JPH0746610A - 画像入力装置 - Google Patents
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- JPH0746610A JPH0746610A JP5184723A JP18472393A JPH0746610A JP H0746610 A JPH0746610 A JP H0746610A JP 5184723 A JP5184723 A JP 5184723A JP 18472393 A JP18472393 A JP 18472393A JP H0746610 A JPH0746610 A JP H0746610A
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Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像入力装置の合焦光学系に残存する倍率の
色収差及び歪曲収差を容易に補正することができ、鮮明
で高画質の映像を確保できるようにする。 【構成】 合焦光学系３２に残存する所定の焦点距離に
おける固有の倍率の色収差及び歪曲収差の情報をメモリ
１７に記憶し、結像面２１上の物体１９のＰ点の結像点
の収差によるずれを前記情報を基にＣＰＵ１１により補
正する。
色収差及び歪曲収差を容易に補正することができ、鮮明
で高画質の映像を確保できるようにする。 【構成】 合焦光学系３２に残存する所定の焦点距離に
おける固有の倍率の色収差及び歪曲収差の情報をメモリ
１７に記憶し、結像面２１上の物体１９のＰ点の結像点
の収差によるずれを前記情報を基にＣＰＵ１１により補
正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ライン状に配列された
固体撮像素子（以下ＣＣＤ）により画像を撮像する画像
入力装置に係り、特に合焦光学系の倍率の色収差及び歪
曲収差を補正することができる画像入力装置に関する。
固体撮像素子（以下ＣＣＤ）により画像を撮像する画像
入力装置に係り、特に合焦光学系の倍率の色収差及び歪
曲収差を補正することができる画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ある物体の画像を３色で読み取る装置と
して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光をそれ
ぞれ検知して電気信号に変換する画素が所定のピッチで
ライン状に配列された３ラインのＣＣＤを用いたものが
知られている。このような画像入力装置においては、合
焦手段としてレンズを用い、ＣＣＤの感光部に画像を結
像させ、ＣＣＤの主走査を電気的に、副走査を機械的あ
るいは電気的に行い、二次元配列の画像データを得るも
のが一般的である。
して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光をそれ
ぞれ検知して電気信号に変換する画素が所定のピッチで
ライン状に配列された３ラインのＣＣＤを用いたものが
知られている。このような画像入力装置においては、合
焦手段としてレンズを用い、ＣＣＤの感光部に画像を結
像させ、ＣＣＤの主走査を電気的に、副走査を機械的あ
るいは電気的に行い、二次元配列の画像データを得るも
のが一般的である。
【０００３】上記のような画像入力装置においては、使
用するレンズには色収差及び歪曲収差が生ずるが、従来
は、レンズの収差については光学設計段階で補正するの
みで、補正しきれない残存収差については、特に問題視
していなかった。そして図１６に示すように、ＣＣＤの
３色の各ラインのサンプリング点で検出した光量、例え
ばＲ１１、Ｇ１１、Ｂ１１を結合して、１つの多色の画
像のデータを得ていた。このデータは、矢印Ｘで示す方
向の主走査を電気的に行い、矢印Ｙで示す方向の副走査
をＣＣＤの移動により機械的に行って、２次元配列の画
像データとして読み取られる。
用するレンズには色収差及び歪曲収差が生ずるが、従来
は、レンズの収差については光学設計段階で補正するの
みで、補正しきれない残存収差については、特に問題視
していなかった。そして図１６に示すように、ＣＣＤの
３色の各ラインのサンプリング点で検出した光量、例え
ばＲ１１、Ｇ１１、Ｂ１１を結合して、１つの多色の画
像のデータを得ていた。このデータは、矢印Ｘで示す方
向の主走査を電気的に行い、矢印Ｙで示す方向の副走査
をＣＣＤの移動により機械的に行って、２次元配列の画
像データとして読み取られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、より高解像度
化を目ざし、益々高精細化の進むＣＣＤと、ＣＣＤの画
素数以上の解像度を得るための手法が考案されており、
それらに対応するため、レンズの残存収差が無視できな
くなってきている。特に、倍率の色収差と歪曲収差は、
レンズ内の絞りを絞り込んでも改善されず、また、目立
たなくなるという特性をもたない。それ故、倍率の色収
差においては、解像度を向上させる上で最も大きな阻害
要素となり、より高解像度の画像入力装置開発の妨げと
なっている。また、歪曲収差においては、解像度には影
響しないが、画像入力装置本来の使命である被写体をそ
のまま映像として再現させることが困難であるという点
が問題である。
化を目ざし、益々高精細化の進むＣＣＤと、ＣＣＤの画
素数以上の解像度を得るための手法が考案されており、
それらに対応するため、レンズの残存収差が無視できな
くなってきている。特に、倍率の色収差と歪曲収差は、
レンズ内の絞りを絞り込んでも改善されず、また、目立
たなくなるという特性をもたない。それ故、倍率の色収
差においては、解像度を向上させる上で最も大きな阻害
要素となり、より高解像度の画像入力装置開発の妨げと
なっている。また、歪曲収差においては、解像度には影
響しないが、画像入力装置本来の使命である被写体をそ
のまま映像として再現させることが困難であるという点
が問題である。
【０００５】一方、高解像度化に対応するため、光学設
計においてのみ収差補正を行おうとすると、レンズの構
成枚数の増加、部品の加工および組立の難易度増大によ
る製造コストの増大を招き、ひいては製品の高価格化を
招くという問題もある。
計においてのみ収差補正を行おうとすると、レンズの構
成枚数の増加、部品の加工および組立の難易度増大によ
る製造コストの増大を招き、ひいては製品の高価格化を
招くという問題もある。
【０００６】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、合焦光学系に残存する色収差及び歪曲収差を
容易に補正することができ、鮮明で高画質の映像を確保
することのできる画像入力装置を提供することを目的と
する。
たもので、合焦光学系に残存する色収差及び歪曲収差を
容易に補正することができ、鮮明で高画質の映像を確保
することのできる画像入力装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【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に記載の画像入力装置は、光学的入力信号
を電気信号に変換する画素がライン状に配列されたＣＣ
Ｄ６からなる撮像手段と、ＣＣＤ６上に光学的に画像を
合焦結像させる合焦手段としての合焦光学系３２と、Ｃ
ＣＤ６を画像の結像点に対して走査する走査手段として
のステージモータ９及び送りネジ８とを備える画像入力
装置において、合焦光学系に残存する所定の焦点距離に
おける固有の倍率の色収差及び歪曲収差のそれぞれの情
報を記憶する記憶手段としてのメモリ１６、１７と、メ
モリ１６、１７に記憶された情報または別入力された情
報をもとに、色収差及び歪曲収差の補正を行う制御手段
としてのＣＰＵ１０、１１を設けたことを特徴とする。
に、請求項１に記載の画像入力装置は、光学的入力信号
を電気信号に変換する画素がライン状に配列されたＣＣ
Ｄ６からなる撮像手段と、ＣＣＤ６上に光学的に画像を
合焦結像させる合焦手段としての合焦光学系３２と、Ｃ
ＣＤ６を画像の結像点に対して走査する走査手段として
のステージモータ９及び送りネジ８とを備える画像入力
装置において、合焦光学系に残存する所定の焦点距離に
おける固有の倍率の色収差及び歪曲収差のそれぞれの情
報を記憶する記憶手段としてのメモリ１６、１７と、メ
モリ１６、１７に記憶された情報または別入力された情
報をもとに、色収差及び歪曲収差の補正を行う制御手段
としてのＣＰＵ１０、１１を設けたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の画像入力装置は、倍率の
色収差補正及び歪曲収差補正は、ＣＣＤ６上の画像の結
像点における画像データを、メモリ１７に記憶された収
差情報をもとにＣＰＵ１１が算出した画像データにより
所定のサンプリング点間に補間したことを特徴とする。
色収差補正及び歪曲収差補正は、ＣＣＤ６上の画像の結
像点における画像データを、メモリ１７に記憶された収
差情報をもとにＣＰＵ１１が算出した画像データにより
所定のサンプリング点間に補間したことを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の画像入力装置は、画像デ
ータの並び変えは、ＣＣＤ６の主走査及び副走査の両方
向とも、ＣＰＵ１１の計算により行うことを特徴とす
る。
ータの並び変えは、ＣＣＤ６の主走査及び副走査の両方
向とも、ＣＰＵ１１の計算により行うことを特徴とす
る。
【００１０】請求項４に記載の画像入力装置は、画像デ
ータの並び変えは、ＣＣＤ６の主走査方向をＣＰＵ１１
の計算により行い、副走査方向をＣＰＵ１１によるＣＣ
Ｄ６の移動制御により行うことを特徴とする。
ータの並び変えは、ＣＣＤ６の主走査方向をＣＰＵ１１
の計算により行い、副走査方向をＣＰＵ１１によるＣＣ
Ｄ６の移動制御により行うことを特徴とする。
【００１１】
【作用】上記構成の画像入力装置においては、Ｒ光束、
Ｇ光束、Ｂ光束のそれぞれの結像点を、メモリ１７に記
憶された色収差情報をもとに、ＣＰＵ１０、１１により
画像データ上で一致させることにより、合焦光学系に残
存する倍率の色収差を補正することができる。この結
果、倍率の色収差による滲みがなくなり、鮮明でより高
画質の映像を得ることができる。
Ｇ光束、Ｂ光束のそれぞれの結像点を、メモリ１７に記
憶された色収差情報をもとに、ＣＰＵ１０、１１により
画像データ上で一致させることにより、合焦光学系に残
存する倍率の色収差を補正することができる。この結
果、倍率の色収差による滲みがなくなり、鮮明でより高
画質の映像を得ることができる。
【００１２】同様に、合焦光学系に残存する歪曲収差に
ついても、実際の結像点と理想像点であるサンプリング
点とを画像データ上で一致させることで補正することが
できる。この結果、歪曲収差による歪のない映像を得る
ことができる。また、過剰補正をすることにより、わざ
と歪を大きくした映像を得ることも可能となる。
ついても、実際の結像点と理想像点であるサンプリング
点とを画像データ上で一致させることで補正することが
できる。この結果、歪曲収差による歪のない映像を得る
ことができる。また、過剰補正をすることにより、わざ
と歪を大きくした映像を得ることも可能となる。
【００１３】さらに、合焦光学系に残存する倍率の色収
差や歪曲収差が多小大きくても、これらの収差を画像デ
ータ上で補正できるため、高解像度化に対応するための
光学設計を容易にすることができる。
差や歪曲収差が多小大きくても、これらの収差を画像デ
ータ上で補正できるため、高解像度化に対応するための
光学設計を容易にすることができる。
【００１４】なお、画像データの並び変えは、主走査方
向及び副走査方向とも、メモリ１７に記憶された収差情
報をもとに、ＣＰＵ１１の計算により電気的に行っても
よく、主走査方向のみ電気的に行い、副走査方向につい
ては、ＣＰＵ１１により収差量だけＣＣＤ６を機械的に
変位させて行ってもよい。
向及び副走査方向とも、メモリ１７に記憶された収差情
報をもとに、ＣＰＵ１１の計算により電気的に行っても
よく、主走査方向のみ電気的に行い、副走査方向につい
ては、ＣＰＵ１１により収差量だけＣＣＤ６を機械的に
変位させて行ってもよい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の画像入力装置の一実施例を図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１６】図１に、本発明の一実施例による一眼レフ
カメラ型イメージスキャナの基本構成を示す。図１にお
いて、合焦光学系鏡筒３内のメモリ１７は、合焦光学系
固有の収差情報を記憶させておくためのＲＯＭである。
不図示ではあるが、合焦光学系鏡筒３内には、撮影時の
合焦光学系の焦点距離を検知するための検知手段と、焦
点距離情報を電気信号としてカメラボディ２内のサブＣ
ＰＵ１０に伝送する伝送手段が設けられている。カメラ
ボディ２内のサブＣＰＵ１０は、コントロールユニット
１内のメインＣＰＵ１１に制御され、ステージモータ駆
動回路１４を介してステージモータ９を駆動し、送りネ
ジ８にステージモータ９の回転力を伝えることで、ステ
ージ７の矢印Ａ−Ａ方向の移動を可能にし、ステージ７
上のＣＣＤ６の移動を行うとともに、アイリスモータ駆
動回路１２を介してアイリスモータ５を駆動し、アイリ
ス４の開閉をも行う。
カメラ型イメージスキャナの基本構成を示す。図１にお
いて、合焦光学系鏡筒３内のメモリ１７は、合焦光学系
固有の収差情報を記憶させておくためのＲＯＭである。
不図示ではあるが、合焦光学系鏡筒３内には、撮影時の
合焦光学系の焦点距離を検知するための検知手段と、焦
点距離情報を電気信号としてカメラボディ２内のサブＣ
ＰＵ１０に伝送する伝送手段が設けられている。カメラ
ボディ２内のサブＣＰＵ１０は、コントロールユニット
１内のメインＣＰＵ１１に制御され、ステージモータ駆
動回路１４を介してステージモータ９を駆動し、送りネ
ジ８にステージモータ９の回転力を伝えることで、ステ
ージ７の矢印Ａ−Ａ方向の移動を可能にし、ステージ７
上のＣＣＤ６の移動を行うとともに、アイリスモータ駆
動回路１２を介してアイリスモータ５を駆動し、アイリ
ス４の開閉をも行う。
【００１７】コントロールユニット１内のメインＣＰＵ
１１は、ＣＣＤ駆動回路１３を介してＣＣＤ６のクロッ
ク制御を行うとともに、ＣＣＤ６からの信号をＡ／Ｄ変
換素子１５によりＡ／Ｄ変換してメモリ１６に蓄え、カ
メラボディ２内のサブＣＰＵ１０を介して、合焦光学系
鏡筒３内のメモリ１７に記憶された収差情報を引き出
し、その情報をもとに、メモリ１６に蓄えたデータの演
算処理および並び変えを行う。さらに、Ｉ／Ｆ１８を介
して処理された情報を、図示しない記録装置へ出力す
る。
１１は、ＣＣＤ駆動回路１３を介してＣＣＤ６のクロッ
ク制御を行うとともに、ＣＣＤ６からの信号をＡ／Ｄ変
換素子１５によりＡ／Ｄ変換してメモリ１６に蓄え、カ
メラボディ２内のサブＣＰＵ１０を介して、合焦光学系
鏡筒３内のメモリ１７に記憶された収差情報を引き出
し、その情報をもとに、メモリ１６に蓄えたデータの演
算処理および並び変えを行う。さらに、Ｉ／Ｆ１８を介
して処理された情報を、図示しない記録装置へ出力す
る。
【００１８】次に、図１に示すメモリ１７に記憶させる
合焦光学系３２の固有の収差情報について、図２乃至図
１１を参照して説明する。図２に示すように、カメラの
結像面２１の中心の光軸２２から、各辺及び四隅までの
距離をそれぞれａ、ｂ、ｃとする。これらの距離ａ、
ｂ、ｃを像高と称する。
合焦光学系３２の固有の収差情報について、図２乃至図
１１を参照して説明する。図２に示すように、カメラの
結像面２１の中心の光軸２２から、各辺及び四隅までの
距離をそれぞれａ、ｂ、ｃとする。これらの距離ａ、
ｂ、ｃを像高と称する。
【００１９】図３は、合焦光学系の一焦点距離における
結像面２１上の残存の倍率の色収差と像高との関係を示
す図である。本実施例においては、メインＣＰＵ１１に
よる画像データの演算処理を簡略化するため、図４に示
すように、Ｇ光を基準に、図２における像高ｂにおいて
直線近似し、この図より、Ｇ光に対するＲ光およびＢ光
の残存の倍率の色収差と高像の関係式を導く。
結像面２１上の残存の倍率の色収差と像高との関係を示
す図である。本実施例においては、メインＣＰＵ１１に
よる画像データの演算処理を簡略化するため、図４に示
すように、Ｇ光を基準に、図２における像高ｂにおいて
直線近似し、この図より、Ｇ光に対するＲ光およびＢ光
の残存の倍率の色収差と高像の関係式を導く。
【００２０】図４において、曲線（Ｂ−Ｇ）、（Ｒ−
Ｇ）は、それぞれ直線近似前のＢ光とＧ光、Ｒ光とＧ光
との収差量の差を示し、曲線（Ｂ−Ｇ）Ｋ、（Ｒ−Ｇ）
Ｋは、それぞれ直線近似後のＢ光とＧ光、Ｒ光とＧ光と
の収差量を示す。
Ｇ）は、それぞれ直線近似前のＢ光とＧ光、Ｒ光とＧ光
との収差量の差を示し、曲線（Ｂ−Ｇ）Ｋ、（Ｒ−Ｇ）
Ｋは、それぞれ直線近似後のＢ光とＧ光、Ｒ光とＧ光と
の収差量を示す。
【００２１】Ｒ光の像高ｂにおける収差量をΔＹRbとす
ると、像高Ｙにおける収差量ΔＹRは、次式（１）で表
される。 ΔＹR＝（ΔＹRb／ｂ）×Ｙ ・・・（１）
ると、像高Ｙにおける収差量ΔＹRは、次式（１）で表
される。 ΔＹR＝（ΔＹRb／ｂ）×Ｙ ・・・（１）
【００２２】また、Ｂ光の像高ｂにおける収差量をΔＹ
Bbとすると、像高Ｙにおける収差量ΔＹBは、次式
（２）で表される。 ΔＹB＝（ΔＹBb／ｂ）×Ｙ ・・・（２）
Bbとすると、像高Ｙにおける収差量ΔＹBは、次式
（２）で表される。 ΔＹB＝（ΔＹBb／ｂ）×Ｙ ・・・（２）
【００２３】図５は、本発明の実施例である一眼レフカ
メラ型イメージスキャナの合焦光学系の図２の像高ｂに
おけるＧ光に対するＲ光およびＢ光の残存の倍率の色収
差と焦点距離の関係を示す図であり、やはり、メインＣ
ＰＵ１１による画像データの演算処理を簡略化するた
め、いくつかの焦点距離の区間で直線近似したものであ
る。この図より、各区間におけるＧ光に対するＲ光およ
びＢ光の残存の倍率の色収差と焦点距離の関係式を導
く。
メラ型イメージスキャナの合焦光学系の図２の像高ｂに
おけるＧ光に対するＲ光およびＢ光の残存の倍率の色収
差と焦点距離の関係を示す図であり、やはり、メインＣ
ＰＵ１１による画像データの演算処理を簡略化するた
め、いくつかの焦点距離の区間で直線近似したものであ
る。この図より、各区間におけるＧ光に対するＲ光およ
びＢ光の残存の倍率の色収差と焦点距離の関係式を導
く。
【００２４】Ｒ光の焦点距離ｆ1の像高ｂにおける収差
量をΔＹR1b、焦点距離ｆ2の像高ｂにおける収差量をΔ
ＹR2bとすると、焦点距離ｆ1からｆ2の区間のある焦点
距離ｆにおける像高ｂの収差量ΔＹR(1-2)bは、次式
（３）で表される。 ΔＹR(1-2)b＝｛（ΔＹR2b−ΔR1b）／（ｆ2−ｆ1）｝×ｆ ・・・（３）
量をΔＹR1b、焦点距離ｆ2の像高ｂにおける収差量をΔ
ＹR2bとすると、焦点距離ｆ1からｆ2の区間のある焦点
距離ｆにおける像高ｂの収差量ΔＹR(1-2)bは、次式
（３）で表される。 ΔＹR(1-2)b＝｛（ΔＹR2b−ΔR1b）／（ｆ2−ｆ1）｝×ｆ ・・・（３）
【００２５】Ｂ光の焦点距離ｆ1の像高ｂにおける収差
量をΔＹB1b、焦点距離ｆ2の像高ｂにおける収差量をΔ
ＹB2bとすると、焦点距離ｆ1からｆ2の区間のある焦点
距離ｆにおける像高ｂの収差量ΔＹB(1-2)bは、次式
（４）で表される。 ΔＹB(1-2)b＝｛（ΔＹB2b−ΔＹB1b）／（ｆ2−ｆ1）｝×ｆ ・・・（４）
量をΔＹB1b、焦点距離ｆ2の像高ｂにおける収差量をΔ
ＹB2bとすると、焦点距離ｆ1からｆ2の区間のある焦点
距離ｆにおける像高ｂの収差量ΔＹB(1-2)bは、次式
（４）で表される。 ΔＹB(1-2)b＝｛（ΔＹB2b−ΔＹB1b）／（ｆ2−ｆ1）｝×ｆ ・・・（４）
【００２６】残存の倍率の色収差と各焦点距離ｆとの関
係は、式（３）、（４）と同様に各焦点距離区間につい
て数式化しておく。
係は、式（３）、（４）と同様に各焦点距離区間につい
て数式化しておく。
【００２７】図６は、本実施例の一眼レフカメラ型イメ
ージスキャナの合焦光学系の一焦点距離における残存の
歪曲収差と像高の関係を示す図である。図７は、図２に
おける像高ｂにおいて直線近似したものであり、図８
は、図２の像高ｂにおける残存の歪曲収差と焦点距離の
関係を示す図であり、いくつかの焦点距離の区間で直線
近似したものである。これらの図より、下記のように、
残存の歪曲収差と像高の関係式（５）と、各区間におけ
る残存の歪曲収差と焦点距離の関係式（６）を導く。
ージスキャナの合焦光学系の一焦点距離における残存の
歪曲収差と像高の関係を示す図である。図７は、図２に
おける像高ｂにおいて直線近似したものであり、図８
は、図２の像高ｂにおける残存の歪曲収差と焦点距離の
関係を示す図であり、いくつかの焦点距離の区間で直線
近似したものである。これらの図より、下記のように、
残存の歪曲収差と像高の関係式（５）と、各区間におけ
る残存の歪曲収差と焦点距離の関係式（６）を導く。
【００２８】即ち、像高ｂにおける収差量をΔbKとする
と、像高Ｙにおける収差量ΔＹKは、次式（５）で表さ
れる。 ΔＹK＝（ΔＹbK／ｂ）×Ｙ ・・・（５）
と、像高Ｙにおける収差量ΔＹKは、次式（５）で表さ
れる。 ΔＹK＝（ΔＹbK／ｂ）×Ｙ ・・・（５）
【００２９】焦点距離ｆ1の像高ｂにおける収差量をΔ
Ｙ1bK、焦点距離ｆ2の像高ｂにおける収差量をΔＹ2bk
とすると、焦点距離ｆ1からｆ2の区間のある焦点距離ｆ
における像高ｂの収差量ΔＹ(1-2)bkは、次式（６）で
表される。 ΔＹ(1-2) bK＝｛（ΔＹ2bK−ΔＹ1bK）／（ｆ2−ｆ1）｝×ｆ ・・・（６）
Ｙ1bK、焦点距離ｆ2の像高ｂにおける収差量をΔＹ2bk
とすると、焦点距離ｆ1からｆ2の区間のある焦点距離ｆ
における像高ｂの収差量ΔＹ(1-2)bkは、次式（６）で
表される。 ΔＹ(1-2) bK＝｛（ΔＹ2bK−ΔＹ1bK）／（ｆ2−ｆ1）｝×ｆ ・・・（６）
【００３０】残存の歪曲収差と各焦点距離ｆとの関係
は、式（６）と同様に各焦点距離区間について数式化し
ておく。
は、式（６）と同様に各焦点距離区間について数式化し
ておく。
【００３１】本実施例においては、以上のような関係式
を合焦光学系の固有情報としてメモリ１７に記憶させて
おけばよい。当然、メインＣＰＵ１１の処理能力が高く
なれば、以上のような近似処理前の収差データを記憶さ
せてもよい。
を合焦光学系の固有情報としてメモリ１７に記憶させて
おけばよい。当然、メインＣＰＵ１１の処理能力が高く
なれば、以上のような近似処理前の収差データを記憶さ
せてもよい。
【００３２】次に、図１に示すメインＣＰＵ１１による
画像データの演算処理とデータの並び変えについて、図
９乃至図１４を参照して説明する。
画像データの演算処理とデータの並び変えについて、図
９乃至図１４を参照して説明する。
【００３３】図９は、倍率の色収差の説明図である。図
９において、物体３１のＰ点から合焦光学系３２を介し
てＣＣＤ６の結像面２１に集光される光が倍率の色収差
により分散し、サンプリング点ＳにはＧ光束のみがＳＧ
点として結像しており、Ｒ光束、Ｂ光束はサンプリング
Ｓ点に結像せずに、それぞれ違う点ＳＲ、ＳＢに結像し
ている。本実施例においては、サンプリング点Ｓにない
Ｒ光束およびＢ光束の結像点ＳＲ、ＳＢのデータを補間
により求め、新たなサンプリング点のデータとして並び
変え、データ上でそれぞれの光束の結像点を一致させ、
倍率の色収差を補正する。
９において、物体３１のＰ点から合焦光学系３２を介し
てＣＣＤ６の結像面２１に集光される光が倍率の色収差
により分散し、サンプリング点ＳにはＧ光束のみがＳＧ
点として結像しており、Ｒ光束、Ｂ光束はサンプリング
Ｓ点に結像せずに、それぞれ違う点ＳＲ、ＳＢに結像し
ている。本実施例においては、サンプリング点Ｓにない
Ｒ光束およびＢ光束の結像点ＳＲ、ＳＢのデータを補間
により求め、新たなサンプリング点のデータとして並び
変え、データ上でそれぞれの光束の結像点を一致させ、
倍率の色収差を補正する。
【００３４】図１０および図１１は、本実施例における
データ補間の説明図である。図１０は、合焦光学系３２
の子午線上にサンプリング点Ｐがある場合のデータ補間
法であり、図１１は、合焦光学系３２の子午線上にサン
プリング点Ｐがない場合の２次元的なデータ補間法であ
る。
データ補間の説明図である。図１０は、合焦光学系３２
の子午線上にサンプリング点Ｐがある場合のデータ補間
法であり、図１１は、合焦光学系３２の子午線上にサン
プリング点Ｐがない場合の２次元的なデータ補間法であ
る。
【００３５】図１０において、図１０（ａ）に示すＰ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、等間隔に設けられたサンプリ
ング点であり、それぞれの点におけるデータが、図１０
（ｂ）に示すように、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４である。
Ｐ２Ｋは、Ｐ２に結像すべき光束が収差の影響を受け、
結像する点であり、Ｐ２Ｋ点におけるデータをＸ２Ｋと
している。しかし、Ｐ２Ｋ点はサンプリング点上に無い
ため、読み取りデータとしてＸ２Ｋは存在していない。
そこで、本実施例においては、上記の隣接するＰ１から
Ｐ４点のデータを用い、ベーススプラインによる補間に
てＸ２Ｋを求めることとした。Ｐ２点の光軸２２からの
距離、つまり像高をＹとすると、メモリ１７に記憶され
た収差情報より、Ｐ２点における収差量はΔＹとなり、
サンプリング点間ピッチを１とすると、Ｐ２Ｋ点におけ
るデータＸ２Ｋは、次式（７）で求められる。 Ｘ2K＝（ΔＹ3／６）×Ｘ4 ＋（−１１／１２ΔＹ3＋３／２ΔＹ2）×Ｘ3 ＋（２１／１２ΔＹ3−９／２ΔＹ2＋３ΔＹ）×Ｘ2 ＋（１−ΔＹ）3Ｘ1 ・・・（７）
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、等間隔に設けられたサンプリ
ング点であり、それぞれの点におけるデータが、図１０
（ｂ）に示すように、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４である。
Ｐ２Ｋは、Ｐ２に結像すべき光束が収差の影響を受け、
結像する点であり、Ｐ２Ｋ点におけるデータをＸ２Ｋと
している。しかし、Ｐ２Ｋ点はサンプリング点上に無い
ため、読み取りデータとしてＸ２Ｋは存在していない。
そこで、本実施例においては、上記の隣接するＰ１から
Ｐ４点のデータを用い、ベーススプラインによる補間に
てＸ２Ｋを求めることとした。Ｐ２点の光軸２２からの
距離、つまり像高をＹとすると、メモリ１７に記憶され
た収差情報より、Ｐ２点における収差量はΔＹとなり、
サンプリング点間ピッチを１とすると、Ｐ２Ｋ点におけ
るデータＸ２Ｋは、次式（７）で求められる。 Ｘ2K＝（ΔＹ3／６）×Ｘ4 ＋（−１１／１２ΔＹ3＋３／２ΔＹ2）×Ｘ3 ＋（２１／１２ΔＹ3−９／２ΔＹ2＋３ΔＹ）×Ｘ2 ＋（１−ΔＹ）3Ｘ1 ・・・（７）
【００３６】また、不図示ではあるがＰ2Kがサンプル点
Ｐの両端近傍にあり、例えばＰ1とＰ2の間にある場合
は、Ｘ2Kは、次式（８）で求められる。 Ｘ2K＝（ΔＹ3／６）×Ｘ3 ＋（−ΔＹ3／２＋ΔＹ2／２＋ΔＹ／２＋１／６）×Ｘ2 ＋（７／１２ΔＹ3−５／４ΔＹ2＋１／４ΔＹ＋７／１２） ＋１／４（１−ΔＹ）3×Ｘ1 ・・・（８）
Ｐの両端近傍にあり、例えばＰ1とＰ2の間にある場合
は、Ｘ2Kは、次式（８）で求められる。 Ｘ2K＝（ΔＹ3／６）×Ｘ3 ＋（−ΔＹ3／２＋ΔＹ2／２＋ΔＹ／２＋１／６）×Ｘ2 ＋（７／１２ΔＹ3−５／４ΔＹ2＋１／４ΔＹ＋７／１２） ＋１／４（１−ΔＹ）3×Ｘ1 ・・・（８）
【００３７】図１１において、図１１（ａ）に示すＰ１
１からＰ４４はサンプリング点であり、それぞれが定ピ
ッチで２次元配列されている。また、それぞれのサンプ
リング点におけるデータは、図１１（ｂ）に示すよう
に、Ｘ１１からＸ４４である。Ｐ２２Ｋは、Ｐ２２に結
像すべき光束が収差の影響を受け結像する点であり、Ｐ
２２Ｋ点におけるデータをＸ２２Ｋとしている。しか
し、Ｐ２２Ｋ点はサンプリング点上に無いため、読み取
りデータとしてＸ２２Ｋは存在していない。そこで、本
実施例においては、前述の補間を３次元的に展開し、式
（７）または式（８）を用いて、主走査方向及び副走査
方向の補間を行い、Ｘ２２Ｋを求めればよい。
１からＰ４４はサンプリング点であり、それぞれが定ピ
ッチで２次元配列されている。また、それぞれのサンプ
リング点におけるデータは、図１１（ｂ）に示すよう
に、Ｘ１１からＸ４４である。Ｐ２２Ｋは、Ｐ２２に結
像すべき光束が収差の影響を受け結像する点であり、Ｐ
２２Ｋ点におけるデータをＸ２２Ｋとしている。しか
し、Ｐ２２Ｋ点はサンプリング点上に無いため、読み取
りデータとしてＸ２２Ｋは存在していない。そこで、本
実施例においては、前述の補間を３次元的に展開し、式
（７）または式（８）を用いて、主走査方向及び副走査
方向の補間を行い、Ｘ２２Ｋを求めればよい。
【００３８】図１２は、本実施例における倍率の色収差
補正のための画像データの合成法を示す図である。
補正のための画像データの合成法を示す図である。
【００３９】図１２において、Ｒ１１Ｋ、Ｒ１２Ｋ、・
・・は、合焦光学系３２の残存の倍率色収差の影響によ
り、サンプリング点よりずれた点に結像したＲ光の結像
点におけるデータである。また、Ｂ１１Ｋ、Ｂ１２Ｋ、
・・・は、合焦光学系の残存の倍率色収差の影響によ
り、サンプリング点よりずれた点に結像したＢ光の結像
点におけるデータである。これらのデータは、上記補間
法により求められたもので、これらのデータを、収差の
影響を受けないときに結像するサンプリング点の新たな
データとして並び変えを行う。Ｇ１１、Ｇ１２、・・・
は、Ｇ光のサンプリング点におけるデータである。本実
施例においては、以上のデータを結合させればよい。こ
れにより、画像データ上で倍率の色収差が補正されたこ
とになる。
・・は、合焦光学系３２の残存の倍率色収差の影響によ
り、サンプリング点よりずれた点に結像したＲ光の結像
点におけるデータである。また、Ｂ１１Ｋ、Ｂ１２Ｋ、
・・・は、合焦光学系の残存の倍率色収差の影響によ
り、サンプリング点よりずれた点に結像したＢ光の結像
点におけるデータである。これらのデータは、上記補間
法により求められたもので、これらのデータを、収差の
影響を受けないときに結像するサンプリング点の新たな
データとして並び変えを行う。Ｇ１１、Ｇ１２、・・・
は、Ｇ光のサンプリング点におけるデータである。本実
施例においては、以上のデータを結合させればよい。こ
れにより、画像データ上で倍率の色収差が補正されたこ
とになる。
【００４０】図１３は、歪曲収差の説明図である。図１
３において、物体３１のＰ点からの光が歪曲収差によ
り、収差が無い状態では、サンプリング点Ｓに結像する
はずの光束がサンプリング点Ｓとは違う点ＳＰに結像し
ている。本実施例においては、歪曲収差の影響を受け、
サンプリング点Ｓでない点ＳＰに結像した光束の結像点
におけるデータを、倍率の色収差補正と同じ補間法によ
り求め、新たなサンプリング点のデータとして並び変
え、データ上で、その光束の結像点ＳＰと理想像点Ｓを
一致させ、歪曲収差を補正する。
３において、物体３１のＰ点からの光が歪曲収差によ
り、収差が無い状態では、サンプリング点Ｓに結像する
はずの光束がサンプリング点Ｓとは違う点ＳＰに結像し
ている。本実施例においては、歪曲収差の影響を受け、
サンプリング点Ｓでない点ＳＰに結像した光束の結像点
におけるデータを、倍率の色収差補正と同じ補間法によ
り求め、新たなサンプリング点のデータとして並び変
え、データ上で、その光束の結像点ＳＰと理想像点Ｓを
一致させ、歪曲収差を補正する。
【００４１】図１４は、本実施例における歪曲収差補正
のための画像データの合成法を示す図である。
のための画像データの合成法を示す図である。
【００４２】図１４において、Ｒ１１Ｋ、Ｒ１２Ｋ、・
・・は、合焦光学系の歪曲収差の影響により、サンプリ
ング点Ｓよりずれた点に結像したＲ光の結像点における
データであり、Ｇ１１Ｋ、Ｇ１２Ｋ、・・・は、Ｇ光の
結像点におけるデータであり、Ｂ１１Ｋ、Ｂ１２Ｋ、・
・・は、Ｂ光の結像点におけるデータである。これらの
データは倍率の色収差補正と同様に上記補間法により求
められたもので、これらのデータを収差の影響を受けな
いときに結像するサンプリング点の新たなデータとして
並び変えを行う。本実施例においては、以上のデータを
結像させればよい。これにより、画像データ上で歪曲収
差が補正されたことになる。また、不図示ではあるが、
図１におけるコントロールユニット１に設けられた不図
示の数値キーにより、歪曲収差情報を入力することで過
剰補正することも可能である。
・・は、合焦光学系の歪曲収差の影響により、サンプリ
ング点Ｓよりずれた点に結像したＲ光の結像点における
データであり、Ｇ１１Ｋ、Ｇ１２Ｋ、・・・は、Ｇ光の
結像点におけるデータであり、Ｂ１１Ｋ、Ｂ１２Ｋ、・
・・は、Ｂ光の結像点におけるデータである。これらの
データは倍率の色収差補正と同様に上記補間法により求
められたもので、これらのデータを収差の影響を受けな
いときに結像するサンプリング点の新たなデータとして
並び変えを行う。本実施例においては、以上のデータを
結像させればよい。これにより、画像データ上で歪曲収
差が補正されたことになる。また、不図示ではあるが、
図１におけるコントロールユニット１に設けられた不図
示の数値キーにより、歪曲収差情報を入力することで過
剰補正することも可能である。
【００４３】上記実施例においては、画像データの補間
を行う場合、ＣＣＤ６の走査方向及び副走査方向とも、
データ上でそれぞれの光束の結像点をサンプリング点に
電気的に一致させて収差の補正を行う場合について説明
したが、主走査方向についてのみ上記の方法で補正し、
副走査方向については、各サンプリング点の収差量に合
わせて、ＣＣＤ６を機械的に移動させて収差の補正を行
ってもよい。
を行う場合、ＣＣＤ６の走査方向及び副走査方向とも、
データ上でそれぞれの光束の結像点をサンプリング点に
電気的に一致させて収差の補正を行う場合について説明
したが、主走査方向についてのみ上記の方法で補正し、
副走査方向については、各サンプリング点の収差量に合
わせて、ＣＣＤ６を機械的に移動させて収差の補正を行
ってもよい。
【００４４】次に図１５に示すフロー図を参照して、合
焦光学系３２の残存の倍率の色収差及び歪曲収差の補正
手順を説明する。ステップＳ１０１において、予め求め
られている合焦光学系３２の残存の色収差及び歪曲収差
のデータをメモリ１７に入力する。次にステップＳ１０
２において、収差補正のために必要なＣＣＤ６により読
み取るライン数Ｎを決定する。次にステップＳ１０３に
おいて、ＣＣＤ６による画像データの読み取りを行い、
Ａ／Ｄ変換素子１５によりＡ／Ｄ変換して、メインＣＰ
Ｕ１１を介してメモリ１６に蓄積する。
焦光学系３２の残存の倍率の色収差及び歪曲収差の補正
手順を説明する。ステップＳ１０１において、予め求め
られている合焦光学系３２の残存の色収差及び歪曲収差
のデータをメモリ１７に入力する。次にステップＳ１０
２において、収差補正のために必要なＣＣＤ６により読
み取るライン数Ｎを決定する。次にステップＳ１０３に
おいて、ＣＣＤ６による画像データの読み取りを行い、
Ａ／Ｄ変換素子１５によりＡ／Ｄ変換して、メインＣＰ
Ｕ１１を介してメモリ１６に蓄積する。
【００４５】次にステップ１０４において、メモリ１６
に補正に必要なライン数の画像データが蓄積されたかど
うかを判断し、蓄積されていれば、ステップＳ１０５に
おいて、メモリ１７に記憶された収差情報を引き出し、
この収差情報をもとに、メモリ１６に蓄積されたデータ
の色収差及び歪曲収差の補正量をメインＣＰＵ１１によ
り計算してデータを作成する。ステップＳ１０４におい
て、メモリ１６に補正に必要なライン数の画像データが
蓄積されていなければ、ステップＳ１０３に戻る。
に補正に必要なライン数の画像データが蓄積されたかど
うかを判断し、蓄積されていれば、ステップＳ１０５に
おいて、メモリ１７に記憶された収差情報を引き出し、
この収差情報をもとに、メモリ１６に蓄積されたデータ
の色収差及び歪曲収差の補正量をメインＣＰＵ１１によ
り計算してデータを作成する。ステップＳ１０４におい
て、メモリ１６に補正に必要なライン数の画像データが
蓄積されていなければ、ステップＳ１０３に戻る。
【００４６】次にステップＳ１０６において、補正計算
されたデータにより補正前のデータを並び変え、ステッ
プＳ１０７において、補正後のデータを読み取る。そし
て、読み取りが完了すれば、ステップＳ１０８において
処理が終了する。読み取りが完了していなければ、ステ
ップＳ１０３に戻る。
されたデータにより補正前のデータを並び変え、ステッ
プＳ１０７において、補正後のデータを読み取る。そし
て、読み取りが完了すれば、ステップＳ１０８において
処理が終了する。読み取りが完了していなければ、ステ
ップＳ１０３に戻る。
【００４７】本実施例によれば、合焦光学系３２の固有
の倍率の色収差及び歪曲収差がなく、歪が発生しない、
鮮明で高画質の映像を得ることができる。また、歪曲収
差の過剰補正により、わざと歪の大きな映像も得ること
ができる。
の倍率の色収差及び歪曲収差がなく、歪が発生しない、
鮮明で高画質の映像を得ることができる。また、歪曲収
差の過剰補正により、わざと歪の大きな映像も得ること
ができる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像入力
装置によれば、Ｒ光束、Ｇ光束、Ｂ光束の結像点を画像
データ上で一致させることにより、合焦光学系の残存の
倍率の色収差を補正できるため、倍率の色収差による滲
みがなく、鮮明で、より高画質の映像を得ることが可能
となる効果が得られる。また、合焦光学系の残存の歪曲
収差についても、実際の結像点と理想像点をデータ上で
一致させることで補正できるため、歪曲収差による歪が
ない映像を得ることが可能となる効果が得られるととも
に、過剰補正により、わざと歪を大きくした映像も得る
ことが可能となる効果が得られる。さらに、合焦光学系
の残存の倍率の色収差が多少大きくても、画像データ上
で補正できるため、高解像度化に対応するための光学設
計の難易度が従来程度ですむという効果もある。
装置によれば、Ｒ光束、Ｇ光束、Ｂ光束の結像点を画像
データ上で一致させることにより、合焦光学系の残存の
倍率の色収差を補正できるため、倍率の色収差による滲
みがなく、鮮明で、より高画質の映像を得ることが可能
となる効果が得られる。また、合焦光学系の残存の歪曲
収差についても、実際の結像点と理想像点をデータ上で
一致させることで補正できるため、歪曲収差による歪が
ない映像を得ることが可能となる効果が得られるととも
に、過剰補正により、わざと歪を大きくした映像も得る
ことが可能となる効果が得られる。さらに、合焦光学系
の残存の倍率の色収差が多少大きくても、画像データ上
で補正できるため、高解像度化に対応するための光学設
計の難易度が従来程度ですむという効果もある。
【図１】本発明の画像入力装置の一実施例による一眼レ
フカメラ型イメージスキャナの基本構成図である。
フカメラ型イメージスキャナの基本構成図である。
【図２】図１のイメージスキャナの結像面を示す説明図
である。
である。
【図３】図１のイメージスキャナの合焦光学系の一焦点
距離における残存の倍率の色収差量と像高との関係を示
す線図である。
距離における残存の倍率の色収差量と像高との関係を示
す線図である。
【図４】図３に示す残存の倍率の色収差量を、Ｇ光を基
準に像高ｂにおいて直線近似して示す線図である。
準に像高ｂにおいて直線近似して示す線図である。
【図５】図１のイメージスキャナの合焦光学系の像高ｂ
における残存の倍率の色収差と焦点距離との関係を直線
近似して示す線図である。
における残存の倍率の色収差と焦点距離との関係を直線
近似して示す線図である。
【図６】図１のイメージスキャナの合焦光学系の一焦点
距離における残存の歪曲収差と像高との関係を示す線図
である。
距離における残存の歪曲収差と像高との関係を示す線図
である。
【図７】図６に示す残存の歪曲収差を像高ｂにおいて直
線近似して示す線図である。
線近似して示す線図である。
【図８】図１のイメージスキャナの合焦光学系の像高ｂ
における残存の歪曲収差と焦点距離との関係を直線近似
して示す線図である。
における残存の歪曲収差と焦点距離との関係を直線近似
して示す線図である。
【図９】倍率の色収差の説明図である。
【図１０】図１のイメージスキャナの合焦光学系の子午
線上にサンプリング点がある場合のデータ補間法を示す
説明図である。
線上にサンプリング点がある場合のデータ補間法を示す
説明図である。
【図１１】図１のイメージスキャナの合焦光学系の子午
線上にサンプリング点がない場合のデータ補間法を示す
説明図である。
線上にサンプリング点がない場合のデータ補間法を示す
説明図である。
【図１２】図１のイメージスキャナにおける倍率の色収
差補正のためのデータの結合法を示す説明図である。
差補正のためのデータの結合法を示す説明図である。
【図１３】歪曲収差の説明図である。
【図１４】図１のイメージスキャナにおける歪曲収差補
正のためのデータの結合法を示す説明図である。
正のためのデータの結合法を示す説明図である。
【図１５】図１のイメージスキャナにおける収差の補正
手順を示すフロー図である。
手順を示すフロー図である。
【図１６】従来の画像入力装置の一例における読み取り
データの結合法を示す説明図である。
データの結合法を示す説明図である。
６ ＣＣＤ（固体撮像素子） ８ 送りネジ（走査手段） ９ ステージモータ（走査手段） １０、１１ ＣＰＵ（制御手段） １６、１７ メモリ（記憶手段） ３２ 合焦光学系（合焦手段）
Claims (4)
- 【請求項１】 光学的入力信号を電気信号に変換する画
素がライン状に配列された固体撮像素子からなる撮像手
段と、 前記固体撮像素子上に光学的に画像を合焦結像させる合
焦手段と、 前記固体撮像素子を前記画像の結像点に対して走査する
走査手段とを備える画像入力装置において、 前記合焦手段に残存する所定の焦点距離における固有の
倍率の色収差及び歪曲収差のそれぞれの情報を記憶する
記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記情報または別入力された
情報をもとに、前記色収差及び歪曲収差の補正を行う制
御手段を設けたことを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項２】 前記倍率の色収差補正及び歪曲収差補正
は、前記固体撮像素子上の前記画像の結像点における画
像データを、前記記憶手段に記憶された収差情報をもと
に、前記制御手段が算出した画像データにより所定のサ
ンプリング点間に補間したことを特徴とする請求項１記
載の画像入力装置。 - 【請求項３】 前記画像データの並び変えは、前記固体
撮像素子の主走査及び副走査の両方向とも、前記制御手
段の計算により行うことを特徴とする請求項２記載の画
像入力装置。 - 【請求項４】 前記画像データの並び変えは、前記固体
撮像素子の主走査方向を前記制御手段の計算により行
い、副走査方向を前記制御手段による前記固体撮像素子
の移動制御により行うことを特徴とする請求項２記載の
画像入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5184723A JPH0746610A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5184723A JPH0746610A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0746610A true JPH0746610A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16158244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5184723A Pending JPH0746610A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746610A (ja) |
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-
1993
- 1993-07-27 JP JP5184723A patent/JPH0746610A/ja active Pending
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