JP3077862B2 - 画像読取装置における合焦点位置検出方法 - Google Patents

画像読取装置における合焦点位置検出方法

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JP3077862B2 JP05054842A JP5484293A JP3077862B2 JP 3077862 B2 JP3077862 B2 JP 3077862B2 JP 05054842 A JP05054842 A JP 05054842A JP 5484293 A JP5484293 A JP 5484293A JP 3077862 B2 JP3077862 B2 JP 3077862B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、画像読取装置におけ
る合焦点位置検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】画像読取装置において原稿の画像を読取
る際には、画像読取装置の結像光学系の焦点合わせを行
なう必要がある。焦点合わせは、読取られた画像信号に
ついて隣接画素間で微分演算を行なって鮮鋭度を算出
し、鮮鋭度が最大となる位置を合焦点位置として検出す
ることによって行なわれる。図1は、原稿10と結像光
学系12とラインセンサ14とを示す概念図である。
【0003】鮮鋭度は、例えば数式1または数式2に従
って算出される。
【数1】
【数2】 数式1と数式2において、G1,G2は鮮鋭度、Si
(iは0からnの整数)はラインセンサ14の(n+
1)個のセルで読取られた画像信号である。第1の鮮鋭
度G1は画像信号の1次微分の絶対値の総和であり、第
2の鮮鋭度G2は画像信号の2次微分の絶対値の総和で
ある。
【0004】鮮鋭度G1,G2は、図2に示すように、
原稿10と結像光学系12との距離xをパラメータとし
て算出される。そして、得られた鮮鋭度曲線のピーク位
置が合焦点位置として検出される。例えば、図2の鮮鋭
度曲線F1ではピークPPにおける距離xが合焦点位置
となる。
【0005】鮮鋭度G1,G2は画像を読取る際の読取
り線密度D(本/mm)に依存する。読取り線密度Dは
1mm当たりの読取り走査線の数であり、次の数式3で
与えられる。
【数3】 ここで、Piはラインセンサ14の素子のピッチ(図1
参照)、Mは結像光学系12の倍率、Poはラインセン
サ14の素子ピッチPiに対応する原稿10上の距離
(図1参照)である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図2に示すように、読
取り線密度Dが基準線密度(原稿10の解像度に依存す
るもので、一般的な透過原稿では16本/mmである)
の場合には、鮮鋭度の曲線に比較的鋭いピークが現われ
るので、合焦点位置を決定し易い。一方、読取り線密度
Dが基準線密度より大きい場合または小さい場合は、そ
れぞれの鮮鋭度の曲線F2またはF3のピークが緩やか
なので、合焦点位置を精度良く決定するのが困難である
という問題がある。
【0007】また、画像読取装置では、図1に示すよう
に反射原稿を読取る際には反射照明光を照射し、透過原
稿を読取る際には透過照明光を照射する。ところが、一
般に反射原稿は透過原稿に比べて鮮鋭度曲線のピークが
緩やかになるので、合焦点位置を精度良く決定するのが
困難であるという問題があった。
【0008】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、原稿の種類や読
取り線密度に係わらず合焦点位置を精度良く検出するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明の第1の方法は、原稿の画像を読取り可能
な画像読取装置における合焦点位置検出方法であって、
(A)原稿を読取る際の読取り線密度に応じて、画像信
号から鮮鋭度を求める演算式の構造を決定する工程と、
(B)読取られた画像信号から前記演算式に従って鮮鋭
度を算出する工程と、(C)算出された鮮鋭度に基づい
て前記画像読取装置の合焦点位置を決定する工程と、を
備えることを特徴とする。ここで、「読取り線密度」と
は、読取り線密度そのものに限らず、読取り線密度と直
接的な関係のある数値(例えば結像光学系の倍率)など
も含む用語である。
【0010】また、この発明の第2の方法は、透過原稿
と反射原稿の双方の画像を読取り可能な画像読取装置に
おける合焦点位置検出方法であって、(A)原稿が透過
型であるか反射型であるかを示す原稿種類に応じて、画
像信号から鮮鋭度を求める演算式の構造を決定する工程
と、(B)読取られた画像信号から前記演算式に従って
鮮鋭度を算出する工程と、(C)算出された鮮鋭度に基
づいて前記画像読取装置の合焦点位置を決定する工程
と、を備えることを特徴とする。
【0011】
【作用】原稿種類または読取り線密度に応じて鮮鋭度の
演算式の構造を決定するので、その演算式に従って鮮鋭
度を算出すれば、ピークの比較的大きな鮮鋭度曲線が得
られる。
【0012】
【実施例】A.装置の構成:図3は、この発明の一実施
例を適用する画像読取装置の構成を示すブロック図であ
る。この画像読取装置は、結像光学系12とラインセン
サ14の他に、サンプルホールド回路20と、A/D変
換器22と、シェーディング補正回路24と、画像処理
装置30とを備えている。画像処理装置30は、CPU
32と、I/Oインタフェイスと、メインメモリ36と
を備えており、CPU32がメインメモリ36内のプロ
グラムを実行することにより、演算式決定手段42と鮮
鋭度演算手段44と合焦点位置決定手段46の機能を実
現する。
【0013】演算式決定手段42は、原稿種類と読取り
線密度とに応じて鮮鋭度の演算式の構造を決定する手段
である。鮮鋭度演算手段44は、決定された演算式に従
って、読取られた画像信号から鮮鋭度を算出する手段で
ある。合焦点位置決定手段46は、算出された鮮鋭度と
原稿/光学系距離xとの関係から合焦点位置を決定する
手段である。
【0014】なお、ラインセンサ14で読取られた画像
信号は、シェーディング補正回路24で補正された後に
画像処理装置30に与えられ、画像データとしてメモリ
36に記憶される。
【0015】B.鮮鋭度演算式の決定方法:第1と第2
の鮮鋭度G1,G2は、原稿の種類(透過原稿か反射原
稿)と読取り線密度Dに応じて次の数式4または数式5
で算出される。
【数4】
【数5】 ここで、整数kは次の数式6で与えられる。
【数6】 Qは原稿の種類を示すパラメータであり、透過原稿の場
合にはQ=1、反射原稿の場合にはQ=2である。ま
た、演算子「INT]は、括弧内の演算結果の小数点以
下を切り捨てて整数にする演算を表わす。整数kは、数
式4,5から解るように、微分を行なう際に用いる画像
信号の画素間の距離を示している。
【0016】なお、この実施例においては、読取り線密
度Dの基準値を16本/mmに設定している。標準の読
取り線密度D=16本/mmで透過原稿を読取る場合
は、数式4,5は、前述の数式1,2になる。
【0017】5000素子のラインセンサ14で35m
mの原稿を読取る場合の読取り線密度Dは、5000/
35=140本/mmになる。また、透過原稿を読取る
とすれば、Q=1である。この時、数式6からk=9が
得られる。すなわち、第1と第2の鮮鋭度G1,G2は
次の数式7,8に従ってそれぞれ算出される。
【数7】
【数8】
【0018】このように、読取り線密度Dが大きな場合
には微分を行なう際に用いる画像信号の画素間距離kが
大きくなる。この結果、得られる鮮鋭度曲線のピークが
大きくなり、合焦点位置を精度よく検出することができ
る。また、反射原稿を読取る場合には、数式6において
Q=2が代入されるので、微分演算に用いられる画像信
号の画素間距離kがさらに大きくなる。この結果、反射
原稿を読取る場合にも精度良く合焦点位置を検出するこ
とができる。
【0019】C.合焦点位置の検出手順:図4は、この
実施例における合焦点位置の検出手順を示すフローチャ
ートである。ステップT1では、原稿種類と読取り線密
度Dとが画像処理装置30に入力される。原稿種類は、
透過原稿と反射原稿のいずれかであり、図示しないキー
等によってオペレータが指定する。
【0020】読取り線密度Dに関しては、いくつかの入
力方法が可能である。例えば、オペレータがテンキーに
よって入力してもよく、また、オペレータが指定した原
稿のトリミング範囲(画像として利用する範囲)とトリ
ミング範囲に対応する画素数とに応じて画像処理装置3
0が算出しても良い。読取り線密度Dが決定されると、
これに応じて結像光学系12の倍率Mが数式3に従って
決定される。オペレータがテンキーを用いて倍率Mを入
力することも可能であり、この場合には読取り線密度D
が数式3に従って決定される。
【0021】ステップT2〜T5では、演算式決定手段
42が、原稿種類と読取り線密度とに基づいて鮮鋭度の
演算式の構造を決定する。まず、原稿が透過型である場
合にはパラメータQが1に設定され、反射型である場合
にはパラメータQが2に設定される(ステップT2,T
3,T4)。ステップT5では、画像信号の画素間距離
を示す整数kが数式6に従って算出され、これによっ
て、鮮鋭度の演算式(数式4,5)の構造が決定され
る。なお、鮮鋭度の算出に数式4と5のいずれを使用す
るかは、予めオペレータが指定する。
【0022】ステップT6では、原稿10と結像光学系
12との距離x(図1参照)と、ラインセンサ14で読
取られた画像信号Siとが画像処理装置30に入力され
る。ステップT7では、鮮鋭度演算手段44が数式4ま
たは5に従って鮮鋭度を算出する。
【0023】原稿10と結像光学系12との距離xを変
化させて鮮鋭度を再度算出する場合には、結像光学系1
2を移動させるとともに、ステップT8からステップT
6に戻り、ステップT6,T7の処理を繰り返す。そし
て、距離xのいくつかの値に対して鮮鋭度を算出した後
に、ステップT9に移行する。合焦点位置決定手段46
は、鮮鋭度曲線(図2参照)のピークPPから合焦点位
置の距離xを決定する。
【0024】以上のように、この実施例では原稿種類と
読取り線密度とに応じて、微分演算に使用する画像信号
の画素間距離kを数式6に従って決定するようにしたの
で、鮮鋭度を算出するための微分演算の式構造を容易に
決定することができる。この結果、演算式を例えば数式
1や数式2のまま使用したとすれば図2に示すような緩
やかな鮮鋭度曲線F2が得られるような条件において
も、鮮鋭度曲線F1のようなピークの急峻な曲線を得る
ことができ、合焦点位置を精度良く検出することができ
る。
【0025】上記実施例では、原稿の種類と読取り線密
度の双方に基づいて整数kを算出したが、原稿の種類と
読取り線密度のどちらか一方に基づいて整数kを算出し
て鮮鋭度を検出してもよい。例えば、原稿の種類のみに
基づいて整数kを算出する場合は数式9で、また、読取
り線密度に基づいて整数kを算出する場合は数式10で
求めればよい。
【数9】
【数10】 なお、鮮鋭度の算出については数式4または数式5を用
いればよい。
【0026】上記実施例では、原稿種類と読取り線密度
とに基づいて演算式決定手段42が数式6に従って整数
kを算出していたが、この代わりに、原稿種類と読取り
線密度とを入力すると整数kを出力するテーブルメモリ
を使用するようにしてもよい。なお、数式6以外の関係
式を用いて鮮鋭度の演算式の構造を決定するようにして
もよい。
【0027】また、鮮鋭度を求めるためには、上記の数
式4や数式5の他に種々のものが考えられる。例えば数
式11、数式12を用いて鮮鋭度G3、G4を求めても
よい。
【数11】
【数12】 ここで、数式12により得られる鮮鋭度G4は2次元的
に求めているので、他の鮮鋭度G1、G2、G3に比べ
て正確である。
【0028】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の合焦点検
出方法によれば、原稿の種類や読取り線密度に係わらず
合焦点位置を精度良く検出することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像読取り装置における原稿と結像光学系とラ
インセンサを示す概念図。
【図2】鮮鋭度曲線を示すグラフ。
【図3】この発明の一実施例を適用する画像読取装置の
構成を示すブロック図。
【図4】この実施例における合焦点位置の検出手順を示
すフローチャート。
【符号の説明】 10…原稿 12…結像光学系 14…ラインセンサ 20…サンプルホールド回路 22…A/D変換器 24…シェーディング補正回路 30…画像処理装置 32…CPU 36…メインメモリ 42…演算式決定手段 44…鮮鋭度演算手段 46…合焦点位置決定手段 D…読取り線密度 F1,F2,F3…鮮鋭度曲線 G1,G2,G3,G4…鮮鋭度 M…結像倍率 Pi…素子ピッチ Si…画像信号 k…画素間距離を示す整数 x…原稿/光学系距離
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 1/17 G02B 7/11 D 5/232 M

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿の画像を読取り可能な画像読取装置
    における合焦点位置検出方法であって、 (A)原稿を読取る際の読取り線密度に応じて、画像信
    号から鮮鋭度を求める演算式の構造を決定する工程と、 (B)読取られた画像信号から前記演算式に従って鮮鋭
    度を算出する工程と、 (C)算出された鮮鋭度に基づいて前記画像読取装置の
    合焦点位置を決定する工程と、 を備えることを特徴とする合焦点位置検出方法。
  2. 【請求項2】 透過原稿と反射原稿の双方の画像を読取
    り可能な画像読取装置における合焦点位置検出方法であ
    って、 (A)原稿が透過型であるか反射型であるかを示す原稿
    種類に応じて、画像信号から鮮鋭度を求める演算式の構
    造を決定する工程と、 (B)読取られた画像信号から前記演算式に従って鮮鋭
    度を算出する工程と、 (C)算出された鮮鋭度に基づいて前記画像読取装置の
    合焦点位置を決定する工程と、 を備えることを特徴とする合焦点位置検出方法。
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