JPH0364259A - 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、デジタル画像処理する画像読み取り装置
に関し、特に適正なシェーデイング補正を行う技術に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来のフィルム原稿の画像読み取り装置（以下、フィル
ムリーダと称する）においては、フィルム原稿の背後か
らの照明光学系により、フィルム原稿を照明し、その透
過光を投影光学系を介して、光電変換素子の受光面に結
像するよう構成されている。

フィルムリーダにおける受光面における照度は、照明系
による照明むらや、投影系のレンズ性能等により一定と
はならない。この照度の不均一は一般にシェーディング
歪みと呼ばれている。このシェーディング歪みの補正を
、均一な濃度のフィルムを投影し、読み込んだ画像デー
タに基づいて行うものが、従来知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような装置では投影系のレズの位置
により照度の不均一の度合が異なる、誤った補正を施し
てしまう可能性があった。

本発明の目的は、上述の欠点を除去し、常に適正なシェ
ーディング補正を行う、フィルムリーダを提供すること
にある。

〔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、原稿画像を
読み取る読取手段と、原稿画像を前記読取手段に結像す
る光学手段と、前記読取手段の出力信号のシェーディン
グ歪みを補正する補正手段と、前記光学手段の焦点位置
を制御する制御手段とを有し、前記光学手段の焦点位置
を制御した後にシェープ１′ング補正のためのシェーデ
ィングデータを収集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、本発明を実施例を用いて説明する。

第３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（スキャナ部）、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、７
０５はステッピングモータの回転を投影レンズ１０１８
につたえるベルト、７０４はステッピングモータ１００
６に直結しているプーリ、７０６は原稿台ガラス、７０
７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４図は実施例の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８０５〜８０７で
反射された像は結像レンズ８０８でＣＯＤセンサー８０
９に結像される。ＣＣＤ８０９は第５図に示す３ライン
並列カラーセンサーである。スキャナモーター８１０は
ミラー８０５〜８０７を駆動し、原稿読み取り位置を副
走査方向に移動させる。

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配置され
、真ん中のＧ信号にピントが合うように結像レンズ８０
８は調整されている。５０１はＢ（ブルー）ラインセン
サー、５０２はＧ（グリーン）ラインセンサー、５０３
はＲ（レッド）ラインセンサーである。Ｂラインセンサ
ーは感度が低くそれを補償するために副走査方向の開口
サイズが他のＲ４Ｇラインセンサー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図はフィルム読み取り装置のブロック図である。

画像センサー８０９は、フィルム画像を入力するための
、ＣＣＤカラーラインセンサーである。１００２は入力
アナログ信号のアナログ／デジタル変換器、１００３は
シェーディング補正を実行するシェーディング補正器、
１００４は入力されたカラー画像信号をプリントするた
めの画像信号に変換する色信号処理器、１００５は画像
データをマイクロプロセッサ１００７に転送するための
画像メモリ、１００６はステッピングモータであり、マ
イクロプロセッサ１００７により制御され、投影レンズ
１０１８の位置制御を行う。

１００７はマイクロプロセッサであり、制御プログラム
が格納されているリードオンリメモリ１００８、ワーク
用メモリとして使用されるランダムアクセスメモリ１０
０９、バックアツプＲＡＭｌ０ＩＯにより構成されてい
る。バックアツプＲＡＭｌ０ＩＯは電池１０１１により
常時記憶が保持されている。

１０１２はハロゲンランプ８０３の電源である。

１０１９はリミットスイッチであり、投影レンズ１０１
８の位置制御に関する基準位置を与えるものである。

第２図は、画像センサ８０９・Ａ／Ｄ変換器１００２を
より詳しく説明した図である。

第２図に於いて２００１はアドレスカウンタであり、Ｃ
ＣＤ８０９の主走査位置を指定する主走査アドレスを出
力する。すなわち、水平同期信号ＨＳＹＮＣが１の時に
マイクロプロセッサ１００７により所定値にセットされ
画素のクロック信号ＣＬＫによってインクリメントされ
る。

ＣＣＤ８０９上に結像された画像は、３つのラインセン
サー５０１．５０２．５０３に於いて光電変換され、各
々Ｒ成分・Ｇ成分・Ｂ成分の読み取り信号として、増幅
器２００５，２００６，２００９、サンプルホールド回
路２００５　、２００６．２００７及びＡ／Ｄ変換器２
０１１．２０１２．２０１３を通じて各色別の８ビツト
のデジタル画信号が得られる。そして更に、シェーディ
ング補正器２０１４．２０１５．２０１６によりシェー
ディング補正された画信号２０１７．２０１８．　２０
１９が得られる。

第６図は、投影レンズ１０１８の位置の違いによる光量
分布を示した図であり、投影レンズ１０１８が焦点位置
にある場合（ａ）と、投影レンズがリミットスイッチ１
０１９の位置にある場合（ｂ）の、ハロゲンランプ８０
３の照射による、フレネルレンズ７０８上の光量分布を
示した図である。投影レンズ１０１８がフォーカス位置
にない場合、特にフレネルレンズ７０８の端部において
光量が低下する。

第７図はハロゲンランプ８０３からの光束とフレネルレ
ンズ７０８との関係を示した図である。

投影レンズ１０１８により原稿台ガラス７０６上に拡大
投影された画像は原稿台ガラス７０６を通りすぎると拡
大分だけ広がりを持つ。したがってＣＣＤ８０９への光
量は端部はど薄くなってしまう。この広がりを持った光
束を原稿台ガラス７０６へ集光する役割をはたすものが
フレネルレンズ７０８である。このフレネルレンズ７０
８は投影レンズｌ０１８が焦点位置にある場合、適正な
集光機能をはたすよう設計されており、投影レンズ１０
工８が焦点位置からはずれればはずれるほど、特にフレ
ネルレンズ７０８の端部で光量が低下する。第７図中で
実線で示された光束が、投影レンズ１０１８が焦点位置
にある場合であり、破線で示された光束が投影レンズ１
０１８が焦点位置からはずれた位置にある場合である。

従って、焦点位置からはずれた位置にある場合にシェー
ディング補正用データを取込んだのでは、正確な取込み
がなされないことになる。

第８図に本実施例におけるシェーディング補正の概略を
示す。横軸はＣＣＤ８０９の各画素に対応し、縦軸は各
画素に対応したＡ／Ｄコンバータ出力値である。特性ａ
は標準白原稿に相当するシェーディング特性である。こ
こでポジフィルム読み取りの場合の標準白原稿とは、フ
ィルムホルダー７０３にフィルムセットされていない状
態で投影される画像を意味し、ネガフィルム読み取りの
場合の白原稿とは、フィルムホルダー７０３に未露光フ
ィルムを現像したフィルム（以下ベースフィルムと称す
）を設定した状態で投影される画像を意味する。このシ
ェーディング特性で読まれた原稿画像信号すはシェーデ
ィング補正により補正された画像信号Ｃとして出力され
る。ここでＣＣＤ８０９の出力は光量に対して比例して
いるので、 ２４０：規格化白レベル （Ｏ≦ｂ≦２５５） として補正される。

第９図にシェーディング補正器１００３の構成を示す。

シェーディング補正テーブルＲＡＭ１０２には前述の補
正式に基づく補正データがマイクロプロセッサ１００７
により書き込まれる。また、標準白原稿の読取りデータ
はシェーディングデータＲＡＭに記憶される。すなわち
、第９図に示すように、ＲＡＭ１０２の上位アドレスに
はシェーディングデータＲＡ　Ｍ　１０１からのシェー
ディング特性ａがＣＯＤの各ｂｉｔに同期して入力され
、下位アドレスには原稿読取りによるＡ／Ｄ変換出力が
入力され、ａ入力とｂ入力の組合せによって補正出力Ｃ
が出力されるようにシエーディング補正テーブルＲＡＭ
１０２は構成されている。

尚、シェーディングデータＲＡＭｌ０Ｉは、Ａ、　／　
Ｄ変換器１００２からのデジタル画像信号を１ライン分
全画素記憶するシェーディングデータＲＡＭである。

マイクロプロセッサ１００７によりアクセス可能である
。

第１０図はシェーディングデータを収集する際のマイク
ロプロセッサ１００７に関する処理流れ図である。

１１０１において、投影レンズ１０１８を駆動し、ＲＯ
Ｍ１００８に予め記憶されている焦点位置に投影レンズ
１０１８を移動制御する。

１１０２においてスキャナーモータ８１０を駆動し読み
取り位置、すなわちミラー８０５の中心部の位置をフレ
ネルレンズ７０８の中央に設定する。

１１０３において、増幅器２００８．２００９．２０１
０及びハロゲンランプ８０３のランプ電圧を設定する。

そして、１１０４において、このときのＣＣＤ８０９の
出力をメモリ１００５を介してシェーディングデータＲ
ＡＭｌ０Ｉに設定する。

この様に、投影レンズ１０１８を焦点位置に移動設定し
た後に、シェーディング補正データの取込み設定を行う
ので、正確なシェーディング補正データを得ることがで
きる。

第１１図は本発明の第２の実施例に関する処理流れ図で
ある。

前記第１の実施例に於いては、シェーディング補正設定
のための画像デー・夕は単一の読み取り位置のデータを
使用していた。

しかしながら、投影レンズ１０１８が焦点位置に制御さ
れた状態で画像データを読み取るため、特にネガフィル
ムのシェーディングデータを収集する場合、ベースフィ
ルム上のゴミ・フィルムの傷等の像は鮮明に入力され、
その影響を受は易い。

そこで、本第２の実施例においては、画像データを複数
の異なった位置でサンプルし平均化する事により上記欠
点を除去するものである。

１１０１〜１１０３により、第１０図と同一の処理を行
った後に、１２０１に於いて、マイクロプロセッサ１０
０７のＲＡＭ１００９にとられている画像データ加算用
ワークエリアを０クリアする。

１２０２において、メモリ１００５の画像データを画像
データ加算用ワークエリアに各画素毎に加算する。

次に、１２０３において、スキャナモータ８１０を駆動
し第１３図に示す次回の読み取り位置に、ミラー８０５
を移動する。

１２０４において、前述１２０２〜１２０３の処理がＮ
回（本実施例に於いては３２回）終了したか否かを判定
し、終了していない場合は、前述１２０２〜１２０３の
処理を繰り返す。Ｎ回終了したならば、１２０５におい
て加算されたデータを各画素毎にＮで割る。

１２０６では、１２０５で得られた平均化された画像デ
ータをシェーディングデータＲＡＭｌ０Ｉに設定する。

１２０７では、第（１）式の演算式で示す演算を行いシ
ェーディング補正係数をシェーディング補正テーブルＲ
ＡＭ１０２に設定する。

この様に、シェーディング補正データを複数の異なる位
置から取込んで平均化することにより、ゴミ、キズ等に
大きく影響されない、良好なシェーディング補正データ
を得ることができる。

上記第１及び第２の実施例に於いては、投影レンズ１０
１８の焦点位置への制御はＲＯＭｌ００８に記憶されて
いる焦点位置のデータに基づいて行われていた。しかし
ながら焦点位置は機械精度（投影レンズ１０１．８の基
準位置を与えるリミットスイッチ１０１９の取付精度ｅ
ｔｃ）により複数の機械で必ずしも同一でなはない。

以下に説明する第３の実施例に於いては、投影レンズ１
０１８の焦点位置を自動焦点制御により算出し、不揮発
性ＲＡＭメモリに格納する手段を持ち、その値に基づい
て、投影レンズ１０１８の位置制御を行った後シェーデ
ィングデータの収集をおこなうものである。

これにより、機械毎の差異や経時変化を吸収しより正確
なシェーディング補正の為のデータを収集できる。

第１３図に自動焦点制御の動作を示す。この動作を第１
０図又は第１１図の１１０１に置換する。１４０１にお
いて、マイクロプロセッサ１００７はスキャナモータ８
１０を駆動しフレネルレンズ７０Ｂの中央部に読み取り
位置を設定する。

１４０２において投影レンズ１０１８をリミットスイッ
チ１０１９の位置に制御する。

１４０３においてハロゲンランプ８０３のランプ光量を
入力画像が飽和しない範囲で最大近傍の値になるようラ
ンプ電源が１０１２を゛制御する。

１４０４において後述する自動焦点制御の為のパラメー
タ値Ｓを投影レンズ１０１８を移動しながら算出する。

本実施例に於いては自動焦点制御の為のパラメータは隣
接画素の差の自乗和Ｓ　（Ｓ＝Σ（Ｘ　（ｉ）−Ｘ（ｉ
−１）！”を用いている。

１４０５において、前述の自乗和Ｓに基づいて決定され
た第１４図に示す焦点位置Ｐｋを電池１０１１によりバ
ックアップされているバックアツプＲＡＭｌ０ＩＯに格
納する。

そして、１４０５において、焦点位置Ｐｋに投影レンズ
１０】８の位置を制御する。

第１４図は自動焦点制御の為のパラメータ値を説明した
図であり、投影レンズ位置を移動しながら、前述の如く
隣接画像の差の自乗和Ｓを求め、そのピーク値に対応す
る位置Ｐｋを焦点位置と見なすことができる。

第１５図は第３図の実施例のシェーディング補正データ
収集の処理流れ図である。第１５図において、第１０図
、第１１図と同一番号を付したものは同一機能を果すも
ので、その説明は省略する。

１７０１において、前述した第１３図の動作により決定
されてバックアツプＲＡＭｌ０ＩＯに格納されている焦
点位置Ｐｋの値に基づき、投影レンズ１０１８の位置を
制御する。その後第１２図で説明したと同一の動作によ
りシェーディング補正データの取込みを実行する。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、投影レンズを自動的に焦点位置
近傍に制御した後、シェーディングデータを収集する事
により、常に適正なシェーディング補正が行える。

又、焦点位置を自動的に検知し、不揮発性メモリに格納
し、焦点位置に投影レンズを制御する事により機械差や
経時変化による焦点位置の差異に対応する事が可能とな
り、より適正なシェーディング補正が行える。

又、シェーディング補正のためのデータを収集する際、
複数の異なった位置でのデータを平均化する事により、
ゴミ等の影響によるシェーディング補正データの誤りを
避ける事ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は読み取り装置の信号処理ブロック図、第２図は
画像入力部のブロック図、 第３図は読み取り装置の外観図、 第４図は読み取り装置の内部構成図、 第５図はＣＯＤを示した図、 第６図は光量分布を示した図、 第７図はフレネルレンズと光束の関係を示した図、第８
図はシェーディング補正の概略を示した図、第９図はシ
ェーディング補正回路のブロック図、第１０図は、第１
の実施例の処理手順を示すフローチャート図、 第１１図は、第２の実施例の処理手順を示すフローチャ
ート図、 第１２図はシェーディングデータの読み取り位置を示し
た図、 第１３図は、第３の実施例の処理手順を示すフローチャ
ート図、 第１４図は自動焦点制御のためのパラメータを説明した
図、 第１５図は、第３の実施例の処理手順を示すフローチャ
ート図であり、 ７０８はフレネルレンズ、８０９はＣＣＤ、１００７は
マイクロプロセッサ、１００６はステッピングモータ、
１０１８は投影レンズである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）原稿画像を読み取る読取手段と、原稿画像を前記
   読取手段に結像する光学手段と、前記読取手段の出力信
   号のシェーディング歪みを補正する補正手段と、前記光
   学手段の焦点位置を制御する制御手段とを有し、前記光
   学手段の焦点位置を制御した後にシェーディング補正の
   ためのシェーディングデータを収集することを特徴とす
   る画像読み取り装置。（２）原稿画像を読み取る読取手
   段と、原稿画像を前記読取手段に結像する光学手段と、
   前記読取手段の出力信号のシェーディング歪みを補正す
   る補正手段と、前記光学手段の焦点位置に関するデータ
   を検知し記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶され
   た前記データにもとづき、光学手段の焦点位置を制御す
   る制御手段とを有し、前記光学系手段の焦点位置を制御
   した後にシェーディング補正のためのシェーディングデ
   ータを収集することを特徴とする画像読み取り装置。 （３）請求項１又は２において、原稿画像は光透過型原
   稿画像であることを特徴とする画像読み取り装置。 （４）請求項１又は２において、光学手段は原稿を投影
   する投影レンズと、集光レンズで構成されることを特徴
   とする画像読み取り装置。 （５）請求項２において、前記記憶手段は不揮発性メモ
   リであることを特徴とする画像読み取り装置。 （６）請求項１又は２において、複数の異なった位置で
   の入力画像を平均化してシェーディングデータを収集す
   ることを特徴とする画像読み取り装置。