JPH0364248A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フィルム等の光透過原稿の画像を光電変換に
より読み取り、デジタル画像処理をする画像読み取り装
置に関し、自動焦点制御を行う画像読み取り装置に関す
る。

〔従来の技術〕

フィルム等の光透過原稿を焦点位置の可変な投影レンズ
によりカラーセンサーに結像し、このカラーセンサーを
用いて光電的に読み取る際、投影レンズの焦点制御を行
うために、逐次投影レンズの焦点位置を変化させながら
カラーセンサーの出力信号から画像の先鋭度を反映する
オートフォーカス用のデータをサンプリングし、そのデ
ータに基づき合焦点位置を決定していた。

〔本発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、オートフォーカス用のデータとして画像
のエツジ成分の信号を用いた場合、オートフォーカス制
御のためのデータサンプリング位置に対応する原稿画像
にエツジ信号成分がほとんど無い場合、オートフォーカ
ス制御のためのサンプリングパラメータに明瞭なピーク
を検出することができず、オートフォーカス制御に関し
、誤動作を生じる場合があった。そこで、原稿画像のエ
ツジ成分、分布位置にかかわらず常に良好なオートフォ
ーカス制御を行う自動焦点制御方式が求められている。

〔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、光透過原稿
の画像を読み取る光電変換手段と、光透過原稿の画像を
前記光電変換手段に結像する光学手段と、前記光電変換
手段から入力された画像信号の先鋭度を反映するパラメ
ータを抽出して前記光学手段の焦点制御を行う制御手段
を有した画像読み取り装置であって、抽出したパラメー
タが、焦点制御に不適と判別した場合は、異なった位置
において、入力された画像信号の先鋭度を反映するパラ
メータを抽出する画像読み取り装置を提供するものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を好ましい実施例を用いて説明する。

第２図はフィルム読み取り装置の装置外観図である。７
０１は読み取り装置本体（スキャナ）、７０２はランプ
・集光レンズ等が内蔵されているプロジェクタユニット
、７０３はフィルムを設定するフィルムホルダー、７０
５はステッピングモータの回転を投影レンズｔｏｔｓに
つたえるベルト、７０４はステッピングモータに直結し
ているプーリ、７０６は原稿ガラス、７０７は反射ミラ
ー、７０８はフィルム像をスキャナ内部の読み取り部に
結像するためのフレネルレンズである。

第３図は第２図示の装置上におけるフィルム投影系の断
面図である。プロジェクタユニット７０２から投影され
たフィルム像が反射ミラー７０７で反射され、フレネル
レンズ７０８でミラー８０５に集光される。ミラー８０
５〜８０７で反射された像は結像レンズ８０８でＣＣＤ
センサ８０９１．：結像される。ＣＣＤ８０９は第４図
に示す３ライン並列カラーセンサーである。

スキャナーモータ８１０はミラー８０５〜８０７を駆動
しＣＣＤ８０９の原稿読み取り位置を副走査方向に移動
させる。

第４図及び第５図は３ライン並列カラーセンサー８０９
の外観図である。読み取り原稿面に対し並列になるよう
に設置され、真ん中のＧ信号用のラインセンサーにピン
トが合うように結像レンズ８０８は調整されている。ま
た、５０１はＢ（ブルー）ラインセンサー（ＣＣＤ）、
５０２はＧ（グリーン）ラインセンサー（ＣＣＤ）、５
０３はＲ（レッド）ラインセンサー（ＣＯＤ）である。

ＢＣＣＤ５０１は感度が低くそれを補償するために副走
査方向の開口サイズは２０　μｍと他のＲ，ＧＣＣＤ５
０２，５０３の開口サイズ１０μｍより大きくなってい
るため副走査方向の空間解像力が低い。

第１図は信号処理ブロック図である。５０１はＢ（ブル
ー）ＣＯＤ、５０２はＧ（グリーン）ＣＯＤ、５０３は
Ｒ（レッド）ＣＯＤ、１００４〜１００６は入力カラー
〇ＣＤ信号の増幅器、１００７〜１００９はアナログ／
デジタル変換器、１０１０〜１０１２はＡ／Ｄ変換され
たカラーデジタル信号をマイクロプロセッサ１０１５に
転送するためのバッファメモリであり、主走査方向１ラ
イン分の画像データが格納される。１０１３はマスキン
グ演算・ガンマ変換等を行い、入力カラー信号をプリン
ターに出力するための信号へ変換する色信号処理回路で
ある。１０１４はステッピングモータであり、投影レン
ズ１０１８を駆動して焦点制御を行う。１０１５はマイ
クロプロセッサであり（自動焦点制御用サンプリングパ
ラメータＳの算出・ランプ光量電源１０１６の制御・ス
テッピングモータ１０１４の駆動等）を行う。１０１６
はランプ光量を制御する電源、１０１７はカラープリン
タ、１ｏ１８は焦点距離が可変な投影レンズ、１０１９
はリミットスイッチであり投影レンズ１０１８の回転時
の基準点を与えるものである。１０２１はＤ／Ａコンバ
ータであり、マイクロプロセッサ１０１５により制御さ
れ、ランプ電源１０１６の出力・電圧を制御する。１０
２０は操作部であり、第１１図に示すタッチパネルデイ
スプレィ１１０１及びスタートスイッチ１１ｏ２で構成
される。

第２図は自動制御の為のマイクロプロセッサ１０１５に
関する処理流れ図である。

２００でオートフォーカス開始の旨を表示した後に、２
０１に於てスキャナーモータ８１０を駆動し、フレネル
レンズ７０８の中央にＣＣＤ８０９の読み取り位置を設
定する。

２０２においてステッピングモータ１０１４を駆動し、
投影レンズ１０１６をリミットスイッチ１０１９の位置
（ホームポジション）まで回転させる。

２０３において第８図に示す手順で後述の如くフィルム
を照射するランプ光量を制御する。

２０４に於て自動焦点制御の為のサンプリングデータ（
ＡＦデータ＝Ｓ値）を算出する。ＡＦデータは対象画像
の先鋭度を反映するパラメータで、本実施例では隣接画
素の差の自乗和５（Ｓ＝Σ［Ｘ　（ｉ）−Ｘ（ｉ−１）
］”をＧ（グリーン）信号について算出し、このパラメ
ータとしている。本実施例においては入力カラーセンサ
ー８０９は第４図に示した如く３ライン並列センサーを
使用している。また、画像はレンズ８０８でＣＣＤ８０
９に集光しており、レンズ８０９は並列に並べられた３
つのセンサーのうち真ん中のセンサー（本実施例ではＧ
信号）にピントをあわせて制御されている。従ってＧ信
号が最も空間解像力が高く対象画像の先鋭度を反映する
パラメータとして一番適している。又フレネル投影面に
対応するセンサー上の主走査方向の画素数は約３０００
画素であり、フレネル投影面の主走査方向中央部１００
０画素をパラメータ演算の対象にしている。

２０５でステッピングモータ１０１４をエパルス、駆動
し投影レンズ１０１４を回転させる。

２０６において、前述２０４〜２０５の処理が、予め定
められている回数（＝Ｍ）分、終了したか否かを判定し
、終了していない場合は２０４〜２０５′の処理を繰り
返す。前記Ｍの値は投影レンズ１０１４のピント調整範
囲、すなわち投影レンズの移動により読み取り原稿が合
焦しつる範囲により規定される定数である。

ここで、投影レンズ１０１４のピント調整範囲はリミッ
トスイッチ１０１９の位置からＤｍｍであり、１パルス
あたり投影レンズ１０１４は前後方向にΔＤｍｍ移動す
るとすると Ｍ≧［Ｄ／ΔＤ］＋１　　　　　　　・・・式（１）で
定められる値である。（Ｍは整数、［］は整数化を意味
するがウス記号） ２０７においてｉ　（ｉ＝ｏ、　　１．・・・、Ｍ）番
目に計測したＡＦデータ値をＳ　（ｊ）とすると、ΔＳ
ＭＡＸ＝ＭＡＸ　［ｌ　Ｓ　Ｑ＋１）　　Ｓ　（ｉ）　
ｌ　］　　　　・・・式（２）が予め定められた定数値
Ｚより大きいか否かを判定し ΔＳ　ＭＡＸ　＞　Ｚ　　　　　　　　　　　・・・式
（３）式（３）の関係であれば２１２の処理を行い、前
記条件を満たさない場合２０８の処理を行う。Δ５（ｉ
）＝　（ｉｓ　（ｉ＋１）　−３（ｉ）　ｌ）の値は、
第９図で示すように投影レンズ１０１４の合焦位置Ｐｋ
近傍で大きな値となる。投影レンズ１０１４によりフレ
ネルレンズ７０８に投影される、原稿画像に関しピント
がずれている状態とピントがあっている状態で入力画像
の先鋭度に差がある場合、ΔＳ　（ｉ）は大きな値とな
り、その逆の場合小さな値となる。したがってΔＳ　Ｍ
ＡＸの値が小さい場合、デフォーカスの状態とフォーカ
スの状態で入力画像の先鋭度に差があまりないと判定す
ることができる。従って式（３）に関する判定を行うこ
とにより、計測したＡＦデータ列Ｓ　（ｉ）　（ｉ＝ｏ
、　　１．・・・、　Ｍ−１）に基づき明瞭なピーク位
置Ｐｋを求められるかどうかを判定する事ができる。

一方、ΔＳ　ＭＡＸが定数値Ｚより大きい場合には、２
１２において、前記２０４〜２０６の処理により得られ
たＡＦデータ列Ｓ　（ｉ）から、その最大値に対応する
位置Ｐｋになるよう、投影レンズ１０１４を移動すべく
ステッピングモータ１０１４を駆動する。

また、ΔＳ　ＭＡＸが定数値Ｚより小の場合は、２０８
において、予め定められた回数Ｌ（例えば７回）、前記
２０３〜２０７の処理がなされたか否かを判定し、まだ
Ｌ回行っていない場合には、２０９においてスキャナー
モータ８１Ｏを駆動し、第１Ｏ図に示す如くスキャナー
読み取り位置を副走査方向に所定量移動させた後に、再
び２０３の処理に移行する。スキャナー読み取り位置を
移動させる毎に、第８図に示す手順により、ランプ光量
を制御する事により、スキャナー読み取り位置に対応す
る原稿画像が明るい場合は、ランプ光量が大きくなり、
その逆の場合はランプ光量が小さくなるように制御され
る。

この様に、入力原稿画像の明暗に対応して、原稿を照射
するハロゲンランプ８０３の光量が制御されることによ
り、光量制御されない場合に比べ、ＣＣＤ８０９により
入力される画像信号のダイナミックレンジの範囲を、よ
り大きくする事が可能となり、従って入力画像の先鋭度
を反映するＡＦデータ列Ｓ　（ｉ）を、より好適な条件
で得ることができる。

前記２０３〜２０７の処理をＬ回実行してもΔＳ　ＭＡ
Ｘが定数値Ｚより大とならなかった場合には、２１０に
おいて第１１図に示すオートフォーカスが不能であり、
手動によるフォーカス調整が必要である旨のメツセージ
をタッチパネルデイスプレィ１ｉｏｉに表示する。

そして、２１１において、タッチパネルデイスプレィ１
１０１の“ＯＫ″と表示された部分に操作者がタッチす
るのを待つ。操作者は手動でピント調整を行った後タッ
チパネルデイスプレィｔｔｏｉの“ＯＫ″と表示された
部分に指で触れ焦点制御動作を終了させる。

２１３において、タッチパネルデイスプレィ１１０１に
第１２図に示すプロジェクタ焦点制御が終了した旨のメ
ツセージを表示する。

第８図示のハロゲンランプ８０３のランプ光量制御に関
するマイクロプロセッサ１０１５の処理流れを説明する
。

１４０１においてマイクロプロセッサ１０１５はＤ／Ａ
コンバータ１０２１へ予め定められた値を設定すること
により、ランプ電源１０１６のランプ電圧を、初期設定
する。

１４０２においてバッファメモリ１０１１の画像データ
の内、ＡＦデータＳ値を算出する対象領域の画像データ
の平均値を算出する。

そして、１４０３において平均値くβであれば、１４０
４〜１４０６の処理を行い、ランプ光量が最大光量とな
る迄、一定量ずつ光量を増加しながら、平均値がβ以上
となる様にする。また、平均値くβでない場合は、１４
０７〜１４０９の処理を行い、ランプ光量が最小光量と
なる迄、一定量ずつ光量を減少しながら、平均値がβ未
満となる様にする。

前記１４０４〜１４０６又は１４０７〜１４０９の処理
により、ランプ光量は画像データの平均値がβ近傍にな
る様、制御される。

〔第２の実施例〕 第１３図〜第１４図は、本発明の第２の実施例に関する
図面である。

前記第１の実施例においては、自動焦点制御のためのサ
ンプリング画像データが妥当でない場合、スキャナーの
読み取り位置を副走査方向にのみ、変更し再度自動焦点
制御を行っていた。

本第２の実施例においては、自動焦点制御のための、Ａ
ＦデータＳ値の算出対象画像領域を、主走査方向及び副
走査方向に変更し、自動焦点制御を行うものである。

これにより、第１の実施例より、より多くのマイクロプ
ロセッサ１０１５の演算時間を費やす可能性が生じるが
、より広範囲に画像のエツジ成分を検出する事が可能と
なり、自動焦点制御不良となる可能性を小さくする事が
できる。

尚、第２の実施例の機械的構成及び回路構成は第１の実
施例のものと同一であり、マイクロプロセッサ１０１５
の制御手順のみ異なる。

第１４図は第２の実施例のｎ回目のＡＦデータＳ値を算
出する対象画像部分を示す図である。

同図で示す主走査方向画像位置と、副走査方向画像位置
の合致する部分領域をｎ回目のＡＦデータＳ値を算出す
る、対象画像部分とする。

第１３図は、第２の実施例の処理流れ図である。

第１３図において、第７図と同一番号の付られたステッ
プは同一機能を果たすものなので、その説明は省略する
。

１６０１において、ΔＳ　ＭＡＸが一定値に達せずに、
Ｎ’（本実施例ではＮ’　＝２）回、連続して主走査方
向にＡＦデータＳ値を算出する対象画像領域を移動した
か否かを判別し、１６０２又は１６０３の処理を行う。

Ｎ′回に達していなければ、１６０３において、第１４
図に示す主走査方向のＡＦデータＳ値を算出する対象画
像領域の移動を行う。本実施例では、バッファメモリ１
１０１の画像データはマイクロプロセッサ１０１５にメ
モリマツプされており、ＡＦデータＳ値を演算する対象
となるメモリアドレスを移動させる事により主走査方向
の画像領域の移動を行う。

一方、主走査方向の領域移動が連続してＮ′回なされて
いたならば、１６０２において、スキャナーの副走査方
向への読み取り位置の移動をＬ回（本実施例ではＬ＝７
）実行したか否かを判定し、２１０又は１６０４の処理
を行う。

Ｌ回実行されていなければ、１６０４において第１４図
に示す順序で副走査方向へのスキャナーの読み取り位置
を移動させる。

また、Ｌ回実行されていたならば、２１０〜２１３は第
７図の当該処理と同様に、オートフォーカス不能の旨の
表示等の処理を行う。

〔第３の実施例〕 第１５図〜第１７図は、本発明の第３の実施例に関する
図面である。

前記第１及び第２の実施例では、ＡＦデータＳ値の値が
不良の場合、ＡＦ不良メツセージ１１０１を表示し、操
作者に手動焦点制御を行わせるものであった。

本第３の実施例では、ＡＦデータＳ値の値が不良の場合
、複数のＡＦデータＳ値、算出対象画像位置の内、最良
の値を与える、画像位置で自動焦点制御を行う事により
、操作者への作業負担を軽減するものである。

第１５図は第３の実施例の処理流れ図である。第１５図
において、第７図と第１３図と同じ番号の付されたステ
ップは同一機能を果たし、その説明は省略する。同図１
８０１の処理に先行する処理により算出した複数個のＳ
　ＭＡＸ値の内、最大の値に対応する画像位置を、同図
１８０１で判定し、その画像位置でのデータ列Ｓ　（ｉ
）　（ｉ＝ｏ、・・・、　Ｍ−１）により投影レンズ１
０１８の回転制御を行う。

第２０図は、複数回算出されるデータ例Ｓ　（ｉ）の説
明図である。

３０１は１回目のＳ値算出画像領域におけるＳ値データ
列のグラフ表示であり、３ｏ２は２回目に算出されるＳ
′値データ列のグラフ表示であり、３ｏ３はｎ′回目に
算出されるＳ値データ列のグラフ表示である。

第１６図は第１５図１８０１を説明する処理流れ図であ
る。

同図１９０１において、ｎ回目に、算出したＳ　ＭＡＸ
の値を、 Ｆ　（ｎ）　＝ＳｖＡｘ　（ｎ）　　　　　　　、、、
式（４）％式％） の値を算出する。

１９０２において、マイクロプロセッサ１０１５内部に
記憶したデータ列５（ｉ）の内、ｎ′番目に算出したデ
ータ列を用いて、第１７図で示すＰｋ位置に投影レンズ
１０１８の回転制御を行う。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、投影された光透過原稿の画像を、光
電変換手段により読み取り、入力された画像信号の先鋭
度を反映するパラメータを抽出して、焦点制御を行う際
に、抽出したパラメータが、焦点制御に不適と判別した
場合には、異なった画像領域で画像信号の先鋭度を反映
するパラメータを算出する事により、入力原稿の偏った
位置に、画像のエツジ成分が存在する場合でも、良好な
自動焦点制御を行う事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した画像読み取り装置の処理回路
のブロック図、 第２図及び第３図は画像読み取り装置の構成図、第４図
及び第５図はアラインセンサの外観図、第６図は操作部
の外観図、 第７図及び第８図は制御手順を示すフローチャート図、 第９図及び第１７図はレンズ位置とパラメータの関係を
示す図、 第１Ｏ図は読み取り位置を示す図、 第１１図及び第１２図は表示例を示す図、第１３図は第
２実施例の制御手順を示す図、第１４図は第２実施例の
読み取り領域を示す図、第１５図及び第１６図は第３実
施例の制御手順を示す図である。 ５０１〜５０３はＣＣＤ、１０１１はバッファメモリ、
１０１４はステッピングモータ、１０１５はマイクロプ
ロセッサ、１０１８は投影レンズである。 麟−軌為１の差の２乗和 −−−−２回目　名青腹テ呵叉すイ住６！−−−−３回
目タ −−−−４回目　　　り 一−−−　７回Ｂ箆狂取Ｉ）ａ置 一−−−Ｓ回目　　　シ ーーーーｇ回自り −−−−り回目　　Ｉ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過原稿の画像を読み取る光電変換手段と、光
   透過原稿の画像を前記光電変換手段に結像する光学手段
   と、前記光電変換手段から入力された画像信号の先鋭度
   を反映するパラメータを抽出して前記光学手段の焦点制
   御を行う制御手段を有した画像読み取り装置であって、 抽出したパラメータが、焦点制御に不適と判別した場合
   は、異なった位置において、入力された画像信号の先鋭
   度を反映するパラメータを抽出することを特徴とする画
   像読み取り装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、抽出したパラメ
   ータが焦点制御に不適と判断した旨を表示することを特
   徴とする画像読み取り装置。