含まれているＲ成分の割合をβrr、Ｇ光源２１ｂの照射光ビームに含まれているＲ成分の割合をβrg、Ｂ光源２１ｃの照射光ビームに含まれているＲ成分の割合をβrbとすると、
Ｒ_ccd＝βrr・Ｒ_led＋βrg・Ｇ_led＋βrb・Ｂ_led
が成立する。この式は、Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａで取得される光量値にはＧ光源２１ｂやＢ光源２１ｃの照射光に含まれているＲ成分も付加されることを意味している。同様に、Ｒ光源２１ａの照射光ビームに含まれているＧ成分の割合をβｇr、Ｇ光源２１ｂの照射光ビームに含まれているＧ成分の割合をβgg、Ｂ光源２１ｃの照射光ビームに含まれているＧ成分の割合をβgbとし、Ｒ光源２１ａの照射光ビームに含まれているＢ成分の割合をβbr、Ｇ光源２１ｂの照射光ビームに含まれているＢ成分の割合をβbg、Ｂ光源２１ｃの照射光ビームに含まれているＢ成分の割合をβbbとすると、
Ｇ_ccd＝βgr・Ｒ_led＋βgg・Ｇ_led＋βgb・Ｂ_led、
Ｂ_ccd＝βbr・Ｒ_led＋βbg・Ｇ_led＋βbb・Ｂ_led
も成立する。
これらの式を行列を用いてまとめると次の第１式が得られる。

ここで、βに関する行列をβ変換行列と名付ける。
第１式を、β変換行列の逆行列を用いてＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値を表すＲ_led、Ｇ_led、Ｂ_ledで解くと、次の第２式が得られる。

この第２式は、全光源点灯時のＲ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃそれぞれの受光光量値を表すＲ_ccd、Ｇ_ccd、Ｂ_ccdによってＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値を求めることができる式となっているので、この式のβ変換行列の逆行列をα変換行列と置き換えると、ＣＣＤセンサ４１の受光光量値から各光源２１の照射光量値を求めることができる。つまり、α変換行列の各要素の値（β変換行列の逆行列の値）を予め求めておくことで、ＣＣＤセンサ４１の受光光量値から各光源２１の照射光量値を推定することができる。
つまり、上述した関係式を求めるということはα変換行列の各要素の値を求めることである。

このα変換行列の各要素の値を求めるために、まずＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれに対する初期駆動電流量（ここでは初期制御量とも呼んでいる）をＲＯＭから読み出して設定する（＃０１）。Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内の１つの光源（例えばＲ光源２１ａ）を選択して単独点灯する（＃０２）。点灯された光源２１からの光ビームを各ＣＣＤセンサ４１で１００ライン分スキャニングし（＃０３）、取得した画像データをメモリ６１に展開する（＃０４）。突出したノイズを抑制するため、メモリ６１に展開された画像データ（Ｒ・Ｇ・Ｂ輝度データ）に対して平均値フィルタを用いて平滑化処理を施す（＃０５）。全画像データの値から暗データの値を差し引いて画素値を光源２１による照射光に対応させる（＃０６）。なお、暗データはスキャナ技術においてよく知られているように、光源非点灯時におけるＣＣＤセンサ４１の読取信号値（画像データの画素値）である。この暗データは予め取得しておくが、よく知られているプロセスなのでここでの説明は省略する。そこで得られたＲ・Ｇ・Ｂ各画像データに含まれる全画素の値を平均して得られたＲ値とＧ値とＢ値を単独点灯された光源に対する各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値の基準として記憶する（＃０７）。単独点灯された光源に対する各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値の基準を記憶するルーチンをＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれに対して実行する（＃０８）。

記憶されている値群を各光源２１の単独点灯時における各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値群として、正規化のための以下の式を用いてβ変換行列の要素を演算する。
βrr＝Ｒ光源単独点灯時のＲ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βgr＝Ｒ光源単独点灯時のＧ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βbr＝Ｒ光源単独点灯時のＢ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βrg＝Ｇ光源単独点灯時のＲ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βgg＝Ｇ光源単独点灯時のＧ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βbg＝Ｇ光源単独点灯時のＢ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βrb＝Ｂ光源単独点灯時のＲ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βgb＝Ｂ光源単独点灯時のＧ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βbb＝Ｂ光源単独点灯時のＢ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値。
例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの単独点灯において得られたＲ値とＧ値とＢ値が、

とすると、
そのβ変換行列は、

となる（＃０９）。
その逆行列であるα変換行列は、

となる（＃１０）。
上述したように、α変換行列が得られるとその要素をテーブル化して関係式格納部８１に格納する（＃１１）。このようにα変換行列の要素がテーブル化されていると、各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値（測定光量値とも呼ぶことができる）から各光源２１の照射推定光量値を簡単な線形演算で求めることができる。

このフィルムスキャナ１に対して、最初に、全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式、この実施形態ではα変換行列の要素を関係式格納部８１に格納すると、日常的な光源光量調整はＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃを全て点灯させて（全灯状態）実施することができる。このような日常的な光源光量調整ルーチンを、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、全灯状態（つまり実際のスキャニングの状態）での各ＣＣＤセンサ４１における目標（受光）光量値から関係式格納部８１に格納されているデータを用いて各光源２１の目標（照射）光量値を算定する（＃２０）。算定された目標（照射）光量値に基づいて制御量（各光源への駆動電流量）を決定し、設定する（＃２１）。設定された制御量で光源２１を全灯し、この全灯状態で各ＣＣＤセンサの受光光量値として、前述した図６のフローチャートにおけるステップ＃０３〜＃０７に示す手順で得られる基準となるＲ・Ｇ・Ｂ別の測定光量値を求める（＃２２）。このステップは、Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃのそれぞれの受光光量値は、このフィルムスキャナ１を通じて取得されるカラー画像データを構成するＲ画像データの画素値（輝度値）、Ｇ画像データの画素値、Ｂ画像データの画素値に対応していることに基づいている。

受光光量値（測定光量値）から再び関係式格納部８１に格納されているデータを用いて各光源２１の推定される（照射）光量値を算定する（＃２３）。ステップ＃２３で算定された推定（照射）光量値とステップ＃２０で取り扱われた目標（照射）光量値との差を制御偏差として求める（＃２４）。求めた制御偏差が一定範囲内に入っていると、この光源光量調整は終了する（＃２５Ｙｅｓ分岐）。求めた制御偏差が一定範囲内に入っていない場合（＃２５Ｎｏ分岐）、その制御偏差に応じて各光源２１のための修正制御量が決定され、設定し直され（＃２６）、制御偏差が一定範囲内に入るまでステップ＃２２〜＃２６が繰り返される。その際、修正制御量を決定するルーチンが複数回行われることにより、修正制御量と推定光量値の複数の関係が得られた場合、一次近似式や二次近似式などの簡単な近似式を用いて推定（照射）光量値が目標（照射）光量値に最適に収束する修正制御量を決定するようにするとよい。

上述したように、全灯状態でのＲ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃそれぞれの受光光量値（測定受光量）からＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値を求めることができる関係式を予め関係式格納部８１に格納しておくことにより、日常的に行われる光源光量調整は全灯状態で行うことができ、その結果、調整作業が迅速となるにもかかわらず、その精度は単灯状態を繰り返しながらの光量調整に匹敵するものとなる。

上述した実施形態の説明では、スキャナとしてＲ・Ｇ・Ｂタイプのフィルムスキャナを採用していたが、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなる全てのスキャナに本発明は適用可能である。

本発明による光源光量調整技術を採用したスキャナシステムの一例を模式的に示す模式図 図１によるスキャナシステムに用いられたフィルムスキャナの外観を示す斜視図 フィルムスキャナの照明光学系を示す断面図 フィルムスキャナの内部要素を説明するための説明図 スキャナシステムに用いられたコントローラ内に構築された本発明に関係する機能要素を説明する機能ブロック図 全灯状態での各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値から各Ｒ・Ｇ・Ｂ光源の照射光量値を求める関係式を作成するためのフローチャートを示す図 日常的な光源光量調整のフローチャートを示す図

符号の説明

１：フィルムスキャナ（スキャナ）
６０：コントローラ
６１：メモリ
８０：光源光量調整手段
８１：関係式格納部
８２：目標光量値設定部
８３：制御量決定部
８４：推定光量値算定部
８５：制御量決定部

Claims (6)

1. 少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナのための光源光量調整方法において、
   各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を求めるステップと、
   各光源の目標光量値を設定するステップと、
   前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定するステップと、
   全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定するステップと、
   前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定するステップと、
   からなることを特徴とする光源光量調整方法。
2. 前記関係式は、各光源からの照射光が同一色成分の光電変換センサによって取得される同色測定光量値と異なる色成分の光電変換センサによって取得される異色測定光量値とから求められる、光源光量から測定光量値への変換行列の逆行列を用いて定義されていることを特徴とする請求項１に記載の光源光量調整方法。
3. 前記修正制御量を決定するステップを複数回行うことで得られた修正制御量と推定光量値の関係から前記目標光量値のための最適な修正制御量を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源光量調整方法。
4. 前記測定光量値は、前記光源からの光を前記光電変換センサが複数ライン分ラインスキャニングして得られた輝度データに対して平均化フィルタをかけた後平均演算して得られた値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源光量調整方法。
5. 少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナのための光源光量調整プログラムにおいて、
   各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて求められた、全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を読み込む機能と、
   各光源の目標光量値を設定する機能と、
   前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定する機能と、
   全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定する機能と、
   前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定する機能と、
   をコンピュータに実現させる光源光量調整プログラム。
6. 少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナのための光源光量調整システムにおいて、
   各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて求められた、全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を読み出し可能に格納する関係式格納部と、
   各光源の目標光量値を設定する目標光量値設定部と、
   前記目標光量値に適した前記光源に対する制御量を設定する制御量設定部と、
   全光源点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値から前記関係式を用いて各光源の推定光量値を算定する推定光量値算定部と、
   前記推定光量値と前記目標光量値との差に応じて各光源に対する修正制御量を決定する制御量決定部と、
   からなることを特徴とする光源光量調整システム。

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