JP2763552B2

JP2763552B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP2763552B2
Application number: JP63203213A
Authority: JP
Inventors: 雄一佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH0253010A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像を読取る画像読取装置に関し、特にこ
の画像読取装置の自動焦点調節技術に関する。

〔従来の技術〕

従来、35mm写真フィルムのような透過原稿を読取るこ
の種の装置としては例えば回転ドラム上にフィルムを巻
き付け、ドラムを回転し、光電変換部をそのドラムに沿
って移動させることにより走査を行うドラムスキャナー
があるが、この場合はオートフォーカスは特に必要とし
なかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、35mm写真フィルム等の透過原稿を従来
装置により高い解像度で読み取る場合には以下のような
問題点があった。

まず、リバーサルフィルム（ポジフィルム）は多くの
場合に１枚づつマウント（台紙）に収納されているが、
そのマウントの厚さが一定でないので、マウントされた
ままでフィルムを扱おうとすると、フィルム面の光軸方
向の位置が数mmの範囲でばらつくので、ボケのない画像
を読み取ろうとすると焦点調節が必要となる。

また、マウントされたフィルムでもマウントされてい
ないフィルムでも通常の状態では湾曲しやすいので、フ
ィルム面の位置を一定に保つのが難しい。

そこで、これらの問題を解決するために、従来では一
般にフィルムをガラス面に貼り付けたり、２枚のガラス
ではさむ等をしてフィルム面の位置出しを正確に行なう
と共にフィルムの湾曲の発生を防いでいたが、この場合
はマウントされているフィルムをいちいちマウントから
取り出してガラスに貼りつけるといったような煩わしい
手間のかかる作業が必要となったり、フィルムをガラス
ではさむことによりニュートンリングが発生したり、あ
るいはごみがガラス面やフィルムに付着しやすくなると
いったような欠点があった。

また、焦点調節をマウント毎に人間が行なうのは操作
作業が大変であり、時間がかかる上に、精度良く焦点合
わせするのが難しい。

一方、撮像レンズの像面湾曲、非点収差、色収差等の
各種収差により、フィルム面上に各点に対する焦点位置
がばらつき、例えばＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ
（ブルー）の３色に色分解した色分解像の焦点位置がず
れるといった問題があった。

さらに、被写体のフィルム上の画像はもともと鮮鋭な
部分、すなわち撮影時に焦点（ピント）がよく合ってい
て、画像自体も高周波成分を多く含んでいる部分と、そ
うでない部分があるので、画像読取時にフィルムに対し
てピントが合っていても、鮮鋭でない部分にピントが合
った場合は高い鮮鋭度が得られず、精度良く自動焦点調
節ができないといった問題点があった。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、常に精度良
く自動焦点調節することができる画像読取装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、撮像レンズで結
像された画像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子で
光電変換して得たあらかじめ定めた複数の画像参照領域
の中の１つの領域の画像信号を基に、当該画像参照領域
の画像の鮮鋭度を検出する鮮鋭度検出手段と、前記撮像
レンズの移動により焦点を調節する焦点調節手段と、該
焦点調節手段によつて焦点位置を変化させながら前記複
数の画像参照領域に対して前記鮮鋭度検出手段から得ら
れる前記鮮鋭度を順次抽出する第１の抽出手段と、該第
１の抽出手段が抽出した前記鮮鋭度の最大値があらかじ
め定めた所定レベルを超えた箇所の前記鮮鋭度の情報を
抽出する第２の抽出手段と、前記第２の抽出手段により
抽出された情報に基いて、前記焦点調節手段を制御して
焦点調節を行なう自動焦点調節手段と、を具備したこと
を特徴とする。

〔作用〕

本発明では、上記構成により、撮像レンズで結像され
た画像を撮像素子で光電変換して得たあらかじめ定めた
複数の画像参照領域の中の１つの領域の画像信号を基
に、当該画像参照領域の画像の鮮鋭度を検出し、撮像レ
ンズの移動により焦点を調節する焦点調節手段によつて
焦点位置を変化させながら複数の画像参照領域に対して
その検出された鮮鋭度を順次抽出し、抽出したその鮮鋭
度の最大値があらかじめ定めた所定レベルを超えた箇所
の鮮鋭度の情報を抽出し、この抽出された鮮鋭度の情報
に基いて焦点調節を行なう。従って、本発明では、例え
ば原稿面が反返っていたり撮像レンズの収差などにより
全撮像領域に焦点を合わせることが不可能なときでも、
画像の鮮鋭度の高いところを重点的に焦点を合わせら
れ、これにより実質的に出力画像の全体的な鮮鋭度を高
めることができ、画質を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。本図におい
て、Ａは照明手段Ｇで照明された透過原稿Ｈの画像を結
像する撮像レンズである。Ｂは撮像レンズＡで結像され
た画像を光電変換する撮像素子である。Ｃは撮像素子Ｂ
で光電変換して得たあらかじめ定めた複数のAF用画像参
照領域の中の１つの領域の画像信号を基に、当該AF用画
像参照領域の画像の鮮鋭度を検出する鮮鋭度検出手段で
ある。Ｄは撮像レンズＡの移動により焦点位置を調節す
る焦点調節手段である。

Ｅは焦点調節手段Ｄによって撮像レンズＡの焦点位置
を変えながら、複数のAF用画像参照領域に対して鮮鋭度
検出手段Ｃから得られる鮮鋭度の最大値を抽出する最大
値抽出手段である。Ｆは自動焦点調節制御手段であり、
最大値抽出手段Ｅが抽出した鮮鋭の最大値があらかじめ
定めた一定レベルを超えた箇所の鮮鋭度の情報に基い
て、焦点調節手段Ｄを制御して焦点調節を行なう。

第２図は本発明の一実施例の具体的な回路構成を示
す。本図において、3001は透過原稿照明用の光源（ラン
プ）、3002は光源3001からの光線から熱線を除去する熱
線吸収フィルター、3003はフィルタ3002を通った照明光
を平行光束にする照明光学系である。3004は透過原稿を
副走査方向に移動する副走査駆動台、3005は透過原稿を
回転する回転台、3006は透過原稿を収納するフィルムホ
ルダー、3007は35mm写真フィルムのような透過原稿であ
る。3008は透過原稿3007を透過した光束（原稿像）の光
路を切換る可動ミラー、3009は原稿像の光路を偏向する
ミラー、3010はミラー3009を通った原稿像を結像する撮
像レンズである。

3011は可動ミラー3008で反射された原稿像を投影する
ための投影レンズ、3012は光路を偏向するミラー、3013
は同じ光路を偏向するミラー、3014はミラー3013を通っ
た原稿像を投影するモニタとしてのスクリーンである。
3015はスクリーン3014と一体のトリミング枠表示器、30
16はスクリーン3014と一体のトリミング領域を入力する
タッチパネルである。

3017は光源3001を支持するランプ保持部材である。30
18,3019,3020はそれぞれCCD位置合わせ機構、3021は撮
像レンズ3010により結像した透過原稿像をR,G,Bの３色
に色分解する３色分解プリズム、3022,3023,3024はそれ
ぞれプリズム3021で色分解された各色毎の原稿像を光電
変換するCCD（電荷結合素子）アレイを用いたCCDライン
センサであり、このCCDラインセンサは対応のCCD位置合
せ機構3018,3019,3020により読取位置の微調整ができ
る。

3025はCCDラインセンサ3022,3023,3024のアナログ出
力を増幅し、A/D（アナログ・デジタル）変換を行うア
ナログ回路、3026はアナログ回路3025に対して調整用の
標準信号を発生する調整用信号発生源、3027はアナログ
回路部3025から得られるR,G,Bのデジタル画像信号に対
してダーク補正を施すダーク補正回路、3028はダーク補
正回路3027の出力信号にシェーディンク補正を施すシェ
ーディング補正回路、3029はシェーディング補正回路30
28の出力信号に対して主走査方向の画素ずれを補正する
画素ずれ補正回路、3030は画素ずれ補正回路3029を通っ
たR,G,B信号を出力機器に応じた例えばＹ（イエロ
ー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色信号に変換
したりする色変換回路である。また、3031は信号のLOG
変換やγ変換を行うルックアップテーブル（LUT）であ
る。

3032はルックアップテーブル3031の出力信号の最小値
を検出する最小値検出回路、3033は最小値検出回路3032
の検出値に応じて下色除去（UCR）のための制御量を得
るルックアップテーブル（LUT）、3034はルックアップ
テーブル3031の出力信号に対してマスキング処理を行う
マスキング回路、3035はマスキング回路3034の出力信号
に対してルックアップテーブル3033の出力値を基に下色
除去処理を行うUCR回路（下色除去回路）である。3036
はUCR回路3035の出力信号に対し記録濃度を指定濃度に
変換する濃度変換回路、3037は濃度変換回路3036の出力
信号に対し指定された変倍率に変換処理する変倍処理回
路である。

3038は図示しないプリンタや入出力端末と本装置間の
信号の伝送を行うインタフェース回路（I/F）、3039は
装置全体の制御を司どるコントローラであり、コントロ
ーラ3039の内部にはマイクロコンピュータ等のCPU（中
央演算処理装置）、第10図に示すような処理手順がプロ
グラム形態で格納されたROM（リードオンリメモリ）、
データの格納や作業領域として用いられるRAM（ランダ
ムアクセスメモリ）等を有する。

3040は変倍処理回路3037からインタフェース回路303
8、コントローラ3039を介して入力する出力値のピーク
値を検出するピーク検出回路、3041はコントローラ3039
への指示を行う操作部、3042はコントローラ3039の制御
状態等を表示する表示部である。

3043は上述の撮像レンズ3010の絞り制御を行うレンズ
絞り制御部、3044は撮像レンズ3010の焦点調整を行うレ
ンズ距離環制御部、3045は可動ミラー3008を駆動するミ
ラー駆動部である。3046はトリミング枠表示器3015を制
御するトリミング枠制御部、3047はタッチパネル3016を
制御するタッチパネル制御部である。3048は回転台3005
を駆動制御する回転台回転制御部、3049は副走査駆動台
3004の走査を制御する副走査制御部、3050は光源（ラン
プ）3001の光量を制御するランプ光量制御回路、3051は
ランプ保持部材3017を介して光源3001の位置を調節する
ランプ位置駆動源である。

3052はコントローラ3039の制御の基にタイミング信号
（クロック）を発生するタイミングジェネレータ、3053
は上述の各制御部や処理回路とコントローラ3039とを連
結するバス、3054は出力機器に対するデータ線、3055は
出力機器に対する同期信号線、および3056は通信線であ
る。

次に、各部の動作を説明する。

光源3001は例えばハロゲンランプのような光源であ
り、光源3001からの出射光は熱線吸収フィルタ3002及び
照明光学系3003を通ってフィルムホルダー3006に載せた
35mm写真フィルムのような透過原稿3007を照明する。透
過原稿3007の像は、可動ミラー3008により光路が切り換
えられることにより、投影レンズ3011とミラー3012,3013を通ってスクリ
ーン3014上、またはミラー3009、撮像レンズ3010、および３色分解プリ
ズム3021を通ってCCDラインセンサ3022〜3024上に投影される。

上述ののモードの場合において、CCDラインセンサ3
022〜3024はタイミングジェネレータ3052のクロックに
より同期をとって駆動され、各CCDラインセンサの出力
信号はアナログ回路3025に入力される。CCD位置合わせ
機構3018〜3020は、各CCDラインセンサ3022〜3024を３
色分解プリズム3021に対してレジストレェーション合わ
せをするためのもので、少なくとも一度以上調整する必
要がある。アナログ回路3025は、増幅器とA/D変換器と
から構成され、増幅器で増幅された信号をタイミングジ
ェネレータ3052から出力されるA/D変換のためのタイミ
ングロックに同期してA/D変換器でA/D変換する。

次に、アナログ回路3025から出力されるR,G,Bの各デ
ィジタル信号に対してダーク処理回路3027により暗信号
のレベル補正をかけ、続いてシェーディング補正回路30
28で主走査方向のシェーディング補正を行ない、さらに
画素ずれ補正回路3029で主走査方向の画素ずれを、例え
ばFIFO（ファーストイン・ファーストアウト）バッファ
の書き込みタイミングをずらすことにより補正する。

次に色変換回路3030では、色分解光学系3021の色補正
をしたり、出力機器に応じて、R,G,B信号をY,M,Cの色信
号に変換したり、Y,I,Qの色信号に変換したりする。次
のルックアップテーブル3031では、テーブル参照によ
り、輝度リニアな信号をLOGに変換したり、任意のγ変
換したりする。

3032〜3037は、主にカラーレーザー複写機のようなプ
リンタで用いるY,M,C,BK（ブラック）の４色により画像
を出力するための画像処理回路を構成する。ここで、最
小値検出回路3032、マスキング回路3034、ルックアップ
テーブル3033、およびUCR回路3035の組み合わせでプリ
ンタのマスキングとUCR（下色除去）を行なう。

次に、濃度変換回路3036により各濃度信号のテーブル
変換を行ない、さらに変倍処理回路3037により主走査方
向の変倍処理を行ない、その変倍処理後のＹ′,M′,
C′,BK′信号をインタフェース回路3038を介して出力機
器のプリンタへ送る。インタフェース回路3038は、出力
機器に対するデータ線3054と同期信号線3055、例えばRS
232Cなどの制御コマンド通信線とが接続されており、ま
た通信線3056を介して一般のコンピュータ（例えば、パ
ーソナルコンピュータとも通信可能となっている。

一方、ランプ位置駆動源3051は光源のランプ3001を変
換する際にランプ位置を調整するためのものであり、操
作部3041でのキー入力操作に応じてマニュアル又は自動
でランプ3001の位置決めをする。ランプ光量制御部3050
及びレンズ絞り制御部3043はCCDラインセンサ3022〜302
4上に投影される像の受光量を調整する。また、ミラー
駆動部3045は可動ミラー3008を制御して、透過原稿3007
の像をスクリーン3014に導くか、CCDラインセンサ3022
〜3024に導くかを切り換えるための光路変換を行なう。

スクリーン3014上に透過原稿3007の像を投影するモー
ドの場合では、スクリーン3014に表示した画面に対し
てトリミングを指示するために、トリミング枠表示制御
部3046によりトリミング領域を表示するトリミング枠表
示器3015を制御し、タッチパネル制御部3047によりトリ
ミング領域を入力するタッチパネル3016を制御する。

また、レンズ距離環制御部3044により撮像レンズ3010
の距離環を制御して、CCDラインセンサ3022〜3024やス
クリーン3014に投影される像のピントを合わせる。調整
用信号発生源3026はアナログ回路3025の調整を行なう時
に標準信号として入力する信号を発生する。

次に、第３図のフローチャートを参照して、本装置の
全体の制御動作について説明する。

なお、このフローチャートの制御手順はコントローラ
3039の内部のROMに格納されているものとする。

準備動作：電源スイッチ（図示しない）をONにすると、
コントローラ3039は各部の初期化を行ない（ステップS
1）、インタフェース回路3038を介して外部機器からま
たは操作部3041から入力するコマンド待ち状態となる。
この状態で透過原稿3007を装着したフィルムホルダー30
06を回転台3005の上にセットすると、光源3001により熱
線吸収フィルター3002及びコンデンサレンズ等を含む照
明光学系3003を通して照明された透過原稿の像が、可動
ミラー3008及び投影レンズ3011とミラー3012,3013を通
してスクリーン3014上に投影される。

透過原稿3007は画像の向きが縦位置と横位置のものが
あるが、画像を回転して投影したいときには、インタフ
ェース回路3038を介して外部機器から、または操作部30
41からコントローラ3039に対して画像の回転を指示する
と（ステップS2）、コントローラ3039はバス3053を介し
て回転台回転制御部3048に対して回転制御コマンドを送
り、回転台3005を回転させる（ステップS3）。このと
き、フィルムホルダー3006は回転台3005に固定されてい
るので回転台3005とともに回転する。このようにして、
透過原稿3007が回転すると、スクリーン3014上に投影さ
れる画像も回転される。

次に、画像のトリミングをしたい時には操作部3041か
ら、またはインタフェース回路3038を介して外部機器か
らコントローラ3039に対してトリミングを指示すると
（ステップS4）、コントローラ3039はタッチパネル制御
部3047に対してトリング情報の入力コマンドを送り、タ
ッチパネル制御部3034にタッチパネル3016から入力され
たトリミング情報をバス3053を介してコントローラ3039
に取り込み、コントローラ3039はその取り込んだトリミ
ング情報をもとに作ったトリミング枠制御情報をバス30
53を介してトリミング枠表示制御部3046に送って、トリ
ミング領域を表示させる（ステップS5）。

次に操作部3041から、またはインタフェース回路3038
を介して外部機器からコントローラ3039に対して画像読
取開始を指令すると、画像読取が開始され、次の手順に
従って行なわれる（ステップS6）。

光路切換：まず、コントローラ3039はミラー駆動部3045
へ駆動制御信号を出力することにより、可動ミラー3008
を動かし、透過原稿3007の像がミラー3009および撮像レ
ンズ3010によって３色プリズム3021を介して各CCDライ
ンセンサ3022〜3024上に導かれるように光路を切換える
（ステップS7）。

ダーク補正信号セット：次に、ダーク補正回路3027にダ
ーク補正情報をセットするために、コントローラ3039に
より、ランプ光量制御回路3050を制御してランプを消灯
するか、あるいはまた副走査制御部3049を制御して副走
査駆動台3004を各CCDラインセンサ3022〜3024が遮光さ
れるような遮光位置に動かす（ステップS8の前段）。つ
づいて、コントローラ3039によりダーク補正回路3027を
制御し、アナログ回路3025を介してディジタル信号に変
換されて出力されてくる信号をもとにダーク補正回路30
27のダーク補正信号をセットアップする（ステップS8の
後段）。

AE（自動露光調整）：続いて、コントローラ3039により
ランプ光量制御回路3050を制御してランプ3001を点灯
し、ダーク補正回路3027、シェーディング補正回路302
8、画素ずれ補正回路3029、色変換回路3030、ルックア
ップテーブル3031、マスキング回路3034、UCR回路303
5、濃度変換回路3036、変倍処理回路3037が全てスルー
（入力データがそのまま出力される）モードになるよう
に制御し（ステップS9）、高速に副走査させながらイン
タフェース回路3038を介してコントローラ3039に入力さ
れてくる生データに対してピーク検出回路3040を使って
ピーク検出する（ステップS10）。そして、検出された
そのピーク値がある一定のレベルに近づくように（ステ
ップS11）、ランプ光量制御回路3050を制御して光源300
1の明るさを変えるか、あるいはレンズ絞り制御部3043
を制御して撮像レンズ3010の絞りを変えることによりCC
Dラインセンサ3022〜3024への光量を調節する（ステッ
プS12）。

AF（オートフォーカス）：次に、ダーク補正回路3027に
よりダーク補正をかけた信号を、後段の処理回路をスル
ーモードにして、インタフェース回路3038を介してコン
トローラ3039に取り込みながら、その取り込んだ信号の
情報のもとにレンズ距離環制御部3044を制御して撮像レ
ンズ3010のピントを合わせる（ステップS13）。

シェーディング補正データセット：続いて、各CCDライ
ンセンサ3022〜3024が照明光により100％露光される露
出位置に副走査駆動台3004を動かし（ステップS14）、
ランプ光量制御回路3050によりランプ光量を適切な明る
さにし、ダーク補正回路3027でダーク補正した信号を入
力しながらシェーディング補正回路3028にシェーディン
グ補正データをセットする（ステップS15）。

選択：次に、画素ずれ補正回路3029に画素ずれ補正量を
設定する（ステップS16）。また、色変換回路3030に対
し色変換の種類を選択し、ルックアップテーブル3031,3
033に対しルックアップテーブルの種類を選択し、マス
キング回路3034に対しマスキングの種類を選択し、UCR
回路3035に対しUCRの有無を選択し、濃度変換回路3036
に対し濃度変換の種類を選択し、変倍処理回路3037に対
し変倍、シャープネスの種類を選択する（ステップS1
7）。さらに、ランプ光量制御回路3050を介してランプ
光量が適切になるように制御し、副走査制御部3049に副
走査速度とトリミング情報を送って透過原稿3007を副走
査開始位置に移動し、待機させる（ステップS18）。

データ出力A:操作部3041からの読取開始指令にもとづく
動作では（ステップS19）、インタフェース回路3038を
介し図示しない出力機器に対してスタートを指令し（ス
テップS20）、出力機器からの同期信号にもとづいて副
走査を開始し（ステップS22）、出力機器と同期をとり
ながら撮像し、処理した画像データをインタフェース回
路3038を介して出力する（ステップS23）。

データ出力B:インタフェース回路3038を介しての読取開
始指令にもとづく読取動作では（ステップS19）、イン
タフェース回路3038を介し図示しない出力機器に対して
準備完了を報告し（ステップS21）、出力機器からの同
期信号にもとづいて、副走査を開始し（ステップS2
2）、出力機器と同期をとりながら撮像し、処理した画
像データをインタフェース回路3038を介して出力する
（ステップS23）。

第４図は本発明の他の実施例の回路構成を示す。

本図において、3059は第２図の画素ずれ補正回路3029
に対応のバッファメモリ、3060は撮像素子の全体、3061
はＲの色分解フィルタを有するCCDラインセンサ、3062
はＧの色分解フィルタを有するCCDラインセンサ、3063
はＢの色分解フィルタを有するCCDラインセンサであ
る。また、3064はCCDラインセンサ3061〜3063の位置合
わせを行うCCD位置合わせ機構、3065〜3067はCCDライン
センサ3061〜3063を各々駆動する為にタイミングジェネ
レータ3052から出力する駆動信号である。その他の構成
は第２図の前実施例と同様である。

撮像素子3060は３ラインのラインセンサ3061〜3063か
ら構成され、各ラインセンサ3061〜3063はタイミングジ
ェネレータ3052から出力される駆動信号3065〜3067によ
って独立に駆動される。また、各ラインセンサ3061〜30
63は各々のオンチップの色フィルタによりR,G,Bの色分
解画像を撮像できるようになっている。

バッファメモリ3059は各ラインセンサ3061〜3063での
副走査方向の位置ずれを補正するための遅延用メモリで
あり、例えばFIFOメモリをいくつか使って構成してあ
る。各色に対する遅延量はコントローラ3039によって副
走査速度に応じてあらかじめ設定しておく。

第５図は第４図の実施例において自動焦点調節を行な
う制御系の構成を示す。本図において、3069は撮像レン
ズ3010の外周に取りつけた距離環、3070は距離環と噛合
する減速機構、3071は減速機構3070を介して距離環3069
を回転するモータである。3073は画像処理部であり、シ
ェーディング補正回路3028から変換処理回路3037まで含
む。また、Xpはフィルム3007上の点Ｐ′の光軸方向の位
置、Xqは点Ｐ′の像（Ｑ′）の結像位置（光軸方向）で
ある。

さらに、Ｑ″は、コントローラ3039により距離環制御
部3044を介してモータ3071を駆動し、減速機構3070を介
して距離環3069を動かすことにより、撮像レンズ3010の
焦点位置を変えた時の点Ｐ′の結像位置を示したもので
ある。なお、撮像素子3060の部分以外については、第２
図の実施例の自動焦点調節の構成も第５図と同様であ
る。

第６図は本発明実施例における自動焦点調節用画像参
照領域の具体例を示したものである。本図において3100
は透過原稿3007の画像領域、3101は自動焦点調節を行な
う際に参照するAF（自動焦点調節）用画像参照領域であ
る。3100′は透過原稿3007の向きを90゜回転したときの
画像領域である。

本図に示すように本実施例に於いては、通常の写真機
のAFが画面中央付近の画像情報を基になされるのと同様
に、画面中央付近をAF用画像参照領域とし、かつ処理の
高速性を考慮して主走査方向の信号をもとに合焦度を検
出するようにしている。

第７図は、上述の被写体原稿3007の画像領域3100の本
図中の点P₁とP₂で囲まれるトリミング領域3120でトリミ
ングして走査するときのAF用画像参照領域3121の位置を
示したものである。タッチパネル3016を用いてトリミン
グして撮像するときの有効画像はトリミング枠表示器30
15で表示されるトリミング領域内3120にあるので、本図
のように、このトリミング領域3120の中でAFを行なうの
が最も望ましい。本実施例では、例えば、3121のAF用画
像参照領域をP₁とP₂の中央の点の付近とすることによ
り、例えは写真フィルムなどの透過原稿3007が光軸に対
して傾いていたり、反り返っていたりした場合でも、必
要な画像領域に重点を置いてピント合わせすることがで
きる。

なお、第４図、第５図に示したような３ラインセンサ
3061〜3063を使用して、ＲとＧの焦点位置を求めるとき
には、ＲとＧのAF用画像参照領域が透過原稿のフィルム
面上で一致するように一方の焦点位置を検出した後で副
走査方向に移動した方が良い。

第８図および第９図を参照して本発明実施例における
オートフォーカス（自動焦点調節、AF）の方法を説明す
る。

一般に、オートフォーカスはピントの合い具合（合焦
度）を何らかの手段で評価（検知）し、この合焦度を基
にレンズ距離環の位置を制御してピントを合わせてい
る。ピントが合っている画像は、ピントが合っていない
画像と比べると、画像のエッジがシャープである。この
ことは、画像を読取った時の画像信号の高周波成分の量
が多いということに対応する。一般に、このような画像
信号の高周波成分の量を評価量とするなど、画像がどの
程度ピントが合っているか（あるいは逆にボケている
か）を画像信号から検知してAFを行なう方式をカメラの
分野ではボケ量検知方式と呼んでいる。その他に、三角
測量の原理を利用した方式としてスポット光やパタン光
を投影するアクティブ方式や、複数のセンサで撮像した
像のパタンのずれ量を検知するずれ検知方式等がある。

本発明実施例では機械的構成が簡単な上述のボケ量検
知方式を使用する。

すなわち、ピントの合い具合（鮮鋭度）の評価に例え
ばCCDラインセンサ3023（または3062）から読出された
Ｇ（グリーン）の画像信号を使うことにし、各々第６図
に示したAF用画像参照領域3101の画像信号に対し、鮮鋭
度を求める。このときの鮮鋭度Ｐの評価は例えば、次の
（１）に示すような演算式で得られることが知られてい
る。

（但し、X_jは主走査方向ｊ番目の画素の出力レベル、a,
bはAF用画像参照領域3101の主走査方向の最初から２番
目の画素と最後の画素の番号である。）第８図は、撮像レンズ3010の距離環3069をレンズ距離
環制御部3044により動かし、これによりレンズ3010のレ
ンズ繰り出し量△Ｘを変えて焦点位置を変えたときの鮮
鋭度Ｐの値の変化の一例を示したものである。ここで、
鮮鋭度Ｐは上式（１）により算出したものとする。

ところで、上述の鮮鋭度Ｐが最も大きいところが最も
ピント（焦点）が合っていると考えられるが、第８図の
3103の曲線では最大値（ピーク値）S₂が低く、そのAF用
画像参照領域に写し込まれている画像がエッジ等の高周
波成分をあまり含まないので、そのAF用画像参照領域の
鮮鋭度に基いて焦点調節を行なった場合には精度良く焦
点調節ができない。

しかしながら、もともとフィルム上のシャープでない
部分（鮮鋭度の低い画像部分）はピントを精度良く合わ
せても、また少しくらいピントが甘くても出力される画
像の画質に与える影響は少ないが、シャープな部分（鮮
鋭な画像部分）はピントの合わせ具合で出力される画像
の画質に与える影響が非常に著しいから、第８図の3104
の鮮鋭度の曲線の場合のようにその最大値S₁ができるだ
け高くなるようなAF用画像参照領域の焦点位置の情報に
もとづいて、ピント合わせを行なった方が良いことが分
る。

第９図（Ａ），（Ｂ）は画像領域の複数位置で焦点位
置を検出する一例を示している。本図において、3100,3
100′は透過原稿3007上での有効画像領域であり、3101,
3131〜3136,3141〜3148はそれぞれAF用画像参照領域で
ある。35ミリ写真フィルムなどの透過原稿3007は撮像光
学系の光軸に対して傾いていたり、その原稿自体が反返
っていたりするので、各部分の結像位置が平面からずれ
る。

これに対処するために、本発明実施例では第９図
（Ａ），（Ｂ）に示すような複数の位置でレンズ繰り出
し量に対する鮮鋭度を測定し、その鮮鋭度の情報を基に
焦点調節を行なうことにより、全体的にピントが合った
状態にする。その際、第２図または第４図のコントロー
ラ3039、鮮鋭度のピーク値（最大値）が一定レベルS_Tに
達しない領域については、もともとの原稿画像にシャー
プな部分があまりないと判断して無視し、その他のAF用
画像参照領域に対する合焦度の情報から焦点調節位置を
決めるように制御する。

第10図のフローチャートは、本発明実施例におけるコ
ントローラ3039による上述のような制御手順の一例を示
す。

まず、レンズ距離環3069をレンズ距離環制御部3044を
介して初期位置に移動し（ステップS31）、AF用画像参
照領域を最初のもの3101に設定した後（ステップS3
2）、鮮鋭度Ｐの測定を行ない、その測定結果をそのと
きのレンズ繰り出し量のデータとともに内部メモリに格
納する（ステップS33）。

次に、全てのAF用画像参照領域についての鮮鋭度の測
定を行なったか否かを判断し（ステップS34）、否定判
定ならばAF用画像参照領域を次の位置のものに移し（ス
テップS35）、ステップS33に戻り上述の動作を繰り返
す。

ステップS34が肯定判定となったならば、レンズ距離
環3069が終端に達したか否かを判断し（ステップS3
6）、否定判定ならば、レンズ距離環制御部3044を介し
てレンズ距離環3069を単位ピッチ移動し（ステップS3
7）、ステップS32に戻って、ステップS32〜S36までの処
理を繰り返す。

ステップS36が肯定判定となったら、内部メモリに格
納されているステップS33で測定された鮮鋭度Ｐのデー
タの中で一定レベル（基準レベル）S_Tを超える最大値の
ものを抽出する（ステップS38）。続いて、その最大値
のものの合焦度の情報に基いてレンズ距離環3069を移動
し焦点調節を行なう（ステップS39）。

なお、複数のAF用画像参照領域の個々の鮮鋭度の最大
値を順次測定してもよいが、この場合はレンズ距離環の
往復移動が複数回必要となるので、あまり好ましくはな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、撮像レンズで
結像された画像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子
で光電変換して得たあらかじめ定めた複数の画像参照領
域の中の１つの領域の画像信号を基に、当該画像参照領
域の画像の鮮鋭度を検出する鮮鋭度検出手段と、前記撮
像レンズの移動により焦点を調節する焦点調節手段と、
該焦点調節手段によつて焦点位置を変化させながら前記
複数の画像参照領域に対して前記鮮鋭度検出手段から得
られる前記鮮鋭度を順次抽出する第１の抽出手段と、該
第１の抽出手段が抽出した前記鮮鋭度の最大値があらか
じめ定めた所定レベルを超えた箇所の前記鮮鋭度の情報
を抽出する第２の抽出手段と、前記第２の抽出手段によ
り抽出された情報に基いて、前記焦点調節手段を制御し
て焦点調節を行なう自動焦点調節手段と、を具備したの
で、例えば原稿面が反返っていたり撮像レンズの収差な
どにより全撮像領域に焦点を合わせることが不可能なと
きでも、画像の鮮鋭度の高いところを重点的に焦点を合
わせられ、これにより実質的に出力画像の全体的な鮮鋭
度を高めることができ、画像を向上させることができる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例の回路構成を示すブロック
図、第３図は第２図の本発明実施例の動作手順を示すフロー
チャート、第４図は本発明の他の実施例の回路構成を示すブロック
図、第５図は第４図の実施例における自動焦点調節を行う制
御系の構成を示す模式図、第６図は本発明実施例におけるAF用画像参照領域の一例
を示す説明図、第７図は本発明実施例におけるトリミングして走査する
ときのAF用画像参照領域の位置を示す説明図、第８図は本発明実施例においてAF用画像参照領域を変え
たときの鮮鋭度特性の変化を示す特性図、第９図（Ａ），（Ｂ）は本発明実施例における複数のAF
用画像参照領域を示す説明図、第10図は第２図の本発明実施例の焦点調節動作の制御手
順を示すフローチャートである。 3001……光源、 3004……副走査駆動台、 3005……回転台、 3007……透過原稿、 3008……可動ミラー、 3010……撮像レンズ、 3014……スクリーン、 3015……トリミング枠表示器、 3016……タッチパネル、 3018,3019,3020……CCD位置合せ機構、 3021……３色分解プリズム、 3022,3023,3024……CCDラインセンサ、 3038……インタフェース回路、 3039……コントローラ、 3040……ピーク検出回路、 3043……レンズ絞り制御部、 3044……レンズ距離環制御部、 3061,3062,3063……CCDラインセンサ、 3064……CCD位置合せ機構、 3069……距離環、 3071……モータ、 3073……画像処理部、 3100,3100′……画像領域、 3101,3131〜3136,3141〜3148……AF用画像参照領域。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像レンズで結像された画像を光電変換す
る撮像素子と、該撮像素子で光電変換して得たあらかじめ定めた複数の
画像参照領域の中の１つの領域の画像信号を基に、当該
画像参照領域の画像の鮮鋭度を検出する鮮鋭度検出手段
と、前記撮像レンズの移動により焦点を調節する焦点調節手
段と、該焦点調節手段によつて焦点位置を変化させながら前記
複数の画像参照領域に対して前記鮮鋭度検出手段から得
られる前記鮮鋭度を順次抽出する第１の抽出手段と、該第１の抽出手段が抽出した前記鮮鋭度の最大値があら
かじめ定めた所定レベルを超えた箇所の前記鮮鋭度の情
報を抽出する第２の抽出手段と、前記第２の抽出手段により抽出された情報に基いて、前
記焦点調節手段を制御して焦点調節を行なう自動焦点調
節手段と、を具備したことを特徴とする画像読取装置。