JP3648946B2 - 画像読み取り装置及びそのフォーカス調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿を光学的に読み取る画像読み取り装置およびそのフォーカス調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、原稿からの光を集光レンズによりＣＣＤ等の光電変換素子を配列してなるラインセンサに集光し、ラインセンサにより集光レンズからの光を電気信号に変換する画像読み取り装置が知られている。
【０００３】
このような画像読み取り装置のフォーカス調整方法として、集光レンズとラインセンサとの間の距離を一定とし、集光レンズとラインセンサとを搭載したレンズキャリッジを移動させるなどの方法で原稿から集光レンズまでの光路長を所定の間隔で変更して原稿を読み取り、ラインセンサからの出力信号のコントラストが最も大きいときにフォーカスが最も合っていると判断するものが知られている。コントラストの大きさを示す値としては、読み取り画像の中の輝度の最大値と最小値の差、または、隣接する画素による読み取り値の差の絶対値の合計などが用いられ、その値が大きいものほどコントラストが大きいと判断していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように原稿から集光レンズまでの光路長を変更すると、、変更前と変更後とでラインセンサの同一の素子で読み取る原稿の位置がずれることがあり、光路長の変更前と変更後とでは画像の読み取り範囲が異なるという問題がある。特にフォーカス調整時において、単純にラインセンサの同じ範囲の画素からの出力信号によってコントラストの大きさを求めた場合、原稿の上で主走査方向に異なる範囲の画像についてコントラストの大きさを比較していることになる。したがって、正確にフォーカスを合わせることができないことがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、原稿上を常に主走査方向の同じ範囲で読み取ることができ、より正確にフォーカスを合わせることのできる画像読み取り装置およびそのフォーカス調整方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の画像読み取り装置によれば、原稿からの光を集光する集光レンズと、集光レンズからの光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなるラインセンサとを備える画像読み取り装置であって、原稿と集光レンズとの間の光路長を調整可能な光路長調整手段と、光路長の変化量に応じて読み取りに用いるラインセンサの光電変換素子の位置を補正する手段とを備える。これにより、光路長の変更前後においてラインセンサの主走査方向に同一範囲の画像を読み取ることができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の画像読み取り装置によれば、請求項１に記載の画像読み取り装置はさらに、原稿をラインセンサの補正後の位置の光電変換素子により読み取り、複数の光路長で合焦の度合いを示す値を計算する手段と、前記合焦の度合いを示す値の合計が最大になるように前記光路長調整手段に指令を出す制御手段とを備える。これにより、フォーカス調整時に原稿と集光レンズとの間の光路長を変更した場合でも、原稿上を主走査方向に同じ範囲で読み取り、より正確にフォーカスを合わせることができる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のフォーカス調整方法によれば、集光レンズにより原稿からの光を集光し、複数の光電変換素子からなるラインセンサにより集光レンズからの光を電気信号に変換する画像読み取り装置のフォーカス調整方法であって、ａ）集光レンズと原稿との間の光路長を調整する工程と、ｂ）光路長に応じて読み取りに用いるラインセンサの光電変換素子の位置を補正する工程と、ｃ）ラインセンサの補正後の位置の光電変換素子により原稿を読み取り、合焦の度合いを示す値を計算する工程と、ｄ）複数の光路長でａ）、ｂ）、ｃ）工程を繰り返す工程と、ｅ）合焦の度合いを示す値が最大となる光路長を求める工程と、ｆ）集光レンズと原稿との間の光路長をｅ）工程で求めた光路長にする工程とを含む。これにより、フォーカス調整時に原稿と集光レンズとの間の光路長を変更した場合でも、原稿上を主走査方向に同じ範囲で読み取り、より正確にフォーカスを合わせることができる。
【０００９】
合焦の度合いを示す値としては、横軸に原稿の主走査方向の読み取り位置、縦軸に出力値をとった折れ線グラフを考えたときの折れ線の道のりの全長や、原稿を読み取った信号のコントラストの大きさなどの値を用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるフラットベッド型の画像読み取り装置１００を図２に示す。
【００１２】
箱型の筐体１の上面に読み取る原稿を載せるための透明な原稿ガラス１１が設けられている。筐体１の内部には、第１キャリッジ２０、第２キャリッジ３０およびレンズキャリッジ４０が収容されている。
【００１３】
第１キャリッジ２０は、図示しない駆動装置により原稿ガラス１１に対して平行に速度Ｖで移動可能である。この第１キャリッジ２０には光源２１と反射鏡２２とが設けられている。第２キャリッジ３０は、反射鏡３１と反射鏡３２とを備える。レンズキャリッジ４０は原稿からの光を読み取るラインセンサ４１と、原稿からの光をラインセンサ４１に集光する集光レンズ４２とを備える。ラインセンサ４１は、ＣＣＤのような多数の光電変換素子を配列したものである。
【００１４】
画像を読み取るときは、原稿ガラス１１に置かれた原稿に光源２１から光を照射し、原稿からの光を集光レンズ４２によりラインセンサ４１に集光し、第１キャリッジ２０および第２キャリッジ３０を移動させつつ検出して原稿の輝度を電気信号に変換する。ここで、ラインセンサ４１の光電変換素子が並んでいる方向を主走査方向、キャリッジが移動する方向を副走査方向という。
【００１５】
光源２１により原稿ガラス１１上の原稿面に照射された光は、第１キャリッジ２０の反射鏡２２、第２キャリッジ３０の反射鏡３１、反射鏡３２を反射し、レンズキャリッジ４０の集光レンズ４２を通してラインセンサ４１に集光される。第２キャリッジ３０は、第１キャリッジ２０の移動速度Ｖの半分の速度Ｖ／２で第１キャリッジ２０と同じ方向に移動可能である。したがって、第１キャリッジ２０と第２キャリッジ３０が移動しても、原稿から集光レンズ４２までの光路長を同一に保つことができる。原稿から集光レンズ４２までの光路長は、制御装置３からレンズモータ制御手段６に指令を出し、図示しないモータによってレンズキャリッジ４０の位置を水平方向に微調整することによって変更可能であり、制御装置３、レンズモータ制御手段６およびレンズキャリッジ４０は光路長調整手段を構成している。
【００１６】
データ検出部２は、ラインセンサ４１からのデータをデジタル信号に変換して制御装置３へ送るものである。制御装置３は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータにより構成され、画像読み取り装置１００全体の制御を行い、インターフェイス４を介して外部の画像処理装置、例えばパソコン２００に接続される。制御装置３には、第１キャリッジ２０、第２キャリッジ３０を駆動させるミラーモータ制御部７やレンズキャリッジ４０を駆動させるレンズモータ制御部６を制御するプログラムが格納されている。
【００１７】
図３はパソコン２００を用いた原稿上のフォーカス位置指定画面の例を示す。まず、使用者がパソコン２００を操作して、パソコン２００から画像読み取り装置１００にプレビュー信号を送信する。画像読み取り装置１００がインターフェイス４からプレビュー信号を受信すると、制御装置３が、ミラーモーター制御部７に制御信号を送り第１キャリッジ２０を原稿ガラス１１の先頭ライン位置から最終ライン位置まで移動させ、原稿ガラス１１の全面を低解像度で走査し、原稿ガラス１１上の原稿から得られた低解像度画像データをプレビューデータとして、インターフェイスからパソコンに送信する。
【００１８】
パソコン２００は画像読み取り装置１００から受け取ったプレビューデータを処理し、原稿全体のプレビュー画面９１をディスプレイ９０上に表示する。
【００１９】
使用者はパソコン２００に接続されたマウスなどの入力装置を操作してプレビュー画面９１内の所望の取り込み領域９２を指定し、さらにオートフォーカスの指定をすると、パソコン２００は使用者が指定した取り込み領域９２から特定の位置のラインをオートフォーカスライン（以下、ＡＦライン）９３として決定し、その座標データおよびオートフォーカス指示信号を画像読み取り装置１００のインターフェイス４に送信する。ＡＦライン９３は、例えば図３に示すように取り込み領域９２の中で副走査方向に１／２の位置、主走査方向の中心部分の１／３の範囲にすることができる。また、使用者は取り込み領域９２を指定した後、レンズキャリッジ４０の移動距離を指定することにより原稿から集光レンズ４２までの光路長を変更し、マニュアルでフォーカスを調整することもできる。したがって、原稿を意図的にぼやけた画像として読み取ることが可能である。
【００２０】
画像読み取り装置１００は、オートフォーカス指示信号およびＡＦライン９３の座標データをインターフェイス４から受信すると、制御装置３はミラーモータ制御部７に制御信号を送って第１キャリッジ２０を座標データに対応するＡＦライン９３の位置まで移動させる。
【００２１】
初期状態では、原稿ガラス１１上面にフォーカスが合うようにレンズキャリッジ４０の位置が設定されている。この状態が基準の位置であり移動距離０mmとする。また、原稿から集光レンズ４２までの光路長を短くする方向、すなわち原稿ガラス１１上面よりも上でフォーカスが合うようにレンズキャリッジ４０を移動させる方向を正の方向とし、光路長を長くする方向、すなわち原稿ガラス１１上面よりも下でフォーカスが合うように移動させる方向をを負の方向とする。
【００２２】
ここで、図１に示すように、原稿ガラス１１上面のＲ1−Ｒ2線上にフォーカスが合っているとき、即ちレンズキャリッジ４０が基準の位置にあるときに、Ｒ1−Ｒ2線から集光レンズ４２の主点Ｍまでの距離をＬ1として、Ｒ1−Ｒ2線上のＡ点が集光レンズ４２を通してラインセンサ４１上のａ点の素子で読み取られるとする。ラインセンサ４１の全素子数をＮとしたときに、ａ点はラインセンサ４１の端からＰ1番目の素子、ラインセンサ４１の中央からはＮ1番目の素子であり、Ｎ1＝（Ｎ／２）−Ｐ1である。
【００２３】
集光レンズ４２とラインセンサ４１とを搭載するレンズキャリッジ４０を正方向にｘmm移動させると、ａ点の素子に対応してフォーカスが合う位置は、Ａ点から原稿ガラス１１の上側にｘmmの位置のＡ’点になる。したがって、ラインセンサ４１のＰ1番目の素子でＲ1−Ｒ2線上を読み取る位置はＡ点からＹ1mmだけ離れたＢ点となる。
【００２４】
このように、レンズキャリッジ４０を移動させて原稿ガラス１１上面から集光レンズ４２までの距離を変更した場合、ラインセンサ４１の同一の素子で読み取る原稿の位置が集光レンズ４２の画角特性のために異なってしまう。レンズキャリッジ４０を移動させた後にＡ点を読み取るためには、原稿ガラス１１の上側にｘmmの位置のＲ1'−Ｒ2'線上でＡ’点からＹ2mmだけ離れたＣ点を読み取るように補正する必要がある。すなわち、ラインセンサのＰ1番目の素子からΔＰだけずれたＰ2番目の素子でＲ1−Ｒ2線上を読み取る必要がある。また、三角形ＯＭＡと三角形ＡＡ’Ｂは相似であり、線分ＯＡの長さはＮ1に比例し、Ｙ2の長さはΔＰに比例し、かつＬ1に対してｘは十分に小さくＹ2≒Ｙ1とみなすことができるため、下記の式（１）が成り立つ。
【００２５】
【数１】
【００２６】
したがって、補正後のラインセンサ４１上での素子の位置Ｐ2は、下記の式（２）のように表すことができる。
【００２７】
【数２】
【００２８】
上記のようにして、レンズキャリッジ４０を移動させて原稿ガラス１１上面から集光レンズ４２までの距離を変更した場合でも、レンズキャリッジ４０の移動距離ｘと、基準の位置での読み取り素子の位置Ｐ1に応じて、読み取りに用いる素子の位置Ｐ2を求めることにより、原稿の主走査方向に同一箇所を読み取ることができる。
【００２９】
本実施例では、図４に示すようにラインセンサ４１によりＡＦライン９３上を読み取った出力値を、ＬＳ1、ＬＳ2、ＬＳ3、……とし、横軸に原稿の主走査方向の読み取り位置、縦軸に出力値をとった折れ線グラフを考え、この折れ線の道のりの全長ＬＭ1＋ＬＭ2＋……が大きいほどフォーカスが合っていると判断している。
【００３０】
ラインセンサ４１による読み取り位置間の距離を定数ｄとすると、例えば１番目の読み取り位置に対応する素子の出力値と２番目の素子の出力値との間の道のり長さＬＭ1と、２番目の素子の出力値と３番目の素子の出力値との間の道のり長さＬＭ2とは下記の式（３）、（４）で表され、以後同様である。すなわち、隣接する読み取り位置間の距離と出力値の差との平方和の平方根を計算している。
【００３１】
【数３】
【００３２】
本実施例では、道のりの長さを相対的に比較するため、定数ｄの値は任意の値であってよく、ここではｄ＝１とする。したがって、ｎ個の素子についての道のり長さ全長ＬＭＴは下記の式（５）で表される。本実施例では、この道のり長さ全長ＬＭＴの値を合焦の度合いを示す値として用いている。
【００３３】
【数４】
【００３４】
本実施例によりフォーカスが合う位置を検出する手順のフローチャートを図５に示す。
【００３５】
フォーカスを合わせる時は、まずステップＳ１でレンズキャリッジ４０を負の方向の限界まで、本実施例では基準の位置から−３．０mmの位置まで移動させる。
【００３６】
ステップＳ２では、光源２１を点灯させて原稿を照射し、ラインセンサ４１の所定の範囲の素子に集光された光を電気信号に変換する。ここで、原稿の読み取りに用いられるラインセンサ４１上の素子の位置は、上述した式（２）によって補正された後の位置である。変換された信号はデータ検出部２でデジタル化され、制御装置３のメモリに記憶される。
【００３７】
ステップＳ３では、ステップＳ２でデジタル化された読み取りデータに基づいて、制御装置３のＣＰＵで道のり全長ＬＭＴを計算し、レンズキャリッジ４０の位置と共に制御装置３のメモリに記憶する。
【００３８】
次にステップＳ４では、レンズキャリッジ４０の位置が正の方向で限界の位置、本実施例では３．０mmの位置にあるかどうかを判断し、限界の位置にあればステップＳ６に進み、そうでなければステップＳ５でレンズキャリッジ４０を正の方向へ所定のピッチ、本実施例では０．５mm移動させ、ステップＳ２に戻って原稿の読み取りを繰り返す。
【００３９】
ステップＳ６では、制御装置３のメモリに記憶されたＬＭＴの値が最大となるときのレンズキャリッジ４０の位置を求める。ステップＳ７ではステップＳ６で求めた位置にレンズキャリッジ４０を移動させて、フォーカスの調整が完了する。
【００４０】
（第２実施例）
第１実施例では、ＡＦラインは１ラインであったが、レンズキャリッジ４０の移動方向が光路に対して完全に平行でない場合には、レンズキャリッジ４０の移動により読み取り位置が副走査方向にずれることがある。副走査方向の読み取り位置のずれによる誤差を緩和するために、複数のＡＦラインを読み取り各ＡＦラインにおけるＬＭＴの合計値ＬＭＴＴを計算し、その大きさを比較することにより、フォーカスの合う位置を検出することもできる。例えば、ＡＦラインは図３に示す取り込み領域９２の中で副走査方向に１／２の位置から前後に５ラインずつの１０ライン、主走査方向の中心部分の１／３の範囲とすることができる。
【００４１】
本発明の第２実施例によりフォーカスが合う位置を検出する手順のフローチャートを図６に示す。
【００４２】
フォーカスを合わせる時は、まずステップＳ１１でレンズキャリッジ４０を負の方向の限界まで、本実施例では基準の位置から−３．０mmの位置まで移動させる。
【００４３】
ステップＳ１２では、第１キャリッジをＡＦラインの最初の位置に移動させる。
【００４４】
ステップＳ１３では、光源２１を点灯させて原稿を照射し、ラインセンサ４１の所定の範囲の素子に集光された光を電気信号に変換する。ここで、原稿の読み取りに用いられるラインセンサ４１上の素子の位置は、上述した式（２）によって補正された後の位置である。変換された信号はデータ検出部２でデジタル化され、制御装置３のメモリに記憶される。
【００４５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３でデジタル化された読み取りデータに基づいて、制御装置３のＣＰＵにより道のり全長ＬＭＴを計算し、制御装置３のメモリに記憶する。
【００４６】
ステップＳ１５では、読み取りラインがＡＦラインの最終位置、本実施例ではＡＦラインの最初の位置から１０ライン目であるかを判断し、最終位置であればステップＳ１７に進み、そうでなければステップＳ１６で第１キャリッジを１ライン分移動させてステップＳ１３に戻って次のラインで道のり全長ＬＭＴの計算を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ１７では、各ＡＦラインにおけるＬＭＴを合計してＬＭＴＴを求め、レンズキャリッジ４０の位置と共に制御装置３のメモリに記憶する。
【００４８】
次にステップＳ１８では、レンズキャリッジ４０の位置が正の方向で限界の位置、本実施例では３．０mmの位置にあるかどうかを判断し、限界の位置にあればステップＳ２０に進み、そうでなければステップＳ１９でレンズキャリッジ４０を正の方向へ所定のピッチ、本実施例では０．５mm移動させ、ステップＳ１２に戻って道のり全長ＬＭＴの合計値ＬＭＴＴの計算を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ２０では、制御装置３のメモリに記憶されたＬＭＴＴの値が最大となるときのレンズキャリッジ４０の位置を求める。ステップＳ２１ではステップＳ２０で求めた位置にレンズキャリッジ４０を移動させて、フォーカスの調整が完了する。
【００５０】
図７は、自然画の原稿について上記のようにして副走査方向に１０ラインで主走査方向に６４０の点からなるＡＦラインを読み取った場合の、レンズキャリッジ４０の移動距離に応じた、ＬＭＴＴの値と、８ｌｐ／mm（１mm間に８ラインペアを含む）のラダーチャートを読み取り汎用評価試験を行って求めたＭＴＦ値とを比較したものである。ＭＴＦ値は、ラダーチャートを読み取った信号の最大値Ｓmaxと最小値Ｓminとから、下記の式（６）で求められる。
【００５１】
【数５】
【００５２】
図７に示すように、ＬＭＴＴ値のグラフとＭＴＦ値のグラフは同様なグラフ波形となっており、ピーク位置の誤差は０．５mmであった。ＬＭＴＴ値のピーク位置におけるＭＴＦ値はＭＴＦ値の最大値にほぼ等しいため、ＬＭＴＴ値のピーク位置を検出することにより、ほぼフォーカスの合う位置を検出することができるということがわかる。
【００５３】
（第３実施例）
第２実施例では、連続した複数のＡＦラインを読み取ってフォーカスを調整したが、間隔を開けて複数のＡＦラインを読み取ってフォーカスを調整することもできる。
【００５４】
本発明の第３実施例では、第２実施例における１０ラインのＡＦラインのうち、奇数ラインを読み取ることにより、１ラインおきに５つのＡＦラインを読み取っているため、読み取り時間を短縮しながら、１０ライン分に近い読み取り範囲を確保している。
【００５５】
図８は、自然画の原稿について副走査方向１ラインおきに５ライン、主走査方向に６４０の点からなるＡＦラインを読み取った場合のレンズキャリッジ４０の移動距離に応じたＬＭＴＴの値と、８ｌｐ／mm（１mm間に８ラインペアを含む）のラダーチャートを読み取り汎用評価試験を行って求めたＭＴＦ値とを比較したものである。
【００５６】
第２実施例と同様に、ＬＭＴＴ値のグラフとＭＴＦ値のグラフは同様なグラフ波形となっており、ピーク位置の誤差は０．５mmであった。ＬＭＴＴ値のピーク位置におけるＭＴＦ値はＭＴＦ値の最大値にほぼ等しいため、ＬＭＴＴ値のピーク位置を検出することにより、ほぼフォーカスの合う位置を検出することができるということがわかる。したがって、第２実施例と比べて読み取りラインの数を減らすことによりフォーカス調整にかかる時間を短縮しながら、第２実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（第４実施例）
第１〜第３実施例では、レンズキャリッジ４０を光路長が最も長くなる位置から最も短くなる位置まで所定のピッチで移動させて、それぞれの位置で原稿を読み取って道のり全長ＬＭＴまたは道のり全長の複数のラインにおける合計ＬＭＴＴを計算し、その中からＬＭＴまたはＬＭＴＴが最大になる位置を検出している。例えば、上記の例のように、レンズキャリッジ４０を基準の位置に対して−３．０mmの位置から３．０mmの位置まで０．５mmのピッチで移動させた場合には、１３回の読み取りおよび計算が必要である。
【００５８】
本発明の第４実施例では、図９に示すように、まずレンズキャリッジ４０を基準の位置に対して−３．０mmの位置から３．０mmの位置までを１．５mmのピッチで粗く移動させて▲１▼〜▲５▼の５つの位置で読み取りおよび計算を行う。次に、▲１▼〜▲５▼の５つの位置の中でＬＭＴＴの計算値が最も大きい位置と、その両隣のうち計算値が大きい位置を検出する。図１０に示す例では、▲３▼と▲４▼が検出される。そして、レンズキャリッジ４０を▲３▼と▲４▼との間の位置を０．５mmのピッチで細かく移動させて▲６▼と▲７▼の位置で読み取りおよび計算を行う。そして▲３▼、▲４▼、▲６▼および▲７▼の中でＬＭＴＴが最大となる位置、図９に示す例では▲６▼の位置が全体の中でＬＭＴＴが最大となる位置になる。したがって、７回の読み取りでフォーカスの合う位置を０．５mmのピッチで検出することができる。このようにして、第１〜第３実施例よりも、道のりが最大になる位置を検出するまでに原稿を読み取る回数および計算回数を低減することができる。したがって、フォーカスを調整するのに必要な時間を短縮することができる。
【００５９】
上記の複数の実施例では読み取り値の道のり長さ全長を計算して、その計算値が最大値となるときにフォーカスが合っていると判断したが、隣接する読み取り位置における読み取り値の差の絶対値の合計を計算した値によりコントラストの大きさを求め、コントラストが最大となるときにフォーカスが合っていると判断する方法など、他の方法により合焦の度合い示す値を算出する場合でも、本発明は同様の効果を得ることができる。
【００６０】
以上述べたフォーカス調整によれば、原稿ガラス面から離れた位置にもフォーカスを合わせることができ、最適な画像読み取りが可能となる。
【００６１】
また、原稿から集光レンズまでの光路長が変わっても画像の読み取り範囲を同一にすることができるため、例えば、意図的にフォーカスをずらして、ぼやけた画像として読み取りたい際にも、フォーカスの調整されたピントの合った画像と同一範囲の画像を読み取ることができる。
【００６２】
また、上記の実施例では原稿ガラス１１の上に反射原稿を置いて原稿ガラス１１の下側の光源２１から原稿を照射する画像読み取り装置について説明したが、原稿ガラスの上側から透過原稿を照射する画像読み取り装置においても本発明は同様の効果を得ることができる。例えば、ネガフィルム等のフィルム８２のような透過原稿を図１０に示すようなフィルムホルダ８１等によって保持し、原稿ガラス面から離れた位置にフィルム８２が置かれた場合にも、本発明を適用できるのはもちろんのことである。
【００６３】
従来のフラットベッドスキャナで透過原稿のフィルム８２を読み取る際には、フォーカスを合わせるために原稿ガラス面に直接フィルム８２をセットしなければならなかった。そのため、フィルム８２と原稿ガラスとの間で光源の照射光による干渉が生じて、干渉縞（いわゆるニュートンリング）が発生してしまい読み取り画像の品質が劣化するという問題があった。また、フィルム面と原稿ガラス面とが接触して擦れるため、埃などによってフィルム８２に傷をつけてしまうという問題もあった。本発明によれば、フィルムホルダ８１等を採用することにより、上述の問題も解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の画像読み取り装置においてレンズキャリッジを移動させたときの読み取り位置のずれを説明する模式図である。
【図２】本発明の第１実施例による画像読み取り装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例による原稿上のフォーカス位置指定画面の例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例によりラインセンサでＡＦライン上を読み取った出力値から道のりを求める説明図である。
【図５】本発明の第１実施例によりフォーカスを調整する方法のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第２実施例によりフォーカスを調整する方法のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の第２実施例によるキャリッジの移動距離とＬＭＴＴ値およびＭＴＦ値との関係を示す特性図である。
【図８】本発明の第３実施例によるキャリッジの移動距離とＬＭＴＴ値およびＭＴＦ値との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第４実施例によりフォーカスの合う位置を求める方法を説明する模式図である。
【図１０】本発明実施例により透過原稿のフィルムを読み取る場合に用いるフィルムホルダの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ データ検出部
３ 制御装置
４ インターフェイス
１１ 原稿ガラス
２０ 第１キャリッジ
２１ 光源
３０ 第２キャリッジ
４０ レンズキャリッジ
４１ ラインセンサ
４２ 集光レンズ
１００ 画像読み取り装置
２００ パソコン
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿を光学的に読み取る画像読み取り装置およびそのフォーカス調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、原稿からの光を集光レンズによりＣＣＤ等の光電変換素子を配列してなるラインセンサに集光し、ラインセンサにより集光レンズからの光を電気信号に変換する画像読み取り装置が知られている。
【０００３】
このような画像読み取り装置のフォーカス調整方法として、集光レンズとラインセンサとの間の距離を一定とし、集光レンズとラインセンサとを搭載したレンズキャリッジを移動させるなどの方法で原稿から集光レンズまでの光路長を所定の間隔で変更して原稿を読み取り、ラインセンサからの出力信号のコントラストが最も大きいときにフォーカスが最も合っていると判断するものが知られている。コントラストの大きさを示す値としては、読み取り画像の中の輝度の最大値と最小値の差、または、隣接する画素による読み取り値の差の絶対値の合計などが用いられ、その値が大きいものほどコントラストが大きいと判断していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように原稿から集光レンズまでの光路長を変更すると、、変更前と変更後とでラインセンサの同一の素子で読み取る原稿の位置がずれることがあり、光路長の変更前と変更後とでは画像の読み取り範囲が異なるという問題がある。特にフォーカス調整時において、単純にラインセンサの同じ範囲の画素からの出力信号によってコントラストの大きさを求めた場合、原稿の上で主走査方向に異なる範囲の画像についてコントラストの大きさを比較していることになる。したがって、正確にフォーカスを合わせることができないことがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、原稿上を常に主走査方向の同じ範囲で読み取ることができ、より正確にフォーカスを合わせることのできる画像読み取り装置およびそのフォーカス調整方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の画像読み取り装置によれば、原稿からの光を集光する集光レンズと、集光レンズからの光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなるラインセンサとを備える画像読み取り装置であって、原稿と集光レンズとの間の光路長を調整可能な光路長調整手段と、光路長の変化量に応じて読み取りに用いるラインセンサの光電変換素子の位置を補正する手段とを備える。これにより、光路長の変更前後においてラインセンサの主走査方向に同一範囲の画像を読み取ることができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の画像読み取り装置によれば、請求項１に記載の画像読み取り装置はさらに、原稿をラインセンサの補正後の位置の光電変換素子により読み取り、複数の光路長で合焦の度合いを示す値を計算する手段と、前記合焦の度合いを示す値の合計が最大になるように前記光路長調整手段に指令を出す制御手段とを備える。これにより、フォーカス調整時に原稿と集光レンズとの間の光路長を変更した場合でも、原稿上を主走査方向に同じ範囲で読み取り、より正確にフォーカスを合わせることができる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のフォーカス調整方法によれば、集光レンズにより原稿からの光を集光し、複数の光電変換素子からなるラインセンサにより集光レンズからの光を電気信号に変換する画像読み取り装置のフォーカス調整方法であって、ａ）集光レンズと原稿との間の光路長を調整する工程と、ｂ）光路長に応じて読み取りに用いるラインセンサの光電変換素子の位置を補正する工程と、ｃ）ラインセンサの補正後の位置の光電変換素子により原稿を読み取り、合焦の度合いを示す値を計算する工程と、ｄ）複数の光路長でａ）、ｂ）、ｃ）工程を繰り返す工程と、ｅ）合焦の度合いを示す値が最大となる光路長を求める工程と、ｆ）集光レンズと原稿との間の光路長をｅ）工程で求めた光路長にする工程とを含む。これにより、フォーカス調整時に原稿と集光レンズとの間の光路長を変更した場合でも、原稿上を主走査方向に同じ範囲で読み取り、より正確にフォーカスを合わせることができる。
【０００９】
合焦の度合いを示す値としては、横軸に原稿の主走査方向の読み取り位置、縦軸に出力値をとった折れ線グラフを考えたときの折れ線の道のりの全長や、原稿を読み取った信号のコントラストの大きさなどの値を用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるフラットベッド型の画像読み取り装置１００を図２に示す。
【００１２】
箱型の筐体１の上面に読み取る原稿を載せるための透明な原稿ガラス１１が設けられている。筐体１の内部には、第１キャリッジ２０、第２キャリッジ３０およびレンズキャリッジ４０が収容されている。
【００１３】
第１キャリッジ２０は、図示しない駆動装置により原稿ガラス１１に対して平行に速度Ｖで移動可能である。この第１キャリッジ２０には光源２１と反射鏡２２とが設けられている。第２キャリッジ３０は、反射鏡３１と反射鏡３２とを備える。レンズキャリッジ４０は原稿からの光を読み取るラインセンサ４１と、原稿からの光をラインセンサ４１に集光する集光レンズ４２とを備える。ラインセンサ４１は、ＣＣＤのような多数の光電変換素子を配列したものである。
【００１４】
画像を読み取るときは、原稿ガラス１１に置かれた原稿に光源２１から光を照射し、原稿からの光を集光レンズ４２によりラインセンサ４１に集光し、第１キャリッジ２０および第２キャリッジ３０を移動させつつ検出して原稿の輝度を電気信号に変換する。ここで、ラインセンサ４１の光電変換素子が並んでいる方向を主走査方向、キャリッジが移動する方向を副走査方向という。
【００１５】
光源２１により原稿ガラス１１上の原稿面に照射された光は、第１キャリッジ２０の反射鏡２２、第２キャリッジ３０の反射鏡３１、反射鏡３２を反射し、レンズキャリッジ４０の集光レンズ４２を通してラインセンサ４１に集光される。第２キャリッジ３０は、第１キャリッジ２０の移動速度Ｖの半分の速度Ｖ／２で第１キャリッジ２０と同じ方向に移動可能である。したがって、第１キャリッジ２０と第２キャリッジ３０が移動しても、原稿から集光レンズ４２までの光路長を同一に保つことができる。原稿から集光レンズ４２までの光路長は、制御装置３からレンズモータ制御手段６に指令を出し、図示しないモータによってレンズキャリッジ４０の位置を水平方向に微調整することによって変更可能であり、制御装置３、レンズモータ制御手段６およびレンズキャリッジ４０は光路長調整手段を構成している。
【００１６】
データ検出部２は、ラインセンサ４１からのデータをデジタル信号に変換して制御装置３へ送るものである。制御装置３は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータにより構成され、画像読み取り装置１００全体の制御を行い、インターフェイス４を介して外部の画像処理装置、例えばパソコン２００に接続される。制御装置３には、第１キャリッジ２０、第２キャリッジ３０を駆動させるミラーモータ制御部７やレンズキャリッジ４０を駆動させるレンズモータ制御部６を制御するプログラムが格納されている。
【００１７】
図３はパソコン２００を用いた原稿上のフォーカス位置指定画面の例を示す。まず、使用者がパソコン２００を操作して、パソコン２００から画像読み取り装置１００にプレビュー信号を送信する。画像読み取り装置１００がインターフェイス４からプレビュー信号を受信すると、制御装置３が、ミラーモーター制御部７に制御信号を送り第１キャリッジ２０を原稿ガラス１１の先頭ライン位置から最終ライン位置まで移動させ、原稿ガラス１１の全面を低解像度で走査し、原稿ガラス１１上の原稿から得られた低解像度画像データをプレビューデータとして、インターフェイスからパソコンに送信する。
【００１８】
パソコン２００は画像読み取り装置１００から受け取ったプレビューデータを処理し、原稿全体のプレビュー画面９１をディスプレイ９０上に表示する。
【００１９】
使用者はパソコン２００に接続されたマウスなどの入力装置を操作してプレビュー画面９１内の所望の取り込み領域９２を指定し、さらにオートフォーカスの指定をすると、パソコン２００は使用者が指定した取り込み領域９２から特定の位置のラインをオートフォーカスライン（以下、ＡＦライン）９３として決定し、その座標データおよびオートフォーカス指示信号を画像読み取り装置１００のインターフェイス４に送信する。ＡＦライン９３は、例えば図３に示すように取り込み領域９２の中で副走査方向に１／２の位置、主走査方向の中心部分の１／３の範囲にすることができる。また、使用者は取り込み領域９２を指定した後、レンズキャリッジ４０の移動距離を指定することにより原稿から集光レンズ４２までの光路長を変更し、マニュアルでフォーカスを調整することもできる。したがって、原稿を意図的にぼやけた画像として読み取ることが可能である。
【００２０】
画像読み取り装置１００は、オートフォーカス指示信号およびＡＦライン９３の座標データをインターフェイス４から受信すると、制御装置３はミラーモータ制御部７に制御信号を送って第１キャリッジ２０を座標データに対応するＡＦライン９３の位置まで移動させる。
【００２１】
初期状態では、原稿ガラス１１上面にフォーカスが合うようにレンズキャリッジ４０の位置が設定されている。この状態が基準の位置であり移動距離０mmとする。また、原稿から集光レンズ４２までの光路長を短くする方向、すなわち原稿ガラス１１上面よりも上でフォーカスが合うようにレンズキャリッジ４０を移動させる方向を正の方向とし、光路長を長くする方向、すなわち原稿ガラス１１上面よりも下でフォーカスが合うように移動させる方向をを負の方向とする。
【００２２】
ここで、図１に示すように、原稿ガラス１１上面のＲ1−Ｒ2線上にフォーカスが合っているとき、即ちレンズキャリッジ４０が基準の位置にあるときに、Ｒ1−Ｒ2線から集光レンズ４２の主点Ｍまでの距離をＬ1として、Ｒ1−Ｒ2線上のＡ点が集光レンズ４２を通してラインセンサ４１上のａ点の素子で読み取られるとする。ラインセンサ４１の全素子数をＮとしたときに、ａ点はラインセンサ４１の端からＰ1番目の素子、ラインセンサ４１の中央からはＮ1番目の素子であり、Ｎ1＝（Ｎ／２）−Ｐ1である。
【００２３】
集光レンズ４２とラインセンサ４１とを搭載するレンズキャリッジ４０を正方向にｘmm移動させると、ａ点の素子に対応してフォーカスが合う位置は、Ａ点から原稿ガラス１１の上側にｘmmの位置のＡ’点になる。したがって、ラインセンサ４１のＰ1番目の素子でＲ1−Ｒ2線上を読み取る位置はＡ点からＹ1mmだけ離れたＢ点となる。
【００２４】
このように、レンズキャリッジ４０を移動させて原稿ガラス１１上面から集光レンズ４２までの距離を変更した場合、ラインセンサ４１の同一の素子で読み取る原稿の位置が集光レンズ４２の画角特性のために異なってしまう。レンズキャリッジ４０を移動させた後にＡ点を読み取るためには、原稿ガラス１１の上側にｘmmの位置のＲ1'−Ｒ2'線上でＡ’点からＹ2mmだけ離れたＣ点を読み取るように補正する必要がある。すなわち、ラインセンサのＰ1番目の素子からΔＰだけずれたＰ2番目の素子でＲ1−Ｒ2線上を読み取る必要がある。また、三角形ＯＭＡと三角形ＡＡ’Ｂは相似であり、線分ＯＡの長さはＮ1に比例し、Ｙ2の長さはΔＰに比例し、かつＬ1に対してｘは十分に小さくＹ2≒Ｙ1とみなすことができるため、下記の式（１）が成り立つ。
【００２５】
【数１】
したがって、補正後のラインセンサ４１上での素子の位置Ｐ2は、下記の式（２）のように表すことができる。
【００２７】
【数２】
上記のようにして、レンズキャリッジ４０を移動させて原稿ガラス１１上面から集光レンズ４２までの距離を変更した場合でも、レンズキャリッジ４０の移動距離ｘと、基準の位置での読み取り素子の位置Ｐ1に応じて、読み取りに用いる素子の位置Ｐ2を求めることにより、原稿の主走査方向に同一箇所を読み取ることができる。
【００２９】
本実施例では、図４に示すようにラインセンサ４１によりＡＦライン９３上を読み取った出力値を、ＬＳ1、ＬＳ2、ＬＳ3、……とし、横軸に原稿の主走査方向の読み取り位置、縦軸に出力値をとった折れ線グラフを考え、この折れ線の道のりの全長ＬＭ1＋ＬＭ2＋……が大きいほどフォーカスが合っていると判断している。
【００３０】
ラインセンサ４１による読み取り位置間の距離を定数ｄとすると、例えば１番目の読み取り位置に対応する素子の出力値と２番目の素子の出力値との間の道のり長さＬＭ1と、２番目の素子の出力値と３番目の素子の出力値との間の道のり長さＬＭ2とは下記の式（３）、（４）で表され、以後同様である。すなわち、隣接する読み取り位置間の距離と出力値の差との平方和の平方根を計算している。
【００３１】
【数３】
本実施例では、道のりの長さを相対的に比較するため、定数ｄの値は任意の値であってよく、ここではｄ＝１とする。したがって、ｎ個の素子についての道のり長さ全長ＬＭＴは下記の式（５）で表される。本実施例では、この道のり長さ全長ＬＭＴの値を合焦の度合いを示す値として用いている。
【００３３】
【数４】
本実施例によりフォーカスが合う位置を検出する手順のフローチャートを図５に示す。
【００３５】
フォーカスを合わせる時は、まずステップＳ１でレンズキャリッジ４０を負の方向の限界まで、本実施例では基準の位置から−３．０mmの位置まで移動させる。
【００３６】
ステップＳ２では、光源２１を点灯させて原稿を照射し、ラインセンサ４１の所定の範囲の素子に集光された光を電気信号に変換する。ここで、原稿の読み取りに用いられるラインセンサ４１上の素子の位置は、上述した式（２）によって補正された後の位置である。変換された信号はデータ検出部２でデジタル化され、制御装置３のメモリに記憶される。
【００３７】
ステップＳ３では、ステップＳ２でデジタル化された読み取りデータに基づいて、制御装置３のＣＰＵで道のり全長ＬＭＴを計算し、レンズキャリッジ４０の位置と共に制御装置３のメモリに記憶する。
【００３８】
次にステップＳ４では、レンズキャリッジ４０の位置が正の方向で限界の位置、本実施例では３．０mmの位置にあるかどうかを判断し、限界の位置にあればステップＳ６に進み、そうでなければステップＳ５でレンズキャリッジ４０を正の方向へ所定のピッチ、本実施例では０．５mm移動させ、ステップＳ２に戻って原稿の読み取りを繰り返す。
【００３９】
ステップＳ６では、制御装置３のメモリに記憶されたＬＭＴの値が最大となるときのレンズキャリッジ４０の位置を求める。ステップＳ７ではステップＳ６で求めた位置にレンズキャリッジ４０を移動させて、フォーカスの調整が完了する。
【００４０】
（第２実施例）
第１実施例では、ＡＦラインは１ラインであったが、レンズキャリッジ４０の移動方向が光路に対して完全に平行でない場合には、レンズキャリッジ４０の移動により読み取り位置が副走査方向にずれることがある。副走査方向の読み取り位置のずれによる誤差を緩和するために、複数のＡＦラインを読み取り各ＡＦラインにおけるＬＭＴの合計値ＬＭＴＴを計算し、その大きさを比較することにより、フォーカスの合う位置を検出することもできる。例えば、ＡＦラインは図３に示す取り込み領域９２の中で副走査方向に１／２の位置から前後に５ラインずつの１０ライン、主走査方向の中心部分の１／３の範囲とすることができる。
【００４１】
本発明の第２実施例によりフォーカスが合う位置を検出する手順のフローチャートを図６に示す。
【００４２】
フォーカスを合わせる時は、まずステップＳ１１でレンズキャリッジ４０を負の方向の限界まで、本実施例では基準の位置から−３．０mmの位置まで移動させる。
【００４３】
ステップＳ１２では、第１キャリッジをＡＦラインの最初の位置に移動させる。
【００４４】
ステップＳ１３では、光源２１を点灯させて原稿を照射し、ラインセンサ４１の所定の範囲の素子に集光された光を電気信号に変換する。ここで、原稿の読み取りに用いられるラインセンサ４１上の素子の位置は、上述した式（２）によって補正された後の位置である。変換された信号はデータ検出部２でデジタル化され、制御装置３のメモリに記憶される。
【００４５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３でデジタル化された読み取りデータに基づいて、制御装置３のＣＰＵにより道のり全長ＬＭＴを計算し、制御装置３のメモリに記憶する。
【００４６】
ステップＳ１５では、読み取りラインがＡＦラインの最終位置、本実施例ではＡＦラインの最初の位置から１０ライン目であるかを判断し、最終位置であればステップＳ１７に進み、そうでなければステップＳ１６で第１キャリッジを１ライン分移動させてステップＳ１３に戻って次のラインで道のり全長ＬＭＴの計算を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ１７では、各ＡＦラインにおけるＬＭＴを合計してＬＭＴＴを求め、レンズキャリッジ４０の位置と共に制御装置３のメモリに記憶する。
【００４８】
次にステップＳ１８では、レンズキャリッジ４０の位置が正の方向で限界の位置、本実施例では３．０mmの位置にあるかどうかを判断し、限界の位置にあればステップＳ２０に進み、そうでなければステップＳ１９でレンズキャリッジ４０を正の方向へ所定のピッチ、本実施例では０．５mm移動させ、ステップＳ１２に戻って道のり全長ＬＭＴの合計値ＬＭＴＴの計算を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ２０では、制御装置３のメモリに記憶されたＬＭＴＴの値が最大となるときのレンズキャリッジ４０の位置を求める。ステップＳ２１ではステップＳ２０で求めた位置にレンズキャリッジ４０を移動させて、フォーカスの調整が完了する。
【００５０】
図７は、自然画の原稿について上記のようにして副走査方向に１０ラインで主走査方向に６４０の点からなるＡＦラインを読み取った場合の、レンズキャリッジ４０の移動距離に応じた、ＬＭＴＴの値と、８ｌｐ／mm（１mm間に８ラインペアを含む）のラダーチャートを読み取り汎用評価試験を行って求めたＭＴＦ値とを比較したものである。ＭＴＦ値は、ラダーチャートを読み取った信号の最大値Ｓmaxと最小値Ｓminとから、下記の式（６）で求められる。
【００５１】
【数５】
図７に示すように、ＬＭＴＴ値のグラフとＭＴＦ値のグラフは同様なグラフ波形となっており、ピーク位置の誤差は０．５mmであった。ＬＭＴＴ値のピーク位置におけるＭＴＦ値はＭＴＦ値の最大値にほぼ等しいため、ＬＭＴＴ値のピーク位置を検出することにより、ほぼフォーカスの合う位置を検出することができるということがわかる。
【００５３】
（第３実施例）
第２実施例では、連続した複数のＡＦラインを読み取ってフォーカスを調整したが、間隔を開けて複数のＡＦラインを読み取ってフォーカスを調整することもできる。
【００５４】
本発明の第３実施例では、第２実施例における１０ラインのＡＦラインのうち、奇数ラインを読み取ることにより、１ラインおきに５つのＡＦラインを読み取っているため、読み取り時間を短縮しながら、１０ライン分に近い読み取り範囲を確保している。
【００５５】
図８は、自然画の原稿について副走査方向１ラインおきに５ライン、主走査方向に６４０の点からなるＡＦラインを読み取った場合のレンズキャリッジ４０の移動距離に応じたＬＭＴＴの値と、８ｌｐ／mm（１mm間に８ラインペアを含む）のラダーチャートを読み取り汎用評価試験を行って求めたＭＴＦ値とを比較したものである。
【００５６】
第２実施例と同様に、ＬＭＴＴ値のグラフとＭＴＦ値のグラフは同様なグラフ波形となっており、ピーク位置の誤差は０．５mmであった。ＬＭＴＴ値のピーク位置におけるＭＴＦ値はＭＴＦ値の最大値にほぼ等しいため、ＬＭＴＴ値のピーク位置を検出することにより、ほぼフォーカスの合う位置を検出することができるということがわかる。したがって、第２実施例と比べて読み取りラインの数を減らすことによりフォーカス調整にかかる時間を短縮しながら、第２実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（第４実施例）
第１〜第３実施例では、レンズキャリッジ４０を光路長が最も長くなる位置から最も短くなる位置まで所定のピッチで移動させて、それぞれの位置で原稿を読み取って道のり全長ＬＭＴまたは道のり全長の複数のラインにおける合計ＬＭＴＴを計算し、その中からＬＭＴまたはＬＭＴＴが最大になる位置を検出している。例えば、上記の例のように、レンズキャリッジ４０を基準の位置に対して−３．０mmの位置から３．０mmの位置まで０．５mmのピッチで移動させた場合には、１３回の読み取りおよび計算が必要である。
【００５８】
本発明の第４実施例では、図９に示すように、まずレンズキャリッジ４０を基準の位置に対して−３．０mmの位置から３．０mmの位置までを１．５mmのピッチで粗く移動させて▲１▼〜▲５▼の５つの位置で読み取りおよび計算を行う。次に、▲１▼〜▲５▼の５つの位置の中でＬＭＴＴの計算値が最も大きい位置と、その両隣のうち計算値が大きい位置を検出する。図１０に示す例では、▲３▼と▲４▼が検出される。そして、レンズキャリッジ４０を▲３▼と▲４▼との間の位置を０．５mmのピッチで細かく移動させて▲６▼と▲７▼の位置で読み取りおよび計算を行う。そして▲３▼、▲４▼、▲６▼および▲７▼の中でＬＭＴＴが最大となる位置、図９に示す例では▲６▼の位置が全体の中でＬＭＴＴが最大となる位置になる。したがって、７回の読み取りでフォーカスの合う位置を０．５mmのピッチで検出することができる。このようにして、第１〜第３実施例よりも、道のりが最大になる位置を検出するまでに原稿を読み取る回数および計算回数を低減することができる。したがって、フォーカスを調整するのに必要な時間を短縮することができる。
【００５９】
上記の複数の実施例では読み取り値の道のり長さ全長を計算して、その計算値が最大値となるときにフォーカスが合っていると判断したが、隣接する読み取り位置における読み取り値の差の絶対値の合計を計算した値によりコントラストの大きさを求め、コントラストが最大となるときにフォーカスが合っていると判断する方法など、他の方法により合焦の度合い示す値を算出する場合でも、本発明は同様の効果を得ることができる。
【００６０】
以上述べたフォーカス調整によれば、原稿ガラス面から離れた位置にもフォーカスを合わせることができ、最適な画像読み取りが可能となる。
【００６１】
また、原稿から集光レンズまでの光路長が変わっても画像の読み取り範囲を同一にすることができるため、例えば、意図的にフォーカスをずらして、ぼやけた画像として読み取りたい際にも、フォーカスの調整されたピントの合った画像と同一範囲の画像を読み取ることができる。
【００６２】
また、上記の実施例では原稿ガラス１１の上に反射原稿を置いて原稿ガラス１１の下側の光源２１から原稿を照射する画像読み取り装置について説明したが、原稿ガラスの上側から透過原稿を照射する画像読み取り装置においても本発明は同様の効果を得ることができる。例えば、ネガフィルム等のフィルム８２のような透過原稿を図１０に示すようなフィルムホルダ８１等によって保持し、原稿ガラス面から離れた位置にフィルム８２が置かれた場合にも、本発明を適用できるのはもちろんのことである。
【００６３】
従来のフラットベッドスキャナで透過原稿のフィルム８２を読み取る際には、フォーカスを合わせるために原稿ガラス面に直接フィルム８２をセットしなければならなかった。そのため、フィルム８２と原稿ガラスとの間で光源の照射光による干渉が生じて、干渉縞（いわゆるニュートンリング）が発生してしまい読み取り画像の品質が劣化するという問題があった。また、フィルム面と原稿ガラス面とが接触して擦れるため、埃などによってフィルム８２に傷をつけてしまうという問題もあった。本発明によれば、フィルムホルダ８１等を採用することにより、上述の問題も解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の画像読み取り装置においてレンズキャリッジを移動させたときの読み取り位置のずれを説明する模式図である。
【図２】本発明の第１実施例による画像読み取り装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例による原稿上のフォーカス位置指定画面の例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例によりラインセンサでＡＦライン上を読み取った出力値から道のりを求める説明図である。
【図５】本発明の第１実施例によりフォーカスを調整する方法のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第２実施例によりフォーカスを調整する方法のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の第２実施例によるキャリッジの移動距離とＬＭＴＴ値およびＭＴＦ値との関係を示す特性図である。
【図８】本発明の第３実施例によるキャリッジの移動距離とＬＭＴＴ値およびＭＴＦ値との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第４実施例によりフォーカスの合う位置を求める方法を説明する模式図である。
【図１０】本発明実施例により透過原稿のフィルムを読み取る場合に用いるフィルムホルダの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ データ検出部
３ 制御装置
４ インターフェイス
１１ 原稿ガラス
２０ 第１キャリッジ
２１ 光源
３０ 第２キャリッジ
４０ レンズキャリッジ
４１ ラインセンサ
４２ 集光レンズ
１００ 画像読み取り装置
２００ パソコン
Claims (3)
- 原稿からの光を集光する集光レンズと、前記集光レンズからの光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなるラインセンサとを備える画像読み取り装置であって、
前記原稿と前記集光レンズとの間の光路長を調整可能な光路長調整手段と、
前記光路長に応じて読み取りに用いる前記ラインセンサの前記光電変換素子の位置を補正する手段とを備えることを特徴とする画像読み取り装置。 - 前記原稿を前記ラインセンサの補正後の位置の光電変換素子により読み取り、複数の前記光路長で合焦の度合いを示す値を計算する手段と、
前記合焦の度合いを示す値の合計が最大になるように前記光路長調整手段に指令を出す制御装置とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像読み取り装置。 - 集光レンズにより原稿からの光を集光し、複数の光電変換素子からなるラインセンサにより前記集光レンズからの光を電気信号に変換する画像読み取り装置のフォーカス調整方法であって、
ａ）前記集光レンズと前記原稿との間の光路長を調整する工程と、
ｂ）前記光路長に応じて読み取りに用いる前記ラインセンサの光電変換素子の位置を補正する工程と、
ｃ）前記ラインセンサの補正後の位置の光電変換素子により原稿を読み取り、合焦の度合いを示す値を計算する工程と、
ｄ）複数の光路長で前記ａ）、ｂ）、ｃ）工程を繰り返す工程と、
ｅ）前記合焦の度合いを示す値が最大となる光路長を求める工程と、
ｆ）前記集光レンズと前記原稿との間の光路長を前記ｅ）工程で求めた光路長にする工程と、
を含むことを特徴とする画像読み取り装置のフォーカス調整方法。
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