JP3435355B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばラインセン
サ等の固体撮像素子により画像信号を検出する際、合焦
位置の調整を行う画像読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ラインセンサ等の固体撮像素子によ
り画像信号を検出する画像読取装置において、焦点位置
の検出方法として、ラインセンサにより読み取られた画
像信号から、結像レンズが合焦しない状態の特性を有す
るローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いてこの画像信号に
フィルタ処理を施した信号を減算し、これを積分するこ
とによりコントラストを算出して、このコントラストの
ピーク値により焦点位置を検出する方法が知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この焦点位置の検出方
法では、フィルタ処理において複雑な計算が必要であ
り、また画像信号を用いた処理であるため読取原稿によ
って周波数特性が異なることを考慮する必要がある。さ
らに画像信号が雑音を含んでいると、この雑音も積分さ
れるため、あるいはレンズの性能の限界により光の位相
反転が生じるために、コントラストのピーク値が正確に
算出されない等の問題点がある。

【０００４】本発明は、例えばラインセンサにより画像
信号を検出する画像読取装置において、複雑なフィルタ
処理等を行うことなく高精度に焦点位置を検出すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の画像
読取装置は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）およびＢ
（ブルー）の色成分の光を出射する光源と、記録媒体に
光源から出射された光を検出して、記録媒体に記録され
た画像に対応した画像信号を出力するラインセンサと、
光源から出射された光の所定の色成分を光軸に平行な平
行光に変換し、かつ光の残りの色成分を光軸と角度を有
する平行光に変換して、ラインセンサへ出射する光学要
素と、ラインセンサおよび記録媒体の少なくとも一方を
光学要素の光軸方向に移動させる移動手段と、記録媒体
上の同一部位に照射されたＲ、ＧおよびＢの色成分の光
のうち、所定の色成分の光により照明されるラインセン
サの受光面上の第１の部位に対する、残りの色成分のう
ち少なくとも１つの色成分の光により照明されるライン
センサの受光面上の第２の部位のずれ量であるレジずれ
量を検出するレジずれ検出手段とを備えることを特徴と
している。

【０００６】好ましくは、光学要素は記録媒体に画像を
結像させるための結像レンズを含み、移動手段はライン
センサと結像レンズを一体的に移動させる。あるいは、
移動手段が記録媒体のみを移動させるように構成されて
いてもよい。

【０００７】好ましくは、移動手段がラインセンサを移
動させるのに伴い、レジずれ検出手段がレジずれ量を検
出し、レジずれ量が最小となるときのラインセンサの位
置にラインセンサを配置する。また好ましくは、レジず
れ検出手段が、所定の色成分の画像信号を構成する画素
データと、残りの色成分のうち少なくとも１つの色成分
の画像信号を構成する画素データとの差分の総和を算出
することによりレジずれ量を検出する。あるいは、レジ
ずれ検出手段が、画像のエッジの位置を所定の色成分と
残りの色成分のうち少なくとも１つの色成分とについて
検出して、所定の色成分のエッジの位置と、残りの色成
分のうち少なくとも１つの色成分のエッジの位置との差
を算出することによりレジずれ量を検出することが好ま
しい。

【０００８】好ましくは、光源として、光学要素の焦点
位置と直交する一直線上にＲ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）およびＢ（ブルー）の色成分の光をそれぞれ出射す
る３個の発光素子が配列され、３個の発光素子のうち最
も素子サイズの小さい発光素子が光学要素の光軸上に配
置され、かつ３個の発光素子の中央に配置される。

【０００９】好ましくは、所定の色成分が３個の発光素
子の中央に配置された発光素子の色成分である。さらに
好ましくは、レジずれ検出手段が、中央に配置された発
光素子の色成分に対する、残りの発光素子の色成分のう
ちの１つの色成分のレジずれ量を検出する。あるいは、
レジずれ検出手段が、中央に配置された光源の色成分に
対する、残りの色成分のレジずれ量を検出する。

【００１０】本発明に係る第２の画像読取装置は、複数
の異なる色成分の光を出射する光源と、光軸を有し、光
源からの各色成分の光のうち、所定の色成分の光を光軸
と平行な平行光に、残りの色成分の光を光軸と交差する
平行光に、それぞれ変換して記録媒体に向けて出射する
光学系と、記録媒体からの光を受光して、記録媒体上の
記録画像に対応した画像信号を出力する撮像素子と、記
録媒体上の同一部位に照射された各色成分の光のうちの
所定の色成分の光により照射される撮像素子の受光面の
第１の部位に対する、残りの色成分のうちの少なくとも
１つの色成分の光により照明される前記撮像素子の受光
面上の第２の部位のずれ量であるレジずれ量を検出する
レジずれ検出手段と、このレジずれ検出手段が検出した
レジずれ量に基づいて、撮像素子および記録媒体の少な
くとも一方を前記光軸方向に移動させる移動手段とを備
えることを特徴としている。

【００１１】好ましくは、光源がＲ（レッド）、Ｇ（グ
リーン）およびＢ（ブルー）の各色の光を発する３つの
発光素子が光学系の光軸と直交する方向に一直線上に配
列されるとともに、発光素子のうちの略中央に位置する
発光素子が前記光学系の焦点位置に配置される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態
を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の
実施形態である画像読取装置のフィルムスキャナを示す
ブロック図である。

【００１３】この画像読取装置において用いられる記録
媒体、例えばフィルムＭは、原稿移送機構１０によっ
て、矢印Ａ方向（副走査方向）に間欠的に移送される。
フィルムＭの移送経路の上方には光源２０が設けられ、
また下方の、光源２０に対応した位置には、固体撮像素
子（ＣＣＤ）であるラインセンサ３０が設置される。光
源２０の点灯および消灯は光源駆動回路４１によって制
御され、ラインセンサ３０の画像の読取は、ラインセン
サ駆動回路４２によって制御される。原稿移送機構１
０、光源駆動回路４１、ラインセンサ駆動回路４２は、
システムコントロール回路４０の指令により作動する。

【００１４】画像信号は、ラインセンサ３０から読み出
された後、アンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器４
４によってアナログ画像信号からデジタル画像信号に変
換される。デジタルの画像信号は、画像処理回路４５に
おいてシェーディング補正等の処理を施された後、一旦
メモリ４６に格納される。この画像信号は、メモリ４６
から読み出されて、画像処理回路４５において、色補
正、ガンマ補正等の所定の処理を施される。この後、イ
ンターフェース回路４７によって、所定のフォーマット
の信号に変換され、入出力端子４８を介して外部のコン
ピュータ６０に出力される。画像処理回路４５とインタ
ーフェース回路４７は、システムコントロール回路４０
によって制御される。

【００１５】この実施形態において、画像読取装置の全
ての動作はコンピュータ６０によって制御されるが、ス
イッチ４９をシステムコントロール回路４０に接続し
て、このスイッチ４９を操作することによって画像読取
装置の動作を制御するように構成してもよい。

【００１６】図２は、第１の実施形態における光源２
０、原稿移送機構１０およびラインセンサ３０を示す斜
視図である。フィルムＭは枠体１１によって支持され、
枠体１１は板状のステージ１２に留め具１３によって固
定される。ステージ１２には、フィルムＭに対応した位
置に、図示しない開口が設けられている。ステージ１２
の側端面にはラック１４が形成され、原稿送りモータ
（ステッピングモータ）１５の出力軸に設けられたピニ
オン１６に噛合している。原稿送りモータ１５は、シス
テムコントロール回路４０の制御によって駆動され、フ
ィルムＭの移送方向（副走査方向）の位置が制御され
る。

【００１７】光源２０はステージ１２の上方に位置し
て、Ｇ（グリーン）、Ｒ（レッド）およびＢ（ブルー）
の光を出射する発光素子、すなわちＬＥＤ２１Ｇ、２１
Ｒ、２１Ｂを各１個ずつ配列して構成される。これらの
ＬＥＤ２１Ｇ、２１Ｒ、２１Ｂは、フィルムＭの移送方
向（副走査方向）と直交する矢印Ｂ方向（主走査方向）
に配列され、支持部材２２に支持される。支持部材２２
の下方にはコリメータレンズ２３が設けられ、コリメー
タレンズ２３とフィルムＭの間には一対のシリンドリカ
ルレンズ２４、２５が配設される。これらのコリメータ
レンズ２３とシリンドリカルレンズ２４、２５は、光源
２０に平行な細長い形状を有する。

【００１８】ステージ１２の下方にはミラー２６が配設
されている。ミラー２６は光源２０、コリメータレンズ
２３およびシリンドリカルレンズ２４、２５に平行かつ
対応するように設けられ、ステージ１２に対し約４５度
の角度で傾斜している。ステージ１２の下方でミラー２
６の前方にはラインセンサ３０が設けられ、ミラー２６
とラインセンサ３０の間には、結像レンズ３１が設けら
れる。したがって、光源２０から出射された光は、コリ
メータレンズ２３、シリンドリカルレンズ２４、２５お
よびフィルムＭを透過し、この光がミラー２６により反
射され結像レンズ３１を介してラインセンサ３０の受光
面を照射する。これによりフィルムＭに記録された画像
がラインセンサ３０の受光面に結像される。

【００１９】ラインセンサ３０は支持部材３２に固定さ
れている。支持部材３２は水平方向に延びる本体３２ａ
と本体３２ａから上方に突出する垂直壁３２ｂとを有
し、ラインセンサ３０は垂直壁３２ｂに取り付けられて
いる。支持部材３２の本体３２ａの側端面にはラック３
３が形成され、このラック３３にはラインセンサ送りモ
ータ３４の出力軸に設けられたピニオン３５が噛合して
いる。ラインセンサ送りモータ３４はシステムコントロ
ール回路４０の制御に基づいて駆動される。一方、結像
レンズ３１は図示しない連結機構を介して支持部材３２
に連結されており、ラインセンサ３０と一体的に移動す
るように構成されている。したがって、ラインセンサ送
りモータ３４が駆動されると、ラインセンサ３０と結像
レンズ３１は光軸に沿って移動し、その位置が制御され
る。

【００２０】図３を参照して、第１の実施形態の照明機
構とレジずれについて説明する。図３は、第１の実施形
態の照明機構の模式図であって、発光素子２１Ｇ、２１
Ｒ、２１Ｂから出射された光の光路が示される。なお、
ここではレジずれの説明のためにラインセンサ３０のみ
が移動すると仮定している。

【００２１】まず、照明機構について説明する。ＬＥＤ
２１Ｇ、２１Ｒ、２１Ｂは、同一直線上に配列される。
この直線は、コリメータレンズ２３の焦点位置を通り、
コリメータレンズ２３の光軸と直交する直線である。こ
こでは、ＬＥＤ２１Ｒが３個のＬＥＤのうち、素子サイ
ズの最も小さいＬＥＤである場合を想定して、コリメー
タレンズ２３の光軸上にＬＥＤ２１Ｒが配置され、その
両脇にＬＥＤ２１Ｇ、２１Ｂがそれぞれ配置される。中
央に配列されるＬＥＤの素子サイズが３個のＬＥＤのう
ち最も小さいとき、３個のＬＥＤのうち両端に並ぶＬＥ
Ｄを最も接近させることができる。この場合ＬＥＤ２１
Ｒが光軸上にあるため、ＬＥＤ２１Ｇ、２１Ｂは最も光
軸に接近する。なお光軸上には、最も色調に影響を及ぼ
すＧの光を出射するＬＥＤが配置されても良い。

【００２２】ＬＥＤ２１Ｇ、２１Ｒ、２１Ｂから所定の
順序でＧ、Ｒ、Ｂの光が各々出射される。これらＧ、
Ｒ、Ｂの光は、コリメータレンズ２３により各々平行光
となる。Ｒの平行光は、コリメータレンズ２３の光軸と
平行な平行光であり、Ｂの平行光とＧの平行光とは、コ
リメータレンズ２３の光軸（Ｒの平行光）とそれぞれ角
度θＢ、角度θＧを成す平行光である。この各色の平行
光によりそれぞれ次に示す範囲が照明される。すなわち
Ｇの光によりＧ１からＧ２の範囲が照明され、Ｒの光に
よりＲ１からＲ２の範囲が照明され、またＢの光により
Ｂ１からＢ２の範囲が照明される。なお、各色の平行光
は副走査方向（図２に示す矢印Ａ方向）においては、同
一範囲を照明する。

【００２３】これらのＧ、Ｒ、Ｂの平行光は、さらにシ
リンドリカルレンズ２４、２５を介して、副走査方向に
集光され、フィルムＭ上に主走査方向（矢印Ｂ方向）に
延びる帯状光として照射される。

【００２４】フィルムＭは、図３に示すフィルム面ＰＭ
上のＧ、Ｒ、Ｂの光がいずれも照射される範囲すなわ
ち、Ｇ１からＢ２の範囲に配置される。これにより、
Ｇ、Ｒ、Ｂの光全てがフィルムＭ上に照射される。

【００２５】フィルムＭを透過した光は、結像レンズ３
１を介して、ラインセンサ３０の受光面に照射される。
このときラインセンサ３０が矢印Ｃ方向（光軸方向）に
変位され、ラインセンサ３０の受光面が位置ＰＦにある
時、フィルムＭに記録された画像の光学像が受光面上に
結像する。このときの位置ＰＦが合焦点である。

【００２６】次にレジずれについて説明する。ここで述
べるレジずれとは、フィルムＭ上の任意の部位に照射さ
れた各色成分の光のうち、基準の色成分の光により照明
されるラインセンサ３０の受光面上の部位に対する、他
の色成分の光により照明されるラインセンサ３０の受光
面上の部位のずれ量である。このレジずれが生じると、
ラインセンサ３０により検出された画像信号を用いて再
生された画像において、色ずれが生じる。

【００２７】Ｒ、Ｇの光がフィルムＭに順次照射される
とき、フィルム面ＰＭ上に配置されたフィルムＭ上の例
えば部位Ｐ１を照明するＲとＧの光について考える。矢
印Ｃ方向の各位置ＰＭ、ＰＡ、ＰＦ、ＰＢに対応する、
Ｒの光により照明されるスポットＳＲとＧの光により照
明されるスポットＳＧとを図３の各位置ＰＭ、ＰＡ、Ｐ
Ｆ、ＰＢの下方に示す。

【００２８】フィルムＭ上の部位Ｐ１を照明するＲ、Ｇ
の光は、部位Ｐ１を透過して結像レンズ３１に入射す
る。すなわち、フィルム面ＰＭにおいて、Ｒの光により
照明されるスポットＳＲは、Ｇの光により照明されるス
ポットＳＧと同一の位置にある。

【００２９】部位Ｐ１を透過したＧの光は、光源である
ＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇの位置が異なるため、Ｒの光から
主走査方向（矢印Ｂ方向）のマイナス側にｄＲＧだけず
れて結像レンズ３１に入射する。このＲ、Ｇ２色の光が
結像レンズ３１により集光され、合焦点ＰＦ（結像レン
ズ３１において、部位Ｐ１と共役な位置）において部位
Ｐ１の光学像が形成、すなわち結像する。すなわち、合
焦点ＰＦにおいて、Ｒ、Ｇ２色の光は同一のスポットを
照明し、ＲのスポットＳＲとＧのスポットＳＧとは同一
の位置にある。

【００３０】合焦点ＰＦよりも結像レンズ３１に近づい
た位置ＰＡにラインセンサ３０があるとき、Ｇの光はＲ
の光から主走査方向（矢印Ｂ方向）のマイナス側にｄＲ
ＧＡだけずれてラインセンサ３０に入射する。したがっ
てＧのスポットＳＧは、ＲのスポットＳＲからマイナス
側にｄＲＧＡだけずれた位置にある。

【００３１】これに対し合焦点ＰＦよりも結像レンズ３
１から離れた位置ＰＢにラインセンサ３０があるとき、
Ｇの光はＲの光から主走査方向（矢印Ｂ方向）のプラス
側にｄＲＧＢだけずれてラインセンサ３０に入射する。
したがってＧのスポットＳＧは、ＲのスポットＳＲから
プラス側にｄＲＧＢだけずれた位置にある。

【００３２】以上のようにラインセンサ３０が合焦点Ｐ
Ｆからずれた位置にあるとき、すなわち合焦状態にない
とき、ＲのスポットＳＲに対してＧのスポットＳＧは、
ずれすなわちレジずれを生じる。ラインセンサ３０と結
像レンズ３１との距離に対するレジずれ量の変化を図４
に示す。図４においてＬ１１はＲのスポットに対するＧ
のスポットのレジずれ量を表す。すなわちラインセンサ
３０が合焦点ＰＦにあるとき、レジずれは生じない。こ
れに対し、ラインセンサ３０が合焦点ＰＦよりも結像レ
ンズ３１に近づくと、マイナス側にレジずれが生じ、ラ
インセンサ３０が合焦点ＰＦよりも結像レンズ３１から
離れると、プラス側にレジずれが生じる。

【００３３】ここではＲとＧの光について述べたがＲと
Ｂの光のスポットにおいても同様のレジずれが生じる。
ただしＢの光を照射するＬＥＤ２１Ｂは、ＬＥＤ２１Ｒ
を挟んでＬＥＤ２１Ｇに相対する位置にあるので、Ｂの
レジずれの方向はＧのレジずれとは反対方向となる。す
なわちＢのスポットのレジずれ量は、ラインセンサ３０
と結像レンズ３１との距離に対して図４に示すＬ１２の
ように変化する。

【００３４】基準の光（この場合Ｒの光）に対するレジ
ずれ量の絶対値が最小値であるとき、ラインセンサ３０
は合焦位置にある。したがってこのレジずれ量を検出す
ることにより、合焦点ＰＦが検出される。

【００３５】一方レジずれが起きると、各画素におい
て、ラインセンサ３０により検出される基準の色の光量
と他の色の光量との差（絶対値）が増加し、基準の色の
画素データと他の色の画素データとの差（絶対値）が増
加する。したがってレジずれ量は、ラインセンサ３０が
検出する各画素の光量すなわち、画素データから判断す
ることができる。なおここでは、レジずれ量はＲの光に
対するＧ、Ｂの光のずれ量であるので、Ｇ、Ｂの画素デ
ータとＲ（基準の光）の画素データとの差の絶対値が最
も小さくなるとき、ラインセンサ３０は合焦位置にあ
る。

【００３６】以上のようにレジずれを利用して合焦位置
が検出される。この合焦位置の検出の詳細は後述する。

【００３７】図５は第１の実施形態において合焦位置の
検出を行うプログラムのフローチャートである。図５を
参照して合焦位置の検出について説明する。

【００３８】ステップ１００においてプリスキャンを開
始するか否かが判定される。プリスキャンを開始すると
き、ステップ１００からステップ２００へ進む。

【００３９】ステップ２００において、露出測定が行な
われる。この露出測定は、最適露光時間を求める処理で
あって、フィルムＭの１画像毎に行なわれる。最適露光
時間は、最適な出力レベルの画像信号を得るための露光
時間である。なおここに述べる露光時間は、ラインセン
サ３０の受光部に電荷が蓄積される時間である。この露
出測定において、フィルムＭは、ステップ６００で実行
される本スキャンよりも粗いピッチで原稿移送機構１０
により間欠的に移送される。この間欠移送の間にライン
センサ３０が最適露光時間より極めて短い時間でＲ、
Ｇ、Ｂ各色の光により順次露光されることによって、画
像信号が検出される。この画像信号から最適露光時間が
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分毎に求められて、以下の処理におい
て実際の露光時間として用いられる。

【００４０】ステップ３００において、図６に示す合焦
位置の検出のサブルーチンが実行される。ラインセンサ
３０が矢印Ｃ方向（図３参照）に間欠的に移動され、各
位置において画像信号が検出される。この画像信号のＧ
成分の画素データとＲ成分の画素データとの差すなわ
ち、Ｒの光に対するＧの光のレジずれ量が最小になると
き、ラインセンサ３０の位置、すなわち合焦点が検出さ
れ、ラインセンサ３０が合焦点に移動される。この合焦
位置の検出の詳細は図６を参照して後に説明する。

【００４１】ステップ４００において、ステップ２００
において求められた最適露光時間を用いてプリスキャン
が実行される。このプリスキャンにおいて、ステップ６
００で実行される本スキャンよりも粗いピッチで画像が
読み取られる。この読み取りにおいて、ステージ１２が
停止する度に、光源２０のＬＥＤ２１Ｇ、２１Ｒ、２１
Ｂが所定の順序で点灯され、１ライン毎にラインセンサ
３０からＧ、Ｒ、Ｂの画像信号が検出され、コンピュー
タ６０に転送される。このプリスキャンにより読み取ら
れた画像は、例えばコンピュータ６０のディスプレイ装
置等に表示される。

【００４２】ステップ５００において、本スキャンを開
始するか否かが判定される。本スキャンを開始すると
き、ステップ６００に進み、プリスキャンと同様に本ス
キャンが実行される。ただし、一般的にはプリスキャン
よりも細かいピッチで画像は読み取られる。本スキャン
により読み取られた画像は例えばコンピュータ６０のデ
ィスプレイ装置等に表示される。画像が表示されるとこ
のプログラムは終了する。

【００４３】ステップ５００において、本スキャンを開
始しないと判定されたとき、ステップ４５０に進み、プ
リスキャンを開始するか否かが判定される。プリスキャ
ンを開始しないとき、再度ステップ５００が実行され
る。ステップ４５０でプリスキャンを開始すると判定さ
れたとき、ステップ４００のプリスキャンが再度実行さ
れる。

【００４４】なお図５のプログラムの途中において、コ
ンピュータ６０の指令により割り込み処理が実行される
と、このプログラムは終了し、フィルムＭが画像読取装
置から排出される。

【００４５】ここで、ステップ３００において実行され
る合焦位置の検出のサブルーチンについて図６を参照し
て説明する。

【００４６】ステップ３０１において、パラメータｍが
初期値「０」に設定される。パラメータｍはラインセン
サ３０の位置に対応する。例えばラインセンサ３０が図
３に示す位置ＰＡから位置ＰＢへ移動する時、初期値
「０」は位置ＰＡを示す。

【００４７】ステップ３０３において、フィルムＭが初
期位置にセットされる。すなわちフィルムＭはその初期
位置に光源２０が対応するように配置される。フィルム
Ｍの初期位置は、例えば露出測定が終了した時の位置、
すなわち図７に示すフィルムＭに記録された画像の位置
ＰＳである。初期位置をこの位置ＰＳに設定すると、ス
テージ１２を移送することによりフィルムＭを移動させ
ることなく、合焦位置の検出が開始され、ステージ１２
の移送時間を短縮することができる。またラインセンサ
送りモータ３４を駆動することにより、ラインセンサ３
０と結像レンズ３１がその初期位置にセットされる。こ
の初期位置はパラメータｍ（＝０）に対応する位置ＰＡ
（図３参照）に相当する。

【００４８】ステップ３０５において、光源２０のＬＥ
Ｄ２１Ｇ、２１Ｒ、２１Ｂが所定の順序で点灯され、ラ
インセンサ３０により画像の位置ＰＳの１ライン分の画
像信号が検出されて、一旦メモリ４６に格納される。

【００４９】ステップ３０７において、パラメータｎが
「０」に設定される。このパラメータｎは主走査方向に
配列される画素の位置に対応する。

【００５０】ステップ３０９において、メモリ４６から
画像信号を構成する各画素データが読み出され、フィル
ムＭの画像の上端におけるレジずれ量の和Ｋｄが算出さ
れる。レジずれは特にラインセンサ３０の長手方向の両
端部において顕著に生じるので、ラインセンサ３０とフ
ィルムＭとが図２に示す配置であるとき、レジずれは、
図７に示すフィルムＭの画像の上下端部において顕著に
生じる。このため画像の端部、例えばパラメータｎが０
から９９の範囲（図７参照）に対応する画素について、
レジずれ量の和Ｋｄが（１）式により算出される。

【数１】 ここで、Ｇ［ｎ］はＧ成分の画素データであり、Ｒ
［ｎ］はＲ成分の画素データであり、またＢ［ｎ］はＢ
成分の画素データである。

【００５１】レジずれ量の和Ｋｄは、所定の範囲にある
各画素のレジずれ量を積算することにより求められ、各
画素のレジずれ量は、Ｒの光に対するＧの光のレジずれ
量に、Ｒの光に対するＢの光のレジずれ量を加算してす
なわち、Ｒ成分の画素データとＧ成分の画素データとの
差の２乗に、Ｒ成分の画素データとＢ成分の画素データ
との差の２乗を加算して求められる。あるいは一般的な
画像において、Ｂ成分はＧ成分に比べ小さいので、Ｒの
光に対するＧの光のレジずれ量の和のみが算出されても
よい。この場合、レジずれ量の和Ｋｄは（２）式により
算出される。

【数２】

【００５２】ステップ３１１において、パラメータｎが
「１９４８」に設定される。パラメータｎの設定値は、
主走査方向に配列される画素の総数により適時設定され
る。ここでは画素の総数は「２０４７」である。

【００５３】ステップ３１３において、画像の上端にお
けるレジずれ量の和Ｋｄと同様に、下端におけるレジず
れ量の和Ｋｕが算出される。すなわちパラメータｎが１
９４８から２０４７の範囲（図７参照）に対応する画素
のレジずれ量の和Ｋｕが（３）式により算出される。

【数３】 ここで、Ｇ［ｎ］はＧ成分の画素データであり、Ｒ
［ｎ］はＲ成分の画素データであり、またＢ［ｎ］はＢ
成分の画素データである。レジずれ量の和Ｋｕは（４）
式により算出されてもよい。

【数４】

【００５４】ステップ３１５において、パラメータｍに
対応する位置にラインセンサ３０があるときのレジずれ
量の総和Ｋ［ｍ］が算出される。このレジずれ量の総和
Ｋ［ｍ］は、（５）式に示すように上端におけるレジず
れ量の和Ｋｄと下端におけるレジずれ量の和Ｋｕとを加
算することにより求められる。 Ｋ［ｍ］＝Ｋｄ＋Ｋｕ ・・・（５）

【００５５】ステップ３２１において、パラメータｍが
終了値ｍｅより大きいか否かが判定される。パラメータ
ｍが終了値ｍｅより大きいとき、すなわちラインセンサ
３０が位置ＰＢ（図３参照）まで移動しているとき、ス
テップ３２３の処理が実行される。

【００５６】ステップ３２３において、レジずれ量の総
和Ｋ［ｍ］が最小となるときのパラメータｍが求められ
る。図８に、ラインセンサ３０の位置に対するレジずれ
量の総和Ｋ［ｍ］を示す。（１）、（３）式により画像
の上下端におけるレジずれ量の和Ｋｄ、Ｋｕが算出され
たとき、レジずれ量の総和Ｋ［ｍ］はＬ１３で示され、
（２）、（４）式により算出されたとき、レジずれ量の
総和Ｋ［ｍ］はＬ１４で示される。

【００５７】レジずれ量の総和Ｋ［ｍ］が最小となると
きのパラメータｍ（＝ｍｓ；図８参照）が求められ、こ
のパラメータｍ（＝ｍｓ）に対応する位置すなわち合焦
点ＰＦにラインセンサ３０と結像レンズ３１が移動さ
れ、このサブルーチンは終了する。

【００５８】これに対し、ステップ３２１において、パ
ラメータｍが終了値ｍｅ以下であると判定されたとき、
ステップ３１７においてパラメータｍが１だけ加算さ
れ、ステップ３１９において、ラインセンサ３０と結像
レンズ３１がパラメータｍに対応する位置に移動され
る。その後、ステップ３０５の処理が再度実行され、ス
テップ３２１においてパラメータｍが終了値ｍｅより大
きくなるまで、ステップ３０５からステップ３２１の処
理が繰り返される。

【００５９】以上の第１の実施形態では、合焦位置の検
出のパラメータとなるレジずれ量の総和Ｋ［ｍ］は、Ｒ
成分の画素データと他の成分の画素データとの差分の総
和から算出される。このため画像信号が雑音を有してい
ても、高精度の合焦位置の検出が行われる。またレジず
れ量の総和Ｋ［ｍ］が最小となる時のラインセンサ３０
の位置を検出することにより合焦位置が検出されるた
め、複雑なフィルタ処理を行うことなく、容易に合焦位
置の検出が行なわれる。またラインセンサ３０の長手方
向の端部に対応する画素データのみにより、レジずれ量
の総和Ｋ［ｍ］が算出されるので、演算に用いる画素デ
ータ数が少なく、合焦位置の検出の処理速度は高速化で
きる。

【００６０】図９、１０を参照して第２の実施形態につ
いて述べる。第１の実施形態と異なる点は、図５に示す
ステップ３００において図９、１０に示すサブルーチン
が実行される点であり、その他の点は同様である。以下
異なる点についてのみ述べる。図９、１０は、第２の実
施形態において合焦位置の検出を行うサブルーチンのフ
ローチャートである。

【００６１】ステップ３３１において、フィルムＭが初
期位置にセットされる。すなわちフィルムＭはその初期
位置に光源２０が対応するように配置される。第１の実
施形態と同様にこの初期位置は、例えば図７に示すフィ
ルムＭに記録された画像の位置ＰＳである。またライン
センサ３０と結像レンズ３１は開始位置、例えば図３に
示す位置ＰＡに相当する位置に配置される。またライン
センサ送りモータ３４を駆動することにより、ラインセ
ンサ３０と結像レンズ３１がその初期位置にセットされ
る。この初期位置はパラメータｍ（＝０）に対応する位
置ＰＡ（図３参照）に相当する。

【００６２】ステップ３３３において、光源２０のＬＥ
Ｄ２１Ｇ、２１Ｒ、２１Ｂが所定の順序で点灯され、ラ
インセンサ３０により画像の位置ＰＳの１ライン分の画
像信号が検出されて、一旦メモリ４６に格納される。

【００６３】ステップ３３５において、パラメータｎが
「０」に設定される。このパラメータｎは主走査方向に
配列される画素の位置に対応し、「０」はラインセンサ
３０の読取範囲の上端にある画素の位置に対応する。以
下ステップ３３７からステップ３３９において、画像の
Ｒ成分のエッジＨｄ（図７参照）が検出される。すなわ
ち、感光されていないフィルムＭのベースと感光されて
いる領域の境界が検出される。

【００６４】以下、フィルムＭがポジフィルム（ベース
が黒）の場合について説明する。ステップ３３７におい
て、画素データＲ［ｎ］がメモリ４６から読み出され
て、Ｒ成分の所定値Ｒｒｅｆ以上であるか否かが判定さ
れる。ここで画素データＲ［ｎ］は、パラメータｎに対
応する位置にある画素のＲ成分のデータである。画像の
エッジＨｄにおいて、隣接する画素の画素データの値は
大きく異なる。従ってこの判定により、画像のＲ成分の
エッジＨｄ（図７参照）が検出される。

【００６５】ステップ３３７において、画素データＲ
［ｎ］が所定値Ｒｒｅｆより小さいと判定されたとき、
ステップ３３８においてパラメータｎが１だけ加算さ
れ、再度ステップ３３７の処理が実行される。

【００６６】一方ステップ３３７において、画素データ
Ｒ［ｎ］が所定値Ｒｒｅｆ以上であると判定されたと
き、すなわち画素データＲ［ｎ］が画像のエッジＨｄ
（図７参照）のデータであると判定されたとき、ステッ
プ３３９へ進み、エッジ位置Ｒｄエッジが、このときの
画素の位置に対応する値「ｎ」に設定される。

【００６７】ステップ３４１において、パラメータｎが
再び「０」に設定され、ステップ３４３からステップ３
４５において、画像のＧ成分のエッジＨｄ（図７参照）
が検出される。

【００６８】ステップ３４３において、画素データＧ
［ｎ］がメモリ４６から読み出されて、Ｇ成分の所定値
Ｇｒｅｆ以上であるか否かが判定される。ここで画素デ
ータＧ［ｎ］は、パラメータｎに対応する位置にある画
素のＧ成分のデータである。Ｒ成分と同様にこの判定に
よって、画像のＧ成分のエッジＨｄ（図７参照）が検出
される。

【００６９】ステップ３４３において、画素データＧ
［ｎ］が所定値Ｇｒｅｆより小さいと判定されたとき、
ステップ３４４においてパラメータｎが１だけ加算さ
れ、再度ステップ３４３の処理が実行される。

【００７０】一方ステップ３４３において、画素データ
Ｇ［ｎ］が所定値Ｇｒｅｆ以上であると判定されたと
き、すなわち画素データＧ［ｎ］が画像のエッジＨｄ
（図７参照）のデータであると判定されたとき、ステッ
プ３４５へ進み、エッジ位置Ｇｄエッジが、このときの
画素の位置に対応する値「ｎ」に設定される。

【００７１】ステップ３４７において、レジずれ量Ｅｄ
が（６）式によりすなわち、エッジ位置Ｇｄエッジから
エッジ位置Ｒｄエッジを減算することにより算出され
る。 Ｅｄ＝Ｇｄエッジ−Ｒｄエッジ ・・・（６）

【００７２】上述の画像の上端のエッジＨｄ（図７参
照）の検出と同様に、ステップ３４９からステップ３６
１において画像の下端のエッジＨｕ（図７参照）が検出
される。ステップ３４９において、パラメータｎが「２
０４７」に設定される。「２０４７」は、ラインセンサ
３０の読取領域の下端にある画素の位置に対応する。

【００７３】ステップ３５１において、画素データＲ
［ｎ］がメモリ４６から読み出されて、Ｒ成分の所定値
Ｒｒｅｆ以上であるか否かが判定される。画素データＲ
［ｎ］が所定値Ｒｒｅｆより小さいとき、ステップ３５
２においてパラメータｎが１だけ減算され、再度ステッ
プ３５１の処理が実行される。

【００７４】一方ステップ３５１において、画素データ
Ｒ［ｎ］が所定値Ｒｒｅｆ以上であると判定されたと
き、すなわち画素データＲ［ｎ］が画像のエッジＨｕ
（図７参照）のデータであると判定されたとき、ステッ
プ３５３へ進み、エッジ位置Ｒｕエッジが、このときの
画素の位置に対応する値「ｎ」に設定される。

【００７５】ステップ３５５において、パラメータｎが
再び「２０４７」に設定される。ステップ３５７におい
て、画素データＧ［ｎ］がメモリ４６から読み出され
て、Ｇ成分の所定値Ｇｒｅｆ以上であるか否かが判定さ
れる。画素データＧ［ｎ］が所定値Ｇｒｅｆより小さい
とき、ステップ３５８においてパラメータｎが１だけ減
算され、再度ステップ３５７の処理が実行される。

【００７６】一方ステップ３５７において、画素データ
Ｇ［ｎ］が所定値Ｇｒｅｆ以上であると判定されたと
き、すなわち画素データＧ［ｎ］が画像のエッジＨｕ
（図７参照）のデータであると判定されたとき、ステッ
プ３５９へ進み、エッジ位置Ｇｕエッジが、このときの
画素の位置に対応する値「ｎ」に設定される。

【００７７】ステップ３６１において、レジずれ量Ｅｕ
が、（７）式によりすなわち、エッジ位置Ｇｕエッジか
らエッジ位置Ｒｕを減算することにより算出され、ステ
ップ３６３において、レジずれ量の総和Ｅが（８）式に
示されるようにレジずれ量Ｅｄにレジずれ量Ｅｕを加算
することにより算出される。 Ｅｕ＝Ｇｕエッジ−Ｒｕエッジ ・・・（７） Ｅ ＝Ｅｄ＋Ｅｕ ・・・（８）

【００７８】レジずれ量の総和Ｅ、レジずれ量Ｅｄおよ
びレジずれ量Ｅｕは、ラインセンサ３０の位置に対して
図１１に示すように変化する。図１１において、Ｌ１５
はレジずれ量の総和Ｅの変化を示し、Ｌ１６はレジずれ
量Ｅｕの変化を示し、またＬ１７はレジずれ量Ｅｄの変
化を示す。

【００７９】ステップ３６５において、レジずれ量の総
和Ｅが規定値Ｅｒｅｆ以下であるか否かが判定される。
レジずれ量の総和Ｅが規定値Ｅｒｅｆ以下であるとき、
Ｒ成分に対するＧ成分のレジずれが無いと見なすことが
できる。従ってラインセンサ３０の現位置（図１１に示
すＰＦ）が合焦点となる。ラインセンサ３０と結像レン
ズ３１をこの位置に停止させた状態で、このサブルーチ
ンは終了する。

【００８０】ステップ３６５において、レジずれ量の総
和Ｅが規定値Ｅｒｅｆより大きいと判定されたとき、す
なわち図１１においてラインセンサ３０の位置がＰＦよ
り左側にあるとき、ステップ３６４において、ラインセ
ンサ３０と結像レンズ３１が図１１において右側（図３
に示すＰＢに向かう方向）に移動される。その後ステッ
プ３３３の処理が再度実行される。

【００８１】なお、第２の実施形態において、フィルム
Ｍがネガフィルムの場合では、感光していないフィルム
Ｍのベースの透過率より、感光している領域の透過率の
ほうが低いため、ステップ３３７、３４３、３５１、３
５７の不等号の向きが反対になる。

【００８２】以上の第２の実施形態では、第１の実施形
態と同様の効果が得られる。またラインセンサ３０と結
像レンズ３１を図３に示す位置ＰＡから位置ＰＢに向か
って移動させながら、Ｒ、Ｇの画像のエッジ位置を検出
することによりレジずれ量が求められ、このレジずれ量
の総和Ｅが規定値Ｅｒｅｆ以下となるとき、ラインセン
サ３０の位置が合焦点として検出されるため、レジずれ
量の算出は、図３に示す位置ＰＡから位置ＰＦ間だけ行
なわれる。従って図３に示す位置ＰＡから位置ＰＢ間の
レジずれ量を算出する第１の実施形態に比べ処理速度が
向上する。

【００８３】図１２は第３の実施形態を示す斜視図であ
る。第３の実施形態において、ステージ１２の上には支
持板１９が設けられている。枠体１１は留め具１３によ
って支持板１９に固定され、ステージ１２と支持板１９
において、フィルムＭに対応した位置には図示しない開
口が形成されている。支持板１９はステージ１２の端部
に設けられた一対の突起１２ａに、ピン１２ｂによって
回動可能に支持されている。昇降機構１８はネジによっ
て構成される。昇降機構１８の駆動源はステージ１２の
下方に位置し、また出力軸１８ａは、ステージ１２に形
成されて出力軸１８ａよりも大径の穴内を挿通して延
び、支持板１９に形成されたネジ穴に螺合している。ラ
インセンサ３０と結像レンズ３１は、第１および第２の
実施形態と異なり、所定位置に固定されており、移動し
ない。

【００８４】したがって、出力軸１８ａが回転駆動され
ると支持板１９がピン１２ａの周りに回転変位し、これ
によりフィルムＭが昇降する。この昇降量は小さく、フ
ィルムＭは実質的に直線的に昇降すると見做される。

【００８５】このように本実施形態によれば、フィルム
Ｍのみが結像レンズ３１の光軸方向に沿って変位し、こ
れによって合焦位置が検出される。

【００８６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えばラ
インセンサにより画像信号を検出する画像読取装置にお
いて、複雑なフィルタ処理等を行うことなく高精度に焦
点位置が検出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施形態である画像
読取装置のフィルムスキャナを示すブロック図である。

【図２】光源と原稿移送機構とラインセンサを示す斜視
図である。

【図３】第１および第２の実施形態における照明機構の
模式図である。

【図４】ラインセンサと結像レンズとの距離に対するレ
ジずれ量の変化を示す図である。

【図５】第１および第２の実施形態において合焦位置の
検出を行うプログラムのフローチャートである。

【図６】第１の実施形態において合焦位置の検出を行う
サブルーチンのフローチャートである。

【図７】フィルムに記録された画像を示す図である。

【図８】ラインセンサの位置に対するレジずれ量の総和
を示す図である。

【図９】第２の実施形態において合焦位置の検出を行う
サブルーチンのフローチャートの前半部である。

【図１０】第２の実施形態において合焦位置の検出を行
うサブルーチンのフローチャートの後半部である。

【図１１】ラインセンサの位置に対するレジずれ量を示
す図である。

【図１２】第３の実施形態における光源と原稿移送機構
とラインセンサを示す斜視図である。

【符号の説明】

２０ 光源 ３０ ラインセンサ ３１ 結像レンズ（光学要素） Ｍ フィルム（記録媒体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−202017（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−51403（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−65064（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−51408（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−123211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−162570（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262572（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−128547（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−55463（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/04 G06T 1/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）およびＢ
   （ブルー）の色成分の光を出射する光源と、 記録媒体に前記光源から出射された前記光を検出して、
   前記記録媒体に記録された画像に対応した画像信号を出
   力するラインセンサと、 前記光源から出射された前記光の所定の色成分を光軸に
   平行な平行光に変換し、かつ前記光の残りの色成分を前
   記光軸と角度を有する平行光に変換して、前記ラインセ
   ンサへ出射する光学要素と、 前記ラインセンサおよび記録媒体の少なくとも一方を前
   記光学要素の前記光軸方向に移動させる移動手段と、 前記記録媒体上の同一部位に照射された前記Ｒ、Ｇおよ
   びＢの色成分の光のうち、所定の色成分の光により照明
   される前記ラインセンサの受光面上の第１の部位に対す
   る、残りの色成分のうち少なくとも１つの色成分の光に
   より照明される前記ラインセンサの受光面上の第２の部
   位のずれ量であるレジずれ量を検出するレジずれ検出手
   段とを備えることを特徴とする画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記光学要素が前記記録媒体に画像を結
   像させるための結像レンズを含み、前記移動手段が前記
   ラインセンサと結像レンズを一体的に移動させることを
   特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記移動手段が前記記録媒体のみを移動
   させることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装
   置。
4. 【請求項４】 前記移動手段がラインセンサを移動させ
   るのに伴い、前記レジずれ検出手段が前記レジずれ量を
   検出し、前記レジずれ量が最小となるときの前記ライン
   センサの位置に前記ラインセンサを配置することを特徴
   とする請求項１に記載の画像読取装置。
5. 【請求項５】 前記レジずれ検出手段が、前記所定の色
   成分の前記画像信号を構成する画素データと、前記残り
   の色成分のうち少なくとも１つの色成分の前記画像信号
   を構成する画素データとの差分の総和を算出することに
   より前記レジずれ量を検出することを特徴とする請求項
   １に記載の画像読取装置。
6. 【請求項６】 前記レジずれ検出手段が、前記画像のエ
   ッジの位置を前記所定の色成分と前記残りの色成分のう
   ち少なくとも１つの色成分とについて検出して、前記所
   定の色成分のエッジの位置と、前記残りの色成分のうち
   少なくとも１つの色成分のエッジの位置との差を算出す
   ることにより前記レジずれ量を検出することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像読取装置。
7. 【請求項７】 前記光源として、前記光学要素の焦点位
   置と直交する一直線上に前記Ｒ（レッド）、Ｇ（グリー
   ン）およびＢ（ブルー）の色成分の光をそれぞれ出射す
   る３個の発光素子が配列され、前記３個の発光素子のう
   ち最も素子サイズの小さい発光素子が、前記光学要素の
   前記光軸上に配置され、かつ前記３個の発光素子の中央
   に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像読
   取装置。
8. 【請求項８】 前記所定の色成分が前記３個の発光素子
   の中央に配置された発光素子の色成分であることを特徴
   とする請求項７に記載の画像読取装置。
9. 【請求項９】 前記レジずれ検出手段が、前記中央に配
   置された発光素子の色成分に対する、残りの発光素子の
   色成分のうちの１つの色成分の前記レジずれ量を検出す
   ることを特徴とする請求項８に記載の画像読取装置。
10. 【請求項１０】 前記レジずれ検出手段が、前記中央に
    配置された光源の色成分に対する、残りの色成分の前記
    レジずれ量を検出することを特徴とする請求項８に記載
    の画像読取装置。
11. 【請求項１１】 複数の異なる色成分の光を出射する光
    源と、 光軸を有し、前記光源からの各色成分の光のうち、所定
    の色成分の光を前記光軸と平行な平行光に、残りの色成
    分の光を前記光軸と交差する平行光に、それぞれ変換し
    て前記記録媒体に向けて出射する光学系と、 前記記録媒体からの光を受光して、前記記録媒体上の記
    録画像に対応した画像信号を出力する撮像素子と、 前記記録媒体上の同一部位に照射された前記各色成分の
    光のうちの所定の色成分の光により照射される前記撮像
    素子の受光面の第１の部位に対する、残りの色成分のう
    ちの少なくとも１つの色成分の光により照明される前記
    撮像素子の受光面上の第２の部位のずれ量であるレジず
    れ量を検出するレジずれ検出手段と、 このレジずれ検出手段が検出したレジずれ量に基づい
    て、前記撮像素子および記録媒体の少なくとも一方を前
    記光軸方向に移動させる移動手段とを備えることを特徴
    とする画像読取装置。
12. 【請求項１２】 前記光源がＲ（レッド）、Ｇ（グリー
    ン）およびＢ（ブルー）の各色の光を発する３つの発光
    素子が前記光学系の光軸と直交する方向に一直線上に配
    列されるとともに、前記発光素子のうちの略中央に位置
    する発光素子が前記光学系の焦点位置に配置されること
    を特徴とする請求項１１に記載の画像読取装置。