JP2951966B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原稿画像を読み取り画像信号に変換する画
像読取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、フィルム画像を読み取り、何らかの信号変換操
作を行つた後、画像情報を得る装置としては、CCD等の
ラインセンサを用いたカラーフイルム入力装置がある。
この装置はまず読み取り位置にフイルム画像をセツト
し、読み取りスタートキーを押すと、自動的にセンサ面
上にフイルムの投影画像の焦点を合わせた後、さらに、
CCDラインセンサからのR,G,Bごとの出力に基づいて各色
ごとに露光量のバランスを調整する、自動露光調整を行
つている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

即ち、センサ面上にフイルム（ここではカラーネガフ
イルム）投影画像の焦点が合っている状態をCCDライン
センサからの出力信号の一部を第５図に示す。露光調整
を行うときには、画像からR,G,B各色ごとにサンプル画
素を多数ピツクアツプし、それで得られるデータから、
各色ごとに光量調整するような制御を行う。

しかしながら、第５図に示す出力信号は焦点が合つて
いるために、フイルムの粒状性が信号上にノイズの様に
表われている。従つて、上記のサンプル画素を得るとき
Ａ点をサンプルしてしまうのと、Ｂ点をサンプルしてし
まうのとでは、値が大きく変ってくる。そのため得たい
色合いがだせない場合が生じる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、原稿画
像を読み取り画像信号に変換する撮像素子と、前記原稿
画像を前記撮像素子上に結像させる撮像レンズと、前記
撮像素子の露光量を調整する露光量調整手段と、前記画
像信号にシェーディング補正を施すシェーディング補正
手段と、前記原稿画像が前記撮像素子上に合焦しない状
態で前記露光量調整手段に前記露光量の調整を行なわ
せ、前記露光量の調整後に前記原稿画像を前記撮像素子
上に合焦させ、その後前記シェーディング補正のための
シェーディング補正データを取得するように制御する制
御手段と、を有することを特徴とするものである。

〔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
線吸収フイルタ、3003はフイルタ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イルムホル
ダー、3007は35mm写真フイ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
タツチパネルである。

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それぞ
れの色分解フイルタを有するCCD（電荷結合素子）アレ
イを用いたCCDラインセンサ（3061,3062,3063）であ
る。

3025はCCDラインセンサ3061,3062,3063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の出力信号にシエーデイング補正を施すシエ
ーデイング補正回路、3029はシエーデイング補正回路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変換を行うルツクアツプテーブル（LUT）であ
る。

3032はルツクアツプテーブル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
るルツクアツプテーブル（LUT）、3034はルツクアツプ
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
に対してルツクアツプテーブル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エース回路（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ユータ等のCPU（中
央演算処理装置）、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からインタフエース回路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はタツチパネル3016を
制御するタツチパネル制御部である。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の制御を基にタイミング信号
（クロツク）を発生するタイミングジエネレータ、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イルタ3002およ
び照明光学系3003を通ってフイルムホルダー3006に載せ
た35mm写真フイ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はタイミングジエネレータ3052のクロツクに
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。アナログ回路30
25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エネレータ3052から出力さ
れるA/D変換のためのタイミングクロツクに同期して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
イ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、続いてシエーデイング補正回路30
28で主走査方向のシエーデイング補正を行ない、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（フアーストイン・フアーストアウト）バツフア
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。
次のルツクアツプテーブル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（ブラツク）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、ルツクアツプ
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′信号をインターフエース回路3038を介して出力
機器のプリンタへ送る。インターフエース回路3038に
は、出力機器に対するデータ線3054と同期信号線3055、
例えばRS232C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ユータ（例
えば、パーソナルコンピユータ）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、マニユアル又は自
動でランプ3001の位置決めをする。ランプ光量制御部30
50およびレンズ絞り制御部3043はCCDラインセンサ3022
〜3024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
ー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、タツチパネル制御部3047によりトリ
ミング領域を入力するタツチパネル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２図のフローチヤートを参照して、本装置の
全体の制御動作について説明する。

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

準備動作：電源スイツチ（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（ステツ
プS1）、インタフエース回路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を装着したフイルムホルダ
ー3006を原稿台3005の上にセツトすると、光源3001によ
り熱線吸収フイルター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。

次に画像のトリミングをしたい時には操作部3041か
ら、またはインタフエース回路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
（ステツプS4）、コントローラ3039はタツチパネル制御
部3047に対してトリミング情報の入力コマンドを送り、
タツチパネル制御部3034にタツチパネル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30
39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
3053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（ステツプS5）。

次に操作部3041から、またはインタフエース回路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（ステツプS6）。

光路切換：まず、コントローラ3039はミラー駆動部30
45へ駆動制御信号を出力することにより、可動ミラー30
08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り換
える（ステツプS7）。

ダーク補正信号セツト：次に、ダーク補正回路3027に
ダーク補正情報をセツトするために、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（ステツプ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を介してデイジタル信号に
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
3027のダーク補正信号をセツトアツプする（ステツプS8
の後段）。

AF（オートフオーカス）：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、インタフエース回路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
の情報のもとに焦点の合うレンズ状態を示す値を求め、
その値をRAMに記憶する。

さらに、焦点の合う位置に対して、一定値焦点を外し
た状態にするためにレンズ距離環制御部3044を制御す
る。この状態は画像がぼけており、スムージングをかけ
た状態に近くなり、次のAE（自動露光調整）を行うため
に、フイルムの粒状の影響を受けにくくし、より正確な
AEを行うことを可能にする（ステツプS13）。

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、シエーデイング補正回路302
8、画素ずれ補正回路3029、色変換回路3030、ルツクア
ツプテーブル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（ステツプS9）、高速に副走査させながらイン
タフエース回路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を使つて
ピーク検出する（ステツプ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
ツプ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の露光量を調節する（ステツ
プS12）。

尚、このピーク値検出されるラインセンサからの生デ
ータは、前述の如く、焦点が外れた状態のものであり、
第３図の如くのスムージングされた波形であり、従つ
て、合焦点状態のデータに含まれるフイルムの粒状性に
よるノイズ成分がなく、良好なピーク値検出が可能とな
る。

再合焦制御：ステツプS13で求めてある焦点の合うレ
ンズ状態にするための値を用いてレンズ距離環制御部30
44を制御して撮像レンズ3010のピントを合わせる（ステ
ツプS13−１）。

シエーデイング補正データセツト：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（ステツプS1
4）、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エーデイング補正回路3028にシエー
デイング補正データをセツトする（ステツプ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（ステツプS16）。また、色変換回路3030に
対し色変換の種類を選択し、ルツクアツプテーブル303
1,3033に対しルツクアツ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、UC
R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、シヤープネスの種類を選択する（ステツプ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（ステツプ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（ステツプS19）、インタフエース回路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
（ステツプ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（ステツプ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エー
ス回路3038を介して出力する（ステツプS23）。

データ出力B:インタフエース回路3038を介しての読取
開始指令にもとづく読取動作では（ステツプS19）、イ
ンタフエース回路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（ステツプ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（ステツプ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エース回路3038を介して出力する
（ステツプS23）。

〔他の実施例〕

第４図は本発明の他の実施例の制御手順を示す。本実
施例では、第４図に示す制御手順に従つて画像読み取り
を行う。尚、第４図の制御手順の中で第２図と同じステ
ツプ番号のものは、第２図で説明した制御内容と同じで
あるので、その詳細な説明は省略する。

まず、ステツプS24において、反合焦制御をを行う。
この制御は、前記実施例で説明したように、AE（自動露
光調整）をより正確に行うために、焦点を外す動作を行
うものである。レンズ距離環制御部3044に画像への合焦
制御を行う時必要な最大レンズ移動量よりもさらに移動
量にマージンを持たせる。つまりその位置にレンズがあ
る時は、どんなフイルム画像も焦点が合わないことにな
る。このステツプでは、レンズをその位置に固定するこ
とを行う（ステツプS24）。

その後、AE（自動露光調整）を行う（ステツプS9,S1
0,S11,S12）。

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
フエース回路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（ステツプS13）。

後は第２図示の実施例と同様であるが、本実施例は、
画像をぼけさせるために、固定値でレンズ位置を制御し
ているため簡素化されている。

この様に本実施例によれば、露光調整の前に行ってい
た焦点調節行程を、その後にもっていき、さらに露光調
整の前に焦点を外す行程を加えることにより、センサー
面上では、粒状の目立たないスムースな、ぼけた画像に
して誤まりの少ない濃度調整を行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、原稿画像が撮
像素子上に合焦しない状態で露光量の調整を行わせるこ
とにより適確な露光量調整を行なうことができる。さら
に前記露光量の調整後、シェーディング補正データの取
得前に原稿画像を撮像素子上に合焦させることにより、
シェーディング補正データの取得後、すぐに原稿画像の
読み取りを開始できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明と適用したフイルム画像読取装置の精成
図、第２図は制御手順を示すフローチヤート図、第３
図，第５図は出力波形例を示す図、第４図は他の制御手
順を示すフローチヤート図であり、 3001は光源、3010は撮像レンズ、3061,3062,3063はライ
ンセンサである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 歌川 勉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/20 H04N 5/253 H04N 5/243

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿画像を読み取り画像信号に変換する撮
   像素子と、 前記原稿画像を前記撮像素子上に結像させる撮像レンズ
   と、 前記撮像素子の露光量を調整する露光量調整手段と、 前記画像信号にシェーディング補正を施すシェーディン
   グ補正手段と、 前記原稿画像が前記撮像素子上に合焦しない状態で前記
   露光量調整手段に前記露光量の調整を行なわせ、前記露
   光量の調整後に前記原稿画像を前記撮像素子上に合焦さ
   せ、その後前記シェーディング補正のためのシェーディ
   ング補正データを取得するように制御する制御手段と、 を有することを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記露光量調整手段は
   絞りにより前記露光量を調整することを特徴とする画像
   読取装置。
3. 【請求項３】請求項１において、さらに前記原稿画像を
   照明する照明手段を有し、前記露光量調整手段は前記照
   明手段の光量を変えることにより前記露光量を調整する
   ことを特徴とする画像読取装置。
4. 【請求項４】請求項１において、さらに前記撮像素子の
   出力信号のピーク値を検出するピーク検出手段を有し、
   前記ピーク検出手段により検出されるピーク値が所定レ
   ベルに近づくように前記露光量調整手段が前記露光量を
   調整することを特徴とする画像読取装置。