JP3813703B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、写真フィルムなどの読み取り対象画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からのＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサを使用した平面走査型画像読取装置の概略構成を図６に示す。図６に示すように平面走査型画像読取装置では読み取り対象画像である原稿１は原稿台２に載置されている。そして、照明ランプ１０から照射された光が原稿１を透過して原稿台２の下方に設けられているミラー１１によって反射し、レンズ１２を介してＣＣＤラインセンサ１３に導かれている。
【０００３】
図６においてＣＣＤラインセンサ１３は、複数の画素が１次元的に配列されており、その配列方向は紙面に対して垂直な方向（Ｘで示す方向）となっている。従って、ＣＣＤラインセンサ１３では原稿１の１ライン分の画像を読み取ることが可能となっている。
【０００４】
また、原稿台２は、図示しない原稿台２の駆動手段によって副走査方向Ｙに移動する。そして原稿台２の副走査方向Ｙへの移動によって原稿１の画像の全体がＣＣＤラインセンサ１３によって読み取られることとなる。
【０００５】
ところで、ＣＣＤのような固体撮像素子は、入射する光量と電荷の蓄積時間とに応じてその出力が変化する。このような関係を図７に示す。図７に示すように、「光量×蓄積時間」が増加するに伴って、出力はある一定のレベルＬＶ３まで比例して増加する。しかし、出力が一定のレベルＬＶ３に到達すると出力は飽和し、入射する光量を大きくしたり、電荷の蓄積時間を長くしてもそれ以上出力は増加しないという特性を有している。また、固体撮像素子の出力には暗電流によるオフセットレベルＬＶ１が含まれているため、このような固体撮像素子のダイナミックレンジはオフセットレベルＬＶ１からレベルＬＶ３となる。
【０００６】
このような装置において、原稿１を読み取る場合は、ＣＣＤラインセンサ１３が１ライン分の画像を読み取る時間間隔（以下、「リードゲートパルス間隔」という）毎に、原稿１を副走査方向Ｙに読み取られた１画素（１ライン）に対応するだけ移動するように構成されている。図８は、このような従来の画像の読み取りを説明するための図である。ＣＣＤラインセンサ１３が、上記のようにして原稿１を読み取ると、図８に示す１ライン目、２ライン目、３ライン目という順で順序に読み取られていく。そして、副走査方向Ｙの１ラインの幅は、ＣＣＤラインセンサ１３が１回で読み取る読み取り幅である。
【０００７】
そして、原稿１を高品質に読み取る場合は、ＣＣＤラインセンサ１３をペルチェ素子などを使用して冷却することにより、暗電流を低減し、ノイズレベルであるオフセットレベルをレベルＬＶ１からレベルＬＶ２まで低減させている（図７参照）。これにより、ＣＣＤラインセンサ１３の出力で得られるダイナミックレンジを拡大することができるとともに、Ｓ／Ｎ比を向上することができるので高品質な画像を読み取ることが可能となっている。
【０００８】
また、原稿１を高速に読み取る場合は、原稿１に照射する照明ランプ１０の輝度あるいは照度を可能な限り強くした状態で、ＣＣＤラインセンサ１３のリードゲートパルス間隔を短く設定することで高速化を図ってきた。
【０００９】
さらに、従来においては、ノイズの低減を図るために複数の読み取りライン間で加重平均が行われることもある。例えば、図８に示す２ライン目の画像データのノイズ成分を除去するために、１ライン目、２ライン目、３ライン目の画像データに対してそれぞれ「０．２５」，「０．５」，「０．２５」を重み付け係数として割り当て、加重平均をとることにより、副走査方向Ｙのノイズ成分を除去している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の方法で高品質な画像の読み取りを行う場合は、ペルチェ素子などの高価な部品を使用する必要がある。
【００１１】
また、従来の方法で高速に読み取りを行う場合は、輝度あるいは照度を一定以上強くするために高価な棒状ハロゲンランプなどが使用されるため、コストを上昇させる要因となっている。そして、コストの上昇を抑えるために、輝度あるいは照度を強くすることなくリードゲートパルス間隔を短くすることも行われるが、このような装置では、Ｓ／Ｎ比が悪いため画質を犠牲にしながらも、高速読み取りを行うこととなっている。
【００１２】
また、このような従来の装置では、光学系から混入する迷光などによるフレア成分を除去するためにＣＣＤラインセンサ１３の各画素ごとにスリットを設けていたが、スリットによってフレア成分を除去する場合、光学系の倍率を変更するとそれに伴ってスリットを変更する必要があり、コストを上昇させる要因となっている。
【００１３】
さらに、従来のようなノイズの低減を図るために複数の読み取りライン間で加重平均が行った場合は、３ライン分の画像データが加重平均されるため、本来の読み取り解像度が低下するという問題が生じる。
【００１４】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、コスト上昇を招くことなく高品質な画像読み取りを行う画像読取装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、読み取り対象画像からの光を可変の投影倍率で撮像手段に投影する光学系と、前記光学系からの光を受光することによって該読み取り対象画像を画素ごとに読み取る、主走査方向に配列された複数の読み取り画素を有する撮像手段と、前記読み取り対象画像を、前記撮像手段に対して、前記主走査方向に交差する副走査方向に、相対的に移動させる移動手段と、を備えることによって前記読み取り対象画像全体を画素ごとに読み取る画像読取装置であって、前記読み取り対象画像を前記撮像手段で読み取る際の解像度を前記光学系の投影倍率を変更することによって調整する解像度調整手段と、指定された解像度よりも高い解像度に設定するように解像度調整手段を制御する制御手段と、前記撮像手段において得られる指定された解像度よりも高い解像度の画像データに対して、前記主走査方向に隣接する複数の画素データ間で平均化処理を施す主走査方向平均化手段と、を備え、前記解像度調整手段は、前記撮像手段の前記読み取り対象画像の投影倍率が、指定された解像度によって決定される投影倍率よりも大きくなるように、かつ、前記読み取り対象画像の一部領域がｎ個（ｎは２以上の任意の整数）の読み取り画素に投影されるように、前記光学系を制御する手段を含み、前記主走査方向平均化手段は、前記ｎ個の読み取り画素から出力される画素データを平均化することで前記ｎ個の読み取り画素に対して割り当てられた前記一部領域の画素データを前記指定された解像度で得る手段であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記解像度調整手段が、前記撮像手段に対する前記読み取り対象画像の前記副走査方向の移動速度が、指定された解像度によって決定される速度よりも小さくなるように前記移動手段を制御する手段を含むとともに、前記撮像手段において得られる指定された解像度よりも高い解像度の画像データに対して、前記副走査方向に隣接する複数の画像データ間で平均化処理を施す副走査方向平均化手段をさらに備えるものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の装置において、前記読み取り対象画像の読み取りの際の読み取りモードを設定入力する入力手段をさらに備え、前記入力手段から入力する読み取りモードに応じて、前記主走査方向平均化手段及び前記副走査方向平均化手段のいずれか一方、若しくは双方を機能させることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜１．装置の構成＞
図１は、この発明の実施の形態である画像読取装置１００を示す概略構成図である。図１に示すように、この画像読取装置では読み取り対象画像であるカラーフィルムや印刷物等の原稿１は原稿台２に載置されており、照明ランプ１０から照射された光が原稿１を透過した後、又は照明ランプ１０ａ，１０ｂから照射された光が原稿１で反射した後に、原稿台２の下方に設けられているミラー１１によって反射し、レンズ１２を介してＣＣＤラインセンサ１３に導かれている。
【００２２】
図１においてＣＣＤラインセンサ１３は、複数の画素が１次元的に配列されており、その配列方向は紙面に対して垂直な方向となっている。以下、このＣＣＤラインセンサ１３の複数の画素の配列方向を主走査方向Ｘという。従って、ＣＣＤラインセンサ１３では原稿１の１ライン分の画像を読み取ることが可能となっている。
【００２３】
また、原稿台２は、支持部３によって支持されており、この支持部３は副走査駆動ベルト４に接続されている。そして、副走査方向駆動モータ５が副走査制御部２３の駆動信号に基づいて動作することにより、副走査駆動ベルト４が副走査方向Ｙに沿って移動する。従って、この副走査駆動ベルト４の移動に伴って、原稿台２が副走査方向Ｙに移動する。なお、副走査方向駆動モータ５の回転を逆方向にすることにより、原稿台２は逆方向に移動する。そして原稿台２の副走査方向Ｙへの移動によって原稿１の画像の全体がＣＣＤラインセンサ１３によって読み取られることとなる。
【００２４】
一方、レンズ１２は、倍率制御部２１に接続されており、この倍率制御部２１によってＣＣＤラインセンサ１３に結像する倍率を変更することができるように構成されている。また、ＣＣＤラインセンサ１３は、ＣＣＤ制御部２２に接続されており、ＣＣＤ制御部２２からのリードゲートパルス間隔に応じて読み取った画像をＣＣＤ制御部２２に出力する。
【００２５】
ＣＣＤ制御部２２は、ＣＣＤラインセンサ１３から得られた画像データをＡ／Ｄ変換器２４に対して画素ごとに出力する。そして、Ａ／Ｄ変換器２４は、ＣＣＤ制御部２２から得られたアナログの画像データをディジタル値に変換し、得られたディジタルの画像データをシェーディング補正部２５に対して出力する。シェーディング補正部２５では、ＣＣＤラインセンサ１３を構成する画素ごとの値のばらつきを補正する。そして、シェーディング補正された画像データは、画像処理部２６に送られる。画像処理部２６は、画像メモリ２９に対して画像データを格納しておくことが可能なように構成されており、主走査方向Ｘ又は副走査方向Ｙについて隣接する複数の画素間で平均化処理を行って、画像メモリ２９に平均化した画像データを格納する。また、画像処理部２６において平均化処理が施された画像データは、ＦＩＦＯメモリ２７に送られる。そして、ＦＩＦＯメモリ２７に格納された画像データは、インタフェース２８を介してホストコンピュータ２００等の外部機器に送られる。インタフェース２８は、画像読取装置１００がホストコンピュータ２００等の外部機器とのデータを受渡する部分である。
【００２６】
さらに、これらの倍率制御部２１，ＣＣＤ制御部２２，副走査制御部２３，Ａ／Ｄ変換器２４，シェーディング補正部２５，画像処理部２６，ＦＩＦＯメモリ２７，インタフェース２８はそれぞれデータバスを介してＣＰＵ２０に接続されており、ＣＰＵ２０からの制御信号に基づいて信号伝達や各部における処理を行うように構成されている。
【００２７】
従って、ＣＰＵ２０は、主走査方向Ｘについての読み取り解像度を決定すると、倍率制御部２１に対して設定すべき倍率を伝達し、主走査方向ＸについてＣＣＤラインセンサ１３に投影される解像度を制御することが可能となっている。また、ＣＰＵ２０は、副走査方向Ｙについての読み取り解像度を決定すると、副走査制御部２３に対して設定すべき原稿台の送り速度を伝達するとともに、設定すべきリードゲートパルス間隔をＣＣＤ制御部２２に伝達する。これにより、リードゲートパルス間隔と原稿台２の送り速度とを制御することが可能となり、副走査方向ＹについてＣＣＤラインセンサ１３に投影される解像度を制御することが可能となっている。
【００２８】
上記のような構成において、ＣＰＵ２０がホストコンピュータ２００から読み取り条件や指示を受け取ると、原稿１の読み取り解像度を主走査方向Ｘと副走査方向Ｙのそれぞれについて独立に求める。そして、ＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の倍率を導き、倍率制御部２１に対して制御信号を出力する。
【００２９】
＜２．第１の実施の形態＞
第１の実施の形態は、上記構成において、原稿１の副走査方向Ｙの送り速度を制御して、ＣＣＤラインセンサ１３が１ライン分の画像を読み取る間に原稿１が進む距離をＣＣＤラインセンサ１３の１画素の大きさよりも小さくなるように設定し、複数のライン分の画像データを画素ごとに副走査方向Ｙに平均化またはこれに相当する演算を行うことでノイズの少ない高品質な画像を得ることができるように実現したものである。
【００３０】
図１に示したＣＰＵ２０が、ホストコンピュータ２００から読み取り解像度を含む読み取り条件を受け取ると、ＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の倍率が入力した読み取り解像度の示す大きさになるように倍率制御部２１に対して設定倍率を出力する。そして、倍率制御部２１は、ＣＰＵ２０からの設定倍率を受け取ると、レンズ１２を光軸方向に操作してＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の像の大きさを調整する。そして、この状態でシェーディング補正部２５においてシェーディング補正を行うために必要となるシェーディングデータの収集を行う。シェーディング補正部２５では、このようにして得られたシェーディングデータを用いて画素ごとに得られる画像データを逐次シェーディング補正する。
【００３１】
続いて、ＣＰＵ２０は、副走査制御部２３に対して原稿１の副走査方向Ｙへの送り速度として、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、例えば、１／２画素（１／２ライン）に対応するだけ移動させるように設定する。そして、この場合、ＣＣＤラインセンサ１３に与えられるリードゲートパルス間隔は、各画素が飽和しない範囲内で十分に長くとることが望ましい。
【００３２】
そして、ＣＰＵ２０は、任意の画素について副走査方向Ｙについて２回の読み取りによって得られたデータを平均化するように画像処理部２６に対して命令する。そして、原稿１の読み取りが開始され、画像処理部２６は、ＣＰＵ２０からの命令に応じて副走査方向Ｙについて平均化処理を行う。
【００３３】
図２は、第１の実施の形態の画像の読み取りを示す図である。図２に示す原稿１の領域ＲＬ１，ＲＬ２が１ライン目の読み取り領域に相当する。図２に示す例では、リードゲートパルス間隔当たり、副走査方向Ｙに原稿が１／２画素（１／２ライン）進んでいる。従って、２ライン目は、図２に示す原稿１の領域ＲＬ２，ＲＬ３を読み取ることになる。以下、同様に、ＣＣＤラインセンサ１３が１ラインの読み取りを行うと原稿１は１／２画素（１／２ライン）進む。故に、原稿１に示す各領域ＲＬ１，ＲＬ２，…，ＲＬ６は副走査方向Ｙには同じ幅となっており、ＣＣＤラインセンサ１３が読み取る１ライン分の幅の「１／２」となっている。
【００３４】
そして、画像処理部２６においては、図２に示す１ラインと２ラインとで各画素ごとに単純平均の平均化処理が行われる。ここで、原稿の領域ＲＬ２は１ラインと２ラインとの双方で読み取られる領域であるが、領域ＲＬ１，ＲＬ３は、いずれか一方のラインのみによって読み取られる領域である。このため、上記のような平均化処理を行うことによって従来行っていたような加重平均の処理を１／２ライン幅で実施することが可能となる。また、このような平均化処理によって得られる画像の解像度についても１．５ライン幅となり、図８に示した従来の３ライン幅に比して高い解像度となっている。なお、上記の平均化処理は、単純平均に限るものではなく、加重平均などでも良い。
【００３５】
このように、画像処理部２６においては１ラインと２ラインの平均化処理、３ラインと４ラインの平均化処理、５ラインと６ラインの平均化処理というように２ライン間の平均化処理が順次に行われていく。これにより、副走査方向Ｙのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００３６】
この第１の実施の形態について、簡単にまとめると、原稿１の副走査方向Ｙへの送り速度を遅く設定することにより、本来読みとるべき解像度よりも副走査方向Ｙについては高い解像度で読み取りを行うように設定する。そして、本来読みとるべき解像度よりも高い解像度で読み取った画像データに対して複数のライン間で画素ごとに平均化処理を施すことにより、副走査方向Ｙのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００３７】
また、このような処理は、リードゲートパルス間隔が従来と同じ間隔であり、副走査方向Ｙについての原稿の送り速度が「１／２」になることから、原稿全体を読み取る時間は従来に比して２倍かかることとなる。しかし、上記のように、ペルチェ素子などの高価な部品を必要とせずにノイズの低減を行うことができ、コスト上昇を招くことなく高品質な画像読み取りを行うことが可能となる。また、平均化処理についても１．５ライン幅で平均化処理を行うことができるため、従来の３ライン幅の加重平均に比して、読み取り解像度を高く保つことが可能となっている。
【００３８】
なお、上記説明においては、副走査方向Ｙの送り速度を、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、１／２画素（１／２ライン）に対応するだけ移動させることについて説明したが、これは単なる一例であって、これに限定するものではない。すなわち、一般的に表現すると、ｎを任意の整数として、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、１／ｎ画素（１／ｎライン）に対応するだけ移動させるように設定し、平均化処理の際に、各画素ごとにｎライン間の平均化処理を順次に行えば良い。これにより、ｎの値に応じた副走査方向Ｙのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００３９】
そして、上記のようにして、得られた画像データをＣＰＵ２０からの命令に応じてＦＩＦＯメモリ２７，インタフェース２８を介してホストコンピュータ２００等の外部機器に出力される。
【００４０】
＜３．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、ＣＣＤラインセンサ１３に与えられる１ライン周期のリードゲートパルス間隔を高速に読み取るために必要とする間隔に設定し、かつ、ＣＣＤラインセンサ１３に投影される倍率を調整して、従来１画素で読み取っていた原稿領域を複数の画素で読み取るように設定するとともに、これら複数の画素について得られた画像データを平均化またはこれに相当する演算を行うことで、原稿を高速に読み取るとともに、ノイズが少なく、さらにはフレア成分の少ない高品質な画像を得ることができるように実現したものである。
【００４１】
図１に示したＣＰＵ２０が、ホストコンピュータ２００から読み取り解像度を含む読み取り条件を受け取ると、ＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の倍率が入力した読み取り解像度の示す大きさの例えば「１／２」倍になるように倍率制御部２１に対して設定倍率を出力する。
【００４２】
例えば、ホストコンピュータ２００から送られてきた読み取り解像度が、図３（ａ）に示すように原稿の読み取り領域ＲをＣＣＤラインセンサの１画素で読み取りを行うことを示している場合について説明する。この場合、ＣＰＵ２０は、図３（ｂ）に示すように、原稿の読み取り領域ＲをＣＣＤラインセンサの２画素Ｐ２，Ｐ３で読み取りを行うように設定倍率を調整する。すなわち、本来ホストコンピュータ２００から送られてきた解像度の示す読み取り領域の大きさの「１／２」が１画素に対して割り当てられることとなる。従って、ＣＣＤラインセンサの主走査方向Ｘに隣接する２画素によって、本来の読み取り解像度において１画素が読み取る領域を読み取っていることとなる。
【００４３】
そして、倍率制御部２１は、ＣＰＵ２０からの上記のような設定倍率を受け取ると、レンズ１２を光軸方向に操作してＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の倍率を調整する。そして、この状態でシェーディング補正部２５においてシェーディング補正を行うために必要となるシェーディングデータの収集を行う。シェーディング補正部２５では、このようにして得られたシェーディングデータを用いて画素ごとに得られる画像データを逐次シェーディング補正する。
【００４４】
続いて、ＣＰＵ２０は、副走査制御部２３に対して原稿１の副走査方向Ｙへの送り速度として、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、例えば、１画素（１ライン）に対応するだけ移動させるように設定する。また、ＣＣＤラインセンサ１３に与えられるリードゲートパルス間隔は、高速読み取りのために必要とされる間隔（例えば、従来の「１／２」となるような間隔）を設定すれば良い。これにより、この実施の形態においては、原稿１の読み取る際の時間を短くすることが可能となる。
【００４５】
そして、ＣＰＵ２０は、主走査方向Ｘについて隣接する２画素の読み取りデータを平均化するように画像処理部２６に対して命令する。これにより、画像処理部２６は、２画素間で平均化処理を行う。例えば、図３（ｂ）に示すような場合は、画素Ｐ２と画素Ｐ３によって得られるデータを平均化することができ、ノイズ成分の低減を行うことができる。また、平均化される領域は、本来の読み取り解像度の示す領域内での平均化であるため、得られる解像度は本来の読み取り解像度に等しいものとなる。従って、解像度の低下を招くことなくノイズ成分を低減することが可能となる。
【００４６】
また、このように２画素間で平均化処理を行っているので、上記のようにリードゲートパルス間隔を、高速読み取りのために必要とされる短い間隔（例えば、従来の「１／２」となるような間隔）に設定しても、ノイズ成分の少ない高品質な画像を得ることができ、高価な棒状ハロゲンランプなどを使用する必要がないのでコストの上昇を招くことなく高速読み取りを行うことが可能となる。
【００４７】
このように、画像処理部２６においては１画素目と２画素目の平均化処理、３画素目と４画素目の平均化処理、５画素目と６画素目の平均化処理というように２画素間の平均化処理が順次に行われていく。これにより、主走査方向Ｘのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００４８】
ここで、原稿１の倍率が変化することによって変動しないフレア成分は、原稿１の任意の読み取り領域を１画素で読み取る場合でも、２画素で読み取る場合でもその読み取り領域に含まれるフレア成分は変わらない。従って、この実施の形態のように、原稿１の読み取り領域を２画素で読み取って得られた２個の画像データに対して平均化処理を施すことによって１個の画像データに縮小することにより、フレア成分を低減することが可能となる。
【００４９】
この第２の実施の形態について、簡単にまとめると、主走査方向Ｘについて、本来１画素で読み取るべき原稿１の領域を倍率調整することによって２画素で読み取り、得られた２個の画像データを平均化することによって主走査方向Ｘのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができるとともに、フレア成分の除去を行うことができる。
【００５０】
また、２画素間の平均化処理により、リードゲートパルス間隔を高速読み取りのために必要とされる短い間隔（例えば、従来の「１／２」となるような間隔）に設定したことによるＳ／Ｎ比の低下を解消することができる。従って、高価な棒状ハロゲンランプなどを使用することなく、ノイズ成分の低減された高速読み取りが可能となる。
【００５１】
なお、上記説明においては、一例として、主走査方向Ｘにおいてホストコンピュータ２００から送られてきた解像度の示す読み取り領域の大きさの「１／２」が１画素に対して割り当てられることについて説明したが、これに限定するものではない。すなわち、一般的に表現すると、ｎを任意の整数として、本来１画素で読み取るべき領域をｎ画素で読み取り、得られたｎ個の画像データに対して平均化処理を順次に行えば良い。これにより、ｎの値に応じた主走査方向Ｘのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００５２】
そして、上記のようにして、得られた画像データをＣＰＵ２０からの命令に応じてＦＩＦＯメモリ２７，インタフェース２８を介してホストコンピュータ２００等の外部機器に出力される。
【００５３】
＜４．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態は、第１の実施の形態と第２の実施の形態で説明した副走査方向Ｙと主走査方向Ｘとの２方向についてのノイズ低減処理を混合したものである。
【００５４】
すなわち、原稿１の副走査方向Ｙの送り速度を制御して、ＣＣＤラインセンサ１３が１ライン分の画像を読み取る間に原稿１が進む距離をＣＣＤラインセンサ１３の１画素の大きさ（１ライン分の読み取り幅）よりも小さくなるように設定するとともに、ＣＣＤラインセンサ１３に投影される倍率を調整して本来１画素で読み取るべき原稿領域を複数の画素で読み取るように設定し、主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙについての複数の画素について得られた画像データを平均化またはこれに相当する演算を行うことで、ノイズが少なく、さらにはフレア成分の少ない高品質な画像を得ることができるように実現したものである。
【００５５】
図１に示したＣＰＵ２０が、ホストコンピュータ２００から読み取り解像度を含む読み取り条件を受け取ると、ＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の倍率が入力した読み取り解像度の示す大きさの例えば「１／２」になるように倍率制御部２１に対して設定倍率を出力する。そして、倍率制御部２１は、ＣＰＵ２０からの設定倍率を受け取ると、レンズ１２を光軸方向に操作してＣＣＤラインセンサ１３に投影される原稿１の像の大きさを調整する。
【００５６】
例えば、ホストコンピュータ２００から送られてきた読み取り解像度が、図３（ａ）に示すように原稿の読み取り領域ＲをＣＣＤラインセンサの１画素で読み取りを行うことを示している場合について説明する。この場合、ＣＰＵ２０は、図３（ｂ）に示すように、原稿の読み取り領域ＲをＣＣＤラインセンサの２画素Ｐ２，Ｐ３で読み取りを行うように設定倍率を調整する。すなわち、本来ホストコンピュータ２００から送られてきた解像度の示す読み取り領域の大きさの「１／２」が１画素に対して割り当てられることとなる。従って、ＣＣＤラインセンサの主走査方向Ｘに隣接する２画素によって、本来の読み取り解像度において１画素が読み取る領域を読み取っていることとなる。そして、この状態でシェーディング補正部２５においてシェーディング補正を行うために必要となるシェーディングデータの収集を行う。シェーディング補正部２５では、このようにして得られたシェーディングデータを用いて画素ごとに得られる画像データを逐次シェーディング補正する。
【００５７】
続いて、ＣＰＵ２０は、副走査制御部２３に対して原稿１の副走査方向Ｙへの送り速度として、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、例えば、１／２画素（１／２ライン）に対応するだけ移動させるように設定する。そして、この場合、ＣＣＤラインセンサ１３に与えられるリードゲートパルス間隔は、第１の実施の形態で説明した間隔の「１／２」に設定する。
【００５８】
図４は、第３の実施の形態の画像の読み取りを示す図である。上記のように、この実施の形態の場合、本来ホストコンピュータ２００から送られてきた解像度の示す読み取り領域の大きさの「１／２」が１画素に対して割り当てられているため、図４に示す原稿１の領域ＲＬ１が１ライン目の読み取り領域に相当する。図４に示す例では、リードゲートパルス間隔当たり、副走査方向Ｙに原稿が１／２画素（１／２ライン）進んでいる。従って、２ライン目は、図４に示す原稿１の領域ＲＬ２を読み取ることになる。以下、同様に、ＣＣＤラインセンサ１３が１ラインの読み取りを行うと原稿１は１／２画素（１／２ライン）進む。故に、原稿１に示す各領域ＲＬ１，ＲＬ２，…，ＲＬ６は副走査方向Ｙには同じ幅となっており、ＣＣＤラインセンサ１３が読み取る１ライン分の幅の「１／２」となっている。
【００５９】
また、ＣＰＵ２０は、主走査方向Ｘに隣接する２画素分の画像データと、副走査方向Ｙに２回の読み取りによって得られた画像データとの４個の画像データを平均化するように画像処理部２６に対して命令する。
【００６０】
そして、画像処理部２６においては、図４に示す１ラインと２ラインとで各画素ごとに単純平均の平均化処理が行われる。ここで、図４に示す１ラインと２ラインとを合わせた幅は、本来のホストコンピュータ２００から送られてきた解像度の示す１ライン幅に相当する。従って、このような２ライン間での平均化処理によって得られる画像の解像度についても１ライン幅となり、解像度を低下させることなくノイズ成分を除去することが可能となっている。
【００６１】
このように、画像処理部２６においては図４に示す１ラインと２ラインの平均化処理、３ラインと４ラインの平均化処理、５ラインと６ラインの平均化処理というように２ライン間の平均化処理が順次に行われるとともに、主走査方向Ｘについても隣接する２画素ごとに平均化処理を行うため、主走査方向Ｘと副走査方向Ｙとの２方向についてのノイズ成分を除去することが可能となっている。
【００６２】
なお、この実施の形態においても、原稿１の倍率が変化することによって変動しないフレア成分は、原稿１の任意の読み取り領域を１画素で読み取る場合でも、２画素で読み取る場合でもその読み取り領域に含まれるフレア成分は変わらない。従って、この実施の形態のように、原稿１の読み取り領域を２×２の４画素で読み取って得られた４個の画像データに対して平均化処理を施すことによって１個の画像データに縮小することにより、フレア成分を低減することが可能となる。
【００６３】
この第３の実施の形態について、簡単にまとめると、原稿１の副走査方向Ｙへの送り量を例えば１／２ラインというように設定することにより、本来読みとるべき解像度よりも副走査方向Ｙについては高い解像度で読み取りを行うように設定する。また、主走査方向Ｘについて、本来１画素で読み取るべき原稿１の領域を倍率調整することによって２画素で読み取ることにより、本来読みとるべき解像度よりも主走査方向Ｘについても高い解像度で読み取りを行うように設定する。そして、主走査方向Ｘと副走査方向Ｙとの２方向について本来読みとるべき解像度よりも高い解像度で読み取った画像データに対して複数の画素間で平均化処理を施すことにより、主走査方向Ｘと副走査方向Ｙとの２方向についてノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００６４】
また、本来１画素で読み取るべき原稿１の領域を倍率調整することによって２画素で読み取り、得られた画像データを平均化することによってフレア成分の除去を行うこともできる。
【００６５】
なお、上記説明においては、一例として、主走査方向Ｘにおいてホストコンピュータ２００から送られてきた解像度の示す読み取り領域の大きさの「１／２」が１画素に対して割り当てられることについて説明したが、これに限定するものではない。すなわち、一般的に表現すると、ｎを任意の整数として、本来１画素で読み取るべき領域をｎ画素で読み取り、得られたｎ個の画像データに対して平均化処理を順次に行えば良い。これにより、ｎの値に応じた主走査方向Ｘのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００６６】
また、副走査方向Ｙの送り速度を、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、１／２画素（１／２ライン）に対応するだけ移動させることについて説明したが、これも単なる一例であって、これに限定するものではない。すなわち、ｎを任意の整数として、１ライン周期のリードゲートパルス間隔当たり、１／ｎ画素（１／ｎライン）に対応するだけ移動させるように設定し、平均化処理の際に、各画素ごとにｎライン間の平均化処理を順次に行えば良い。これにより、ｎの値に応じた副走査方向Ｙのノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００６７】
そして、上記のようにして、得られた画像データをＣＰＵ２０からの命令に応じてＦＩＦＯメモリ２７，インタフェース２８を介してホストコンピュータ２００等の外部機器に出力される。
【００６８】
＜５．その他＞
上記の第１，第２，第３の実施の形態の内容を対比させて説明する。図５は、第１，第２，第３の実施の形態の対比を示す図である。まず、図５（ａ）は、時間と副走査方向Ｙの走査距離を示す図である。なお、図において走査距離ｄは、１画素（１ライン）分の距離を示している。図５（ａ）中の「Ｌ１」に示すように、第１の実施の形態は、時間２ｔの間に副走査方向Ｙに走査距離ｄだけ進む。また、図５（ａ）中の「Ｌ２」に示すように、第２の実施の形態は、時間ｔの間に副走査方向Ｙに走査距離２ｄだけ進む。さらに、図５（ａ）中の「Ｌ３」に示すように、第３の実施の形態は、時間２ｔの間に副走査方向Ｙに走査距離２ｄだけ進む。すなわち、図５（ａ）に示すように各直線Ｌ１〜Ｌ３の傾きが大きい程、高速な画像の読み取りを行うことができることを示している。
【００６９】
また、図５（ｂ）には、各実施の形態におけるリードゲートパルス間隔Δｔを示している。第１の実施の形態は、同図に示す「ＲＧＰ１」であり、時間ｔごとにリードゲートパルス間隔Δｔが設定されている。また、第２の実施の形態は、同図に示す「ＲＧＰ２」であり、時間ｔ／２ごとにリードゲートパルス間隔Δｔが設定されている。さらに、第３の実施の形態は、同図に示す「ＲＧＰ３」であり、時間ｔ／２ごとにリードゲートパルス間隔Δｔが設定されている。
【００７０】
そして図５から判るように、各実施の形態における原稿１の読み取り速度は、第２，第３，第１の順に高速となっている。
【００７１】
なお、図１に示した画像読取装置１００が上記第１，第２，第３の実施の形態の各読み取りパターンを読み取りモードとして図示しないメモリ等に記憶しておき、ホストコンピュータ２００から送られてくる読み取り条件に合った読み取りモードを適宜適用することが可能である。換言すれば、ホストコンピュータ２００が読み取り条件をインタフェース２８に送る際に、読み取りモードを設定入力することにより、第１，第２，第３の実施の形態で説明した各読み取りパターンを設定することができる。これにより、各読み取りモードを選択的に実施することが可能となる。
【００７２】
また、図１で示した画像処理部２６は、Ａ／Ｄ変換器２４の後段であれば、どの位置に設けられていても良いことは言うまでもない。
【００７３】
そして、これまでに説明した内容は、一例として、平面走査型の画像読取装置について説明したが、円筒走査型などのようなその他の画像読取装置に適用することについても問題がない。
【００７４】
さらに、ディジタルカメラなどによって得られる画像データのノイズ除去等についても適用することが可能である。従って、読み取りの対象となる画像は、原稿などのように平面画像でなくても良い。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、読み取り対象画像の投影倍率が、指定された解像度によって決定される投影倍率よりも大きくなるように、かつ、前記読み取り対象画像の一部領域がｎ個（ｎは２以上の任意の整数）の読み取り画素に投影されるように制御され、指定された解像度よりも高い解像度が設定されて、主走査方向に複数の画素が配列された撮像手段において得られる画像データに対して、主走査方向に隣接する複数の画素データ間での平均化処理が施される。この際、前記ｎ個の読み取り画素から出力される画素データを平均化することで前記ｎ個の読み取り画素に対して割り当てられた前記一部領域の画素データを前記指定された解像度で得ている。したがって、主走査方向のノイズ成分を除去することができるので、コスト上昇を招くことなく画質の向上を図ることができるとともに、フレア成分の除去を行うこともできる。
【００７６】
請求項２に記載の発明によれば、撮像手段に対する読み取り対象画像の副走査方向への移動速度が、指定された解像度によって決定される速度よりも小さくなるように制御され、撮像手段において得られる指定された解像度よりも高い解像度の画像データに対して、副走査方向に隣接する複数の画像データ間での平均化処理が施される。したがって、主走査方向と副走査方向との２方向についてノイズ成分を除去することができ、画質の向上を図ることができる。
【００７７】
請求項３に記載の発明によれば、読み取り対象画像の読み取りの際の読み取りモードを設定入力することができるように構成されており、入力手段から入力する読み取りモードに応じて、主走査方向平均化手段及び副走査方向平均化手段のいずれか一方、若しくは双方を機能させることができるので、必要な読み取りモードを適宜に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態である画像読取装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態の画像の読み取りを示す図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態の画像の読み取りを示す図である。
【図４】この発明の第３の実施の形態の画像の読み取りを示す図である。
【図５】第１，第２，第３の実施の形態の対比を示す図である。
【図６】従来からのＣＣＤラインセンサを使用した平面走査型画像読取装置の概略構成を示す図である。
【図７】固体撮像素子の「光量×蓄積時間」と「出力」との関係を示す図である。
【図８】従来の画像の読み取りを説明するための図である。
【符号の説明】
１ 原稿
２ 原稿台
１２ レンズ
１３ ＣＣＤラインセンサ
２０ ＣＰＵ
２１ 倍率制御部
２２ ＣＣＤ制御部
２３ 副走査制御部
２４ Ａ／Ｄ変換器
２５ シェーディング補正部
２６ 画像処理部
２７ ＦＩＦＯメモリ
２８ インタフェース
１００ 画像読取装置
２００ ホストコンピュータ
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (3)

1. 読み取り対象画像からの光を可変の投影倍率で撮像手段に投影する光学系と、
   前記光学系からの光を受光することによって該読み取り対象画像を画素ごとに読み取る、主走査方向に配列された複数の読み取り画素を有する撮像手段と、
   前記読み取り対象画像を、前記撮像手段に対して、前記主走査方向に交差する副走査方向に、相対的に移動させる移動手段と、
   を備えることによって前記読み取り対象画像全体を画素ごとに読み取る画像読取装置であって、
   前記読み取り対象画像を前記撮像手段で読み取る際の解像度を前記光学系の投影倍率を変更することによって調整する解像度調整手段と、
   指定された解像度よりも高い解像度に設定するように解像度調整手段を制御する制御手段と、
   前記撮像手段において得られる指定された解像度よりも高い解像度の画像データに対して、前記主走査方向に隣接する複数の画素データ間で平均化処理を施す主走査方向平均化手段と、
   を備え、
   前記解像度調整手段は、前記撮像手段の前記読み取り対象画像の投影倍率が、指定された解像度によって決定される投影倍率よりも大きくなるように、かつ、前記読み取り対象画像の一部領域がｎ個（ｎは２以上の任意の整数）の読み取り画素に投影されるように、前記光学系を制御する手段を含み、
   前記主走査方向平均化手段は、
   前記ｎ個の読み取り画素から出力される画素データを平均化することで前記ｎ個の読み取り画素に対して割り当てられた前記一部領域の画素データを前記指定された解像度で得る手段であることを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記解像度調整手段は、前記撮像手段に対する前記読み取り対象画像の前記副走査方向の移動速度が、指定された解像度によって決定される速度よりも小さくなるように前記移動手段を制御する手段を含むとともに、
   前記撮像手段において得られる指定された解像度よりも高い解像度の画像データに対して、前記副走査方向に隣接する複数の画像データ間で平均化処理を施す副走査方向平均化手段をさらに備えることを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項２に記載の装置において、
   前記読み取り対象画像の読み取りの際の読み取りモードを設定入力する入力手段をさらに備え、
   前記入力手段から入力する読み取りモードに応じて、前記主走査方向平均化手段及び前記副走査方向平均化手段のいずれか一方、若しくは双方を機能させることを特徴とする画像読取装置。

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