JPH117523A

JPH117523A - 画像読取装置

Info

Publication number: JPH117523A
Application number: JP9175186A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yamamoto; 康裕山元
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1999-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JP3222803B2; US6014234A

Abstract

(57)【要約】【課題】画像読取装置の画像読取動作に先立って行な
われる露出測定において、固体撮像素子等の入出力特性
が線形である範囲で比例計算を行うことによって、高精
度の最適露光時間を算出する。【解決手段】第１の露光時間ｔ１の露光により得られ
るヒストグラムＨ１の最大有効値Ｄ１を求める。第２の
露光時間ｔ２の露光により得られるヒストグラムＨ２の
最大有効値Ｄ２を求める。露光時間（ｔ２−ｔ１）に
（Ｖｍａｘ−Ｄ１）／（Ｄ２−Ｄ１）を乗じ、ラインセ
ンサ３０の出力範囲を（Ｄ２−Ｄ１）から（Ｖｍａｘ−
Ｄ１）に拡大する露光時間を求める。この露光時間に第
１の露光時間ｔ１を加算することによって、最適露光時
間を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、フィルム
等に記録された画像信号をラインセンサで読み取る画像
読取装置において、画像の読取動作すなわち、本スキャ
ンに先立って本スキャン時の撮像素子の最適露光時間を
求める露出測定に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像読取装置では、画像の読取動
作（本スキャン）に先立って露出測定が行なわれる。こ
の露出測定において、透過光すなわち読取対象であるフ
ィルムを透過する光あるいは、反射光すなわち反射原稿
によって反射された光が、光学センサである固体撮像素
子（ＣＣＤ）に照射されるとき、ＣＣＤによって検出さ
れる画像信号がデジタル画像信号レベルに変換され、各
々の画像信号レベルを有する画素の数を示すヒストグラ
ムが作成される。このヒストグラムを用いて、画像毎に
最適露光時間が求められる。この最適露光時間は、最適
なコントラストの画像信号を得るための露光時間であっ
て、ＣＣＤの受光部に電荷を蓄積する時間である。ここ
で、ＣＣＤの入出力特性（すなわち入力信号に対する出
力信号を示す特性）とＣＣＤ出力信号に相関二重サンプ
リング等の処理を行なうアナログ処理回路の入出力特性
とがそれぞれ線形であると仮定して、最適露光時間は簡
単な比例計算により算出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実際のＣＣＤ及びアナ
ログ処理回路の入出力特性において、入力信号が相対的
に小さい範囲では、出力信号は非線形特性を示す。この
ため、上述の比例計算で算出された最適露光時間の精度
が低いという問題を有している。

【０００４】本発明は、画像読取装置の本スキャンに先
立って行なわれる露出測定において、固体撮像素子等の
入出力特性が略線形である範囲で比例計算を行うことに
よって、高精度の最適露光時間を算出することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像読取装
置は、光学センサを第１の露光時間露光することによっ
て、記録媒体に記録された画像に対応した第１の画像信
号を出力し、光学センサを第１の露光時間よりも長い第
２の露光時間露光することによって、画像に対応した第
２の画像信号を出力する画像読取手段と、第１の画像信
号を所定の階調の画像信号レベルに変換するとともに、
各画像信号レベルを有する画素の数を示す第１のヒスト
グラムを作成し、第２の画像信号を所定の階調の画像信
号レベルに変換するとともに、各画像信号レベルを有す
る画素の数を示す第２のヒストグラムを作成するヒスト
グラム作成手段と、第１および第２のヒストグラムに基
づいて最適露光時間を定める最適露光時間設定手段とを
備えることを特徴とする。

【０００６】この画像読取装置において、最適露光時間
設定手段が、第１のヒストグラムの最大画像信号レベル
より所定量だけ小さい画像信号レベルを第１の最大有効
値として定めるとともに、第２のヒストグラムの最大画
像信号レベルより所定量だけ小さい画像信号レベルを第
２の最大有効値として定め、これらの第１および第２の
最大有効値と、第１および第２の露光時間との相関から
最適露光時間を定めることが望ましい。さらに、第１の
最大有効値が第１のヒストグラムの最大画像信号レベル
側から降順に画素の数を積算していったとき、その総和
が所定数を超える時の画像信号レベルであり、第２の最
大有効値が第２のヒストグラムの最大画像信号レベル側
から降順に画素の数を積算していったとき、その総和が
所定数を超える時の画像信号レベルであることが望まし
い。

【０００７】この画像読取装置において、最適露光時間
は、露光により得られる画像信号の最大値が所定の適性
出力値となるであろうと予想される露光時間であり、最
適露光時間をｔ、所定の適性出力値をＶｍａｘ、第１の
最大有効値をＤ１、第２の最大有効値をＤ２、第１の露
光時間をｔ１、第２の露光時間をｔ２としたとき、次式
によって求められることが好ましい。ｔ＝（（Ｖｍａｘ−Ｄ１）／（Ｄ２−Ｄ１））×（ｔ２
−ｔ１）＋ｔ１

【０００８】この画像読取装置において、好ましくは、
画像読取手段が、記録媒体上の所定の方向に延びる帯状
光を光源から照射して、光学センサとしてこの帯状光を
受光するラインセンサを備える。

【０００９】この画像読取装置において、ラインセンサ
の長手方向と直交する方向に記録媒体またはラインセン
サが１つの画像分だけ移送される副走査動作の間に、画
像読取手段がラインセンサの蓄積された電荷をラインセ
ンサの長手方向に転送する主走査動作により第１の画像
信号と第２の画像信号とを出力することが好ましい。副
走査動作において、画像の所定のラインがラインセンサ
に対応した位置にある間に、画像読取手段が主走査動作
により第１および第２の画像信号とを出力することが好
ましい。さらに、画像読取手段が主走査動作により第１
の画像信号と第２の画像信号とを出力した直後に、ヒス
トグラム作成手段が第１のヒストグラムと第２のヒスト
グラムとを作成することが好ましい。

【００１０】この画像読取装置において、副走査動作に
おいて、画像の第１のラインがラインセンサに対応した
位置にある間に、画像読取手段が主走査動作により第１
の画像信号を出力し、かつ副走査動作において、この第
１のラインに隣接する第２のラインがラインセンサに対
応した位置にある間に、画像読取手段が主走査動作によ
り第２の画像信号を出力することが好ましい。さらに、
画像読取手段が主走査動作により第１の画像信号を出力
した直後に、ヒストグラム作成手段が第１のヒストグラ
ムを作成し、かつ、画像読取手段が主走査動作により第
２の画像信号を出力した直後に、ヒストグラム作成手段
が第２のヒストグラムを作成することが好ましい。

【００１１】この画像読取装置において、記録媒体は光
透過型あるいは光反射型の原稿であってもよい。光源は
白色光源であってもよい。この場合、ラインセンサは点
順次カラーセンサあるいは、３ラインカラーセンサであ
る。あるいは、光源はＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、
Ｂ（ブルー）の光を所定の順序で出射する３原色切り替
え型の光源であってもよい。この場合、第１および第２
の露光時間が光源のＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ
（ブルー）の各色に対応して定められ、最適露光時間設
定手段が、この光源のＲ、Ｇ、Ｂの各色毎に最適露光時
間を定めることが好ましく、この場合、ラインセンサは
モノクロラインセンサである。

【００１２】この画像読取装置は、好ましくは、光学セ
ンサを最適露光時間露光することによって、画像を検出
する最適画像検出手段を備える。

【００１３】本発明に係る原稿読取時における光学セン
サの露光時間の決定方法は、同一原稿に対し、異なる露
光時間で光学センサを制御して原稿に対応する画像デー
タを複数枚分得るステップと、各画像データ毎にヒスト
グラムを作成するステップと、これらのヒストグラムか
ら得られる第１、第２の最大有効値に基づいて最適露光
時間を得るステップとを実行する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
である画像読取装置のフィルムスキャナを示すブロック
図である。

【００１５】この画像読取装置において用いられる記録
媒体のフィルムＭは、透過原稿（ネガもしくはポジフィ
ルム）であり、原稿移送機構１０によって、矢印Ａ方向
に間欠的に移送される。このフィルムＭの移送が画像を
読み取るための副走査動作となる。フィルムＭの移送経
路の上方には光源２０が設けられ、また下方の、光源２
０に対応した位置には、固体撮像素子（ＣＣＤ）である
ラインセンサ３０が設置される。この光源２０とフィル
ムＭの間には、シリンドリカルレンズ２３が設けられ、
ラインセンサ３０とフィルムＭの間には、結像レンズ３
１が設けられる。光源２０の点灯および消灯は光源駆動
回路４１によって制御される。ラインセンサ３０の画像
の読取は、ラインセンサ駆動回路４２によって制御され
て、ラインセンサ３０の受光部により蓄積された電荷を
ラインセンサ３０の転送ＣＣＤにより転送する動作すな
わち、主走査動作によって行なわれる。原稿移送機構１
０、光源駆動回路４１、およびラインセンサ駆動回路４
２は、システムコントロール回路４０の指令により作動
する。

【００１６】画像信号は、ラインセンサ３０から読み出
された後、アンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器４
４によってアナログ信号からデジタル信号に変換され
る。デジタルの画像信号は、画像処理回路４５において
シェーディング補正等の処理を施された後、一旦メモリ
４６に格納される。この画像信号は、メモリ４６から読
み出され、色補正、ガンマ補正等の所定の処理を施され
る。そして画像信号は、インターフェース回路４７によ
って、所定のフォーマットの信号に変換され、入出力端
子４８を介して外部のコンピュータ等に出力される。画
像処理回路４５とインターフェース回路４７は、システ
ムコントロール回路４０によって制御される。

【００１７】システムコントロール回路４０には、スイ
ッチ４９が接続されており、このスイッチ４９を操作す
ることによって画像読取装置の動作が制御されてもよ
い。

【００１８】図２は、原稿移送機構１０、光源２０およ
びラインセンサ３０を示す斜視図である。フィルムＭは
枠体１１によって支持され、枠体１１は板状のステージ
１２に留め具１３によって固定される。ステージ１２に
は、フィルムＭに対応した位置に、図示しない開口が設
けられている。ステージ１２の側端面にはラック１４が
形成され、原稿送りモータ（ステッピングモータ）１５
の出力軸に設けられたピニオン１６に噛合している。原
稿送りモータ１５は、システムコントロール回路４０の
制御によって駆動され、フィルムＭの移送方向（すなわ
ち、副走査方向）の位置が制御される。

【００１９】光源２０はステージ１２の上方に位置し、
レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の光
を出射するＬＥＤ等の発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ
を周期的に配列して構成される３原色切り替え型光源で
ある。なお図２において、発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２
１Ｂは６個示されているが、さらに多数あるいは少数の
発光素子が設けられてもよい。これらの発光素子２１
Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、フィルムＭの副走査方向と直交
する方向に延びる細長い支持部材２２に支持される。支
持部材２２とフィルムＭとの間には、シリンドリカルレ
ンズ２３が配設され、シリンドリカルレンズ２３は、光
源２０に平行な細長い形状を有する。発光素子２１Ｒ、
２１Ｇ、２１Ｂから出射された光は、シリンドリカルレ
ンズ２３を介して、副走査方向（すなわち、発光素子２
１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配列方向と直交する方向）にの
み集光され、発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配列方
向に延びる帯状光としてフィルムＭ上に照射される。

【００２０】ラインセンサ３０はモノクロラインセンサ
であり、フィルムＭ及びステージ１２の下方に位置し、
光源２０とシリンドリカルレンズ２３に平行かつ対応す
るように設けられる。ラインセンサ３０の受光部には、
フォトダイオードが所定の方向に配列され、この配列方
向は発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配列方向と一致
している。以下、このラインセンサ３０のフォトダイオ
ードが配列された方向を主走査方向と書く。ラインセン
サ３０とステージ１２との間には、結像レンズ３１が設
けられる。結像レンズ３１はラインセンサ３０と平行に
延び配置され、ロッドレンズアレイ３２によって構成さ
れる。したがって、フィルムＭに対して光源２０から光
が照射されると、フィルムＭに記録された画像が、結像
レンズ３１を介してラインセンサ３０の受光面に結像さ
れる。

【００２１】図３は、読取対象が反射原稿Ｍである場合
の光源２０およびラインセンサ３０等の構成を示してい
る。この構成において、光源２０とシリンドリカルレン
ズ２３は、ラインセンサ３０及び結像レンズ３１ととも
に反射原稿Ｍの下方に設置される。光源２０から出射さ
れた光は、シリンドリカルレンズ２３を介して反射原稿
Ｍの下面に照射され、反射原稿Ｍによって反射された光
が結像レンズ３１を介してラインセンサ３０に結像され
る。

【００２２】次に、露出測定について説明する。フィル
ムＭに記録された画像の読取動作である本スキャンに先
立って、露出測定が行なわれる。この露出測定では、ス
テージ１２が本スキャン時よりも粗い送りピッチで移送
されることにより画像が粗スキャンされる。この粗スキ
ャンにより読み取られた画像信号に基づいて、本スキャ
ン時の露光時間すなわち、最適露光時間が求められる。
この最適露光時間は、フィルムＭに記録された画像毎に
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色について求められる。なお、ここで述べ
る露光時間とは、ラインセンサ３０の受光部に電荷を蓄
積する時間である。

【００２３】図４から図１０を参照して、露出測定につ
いて詳述する。第１の実施形態の画像読取装置におい
て、光源２０が３原色切り替え型光源であるため、露光
時間はＲ、Ｇ、Ｂ各色毎に異なる時間に設定可能であ
る。また、ラインセンサ３０はモノクロラインセンサで
あるので、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号は同一のセンサか
ら検出される。

【００２４】図４、図５は、第１の実施形態の画像読取
装置において露出測定を行うプログラムのフローチャー
トである。図６は、図4 、図５に示される露出測定のタ
イミングチャートである。この露出測定のプログラムに
おいて、各画像信号レベルを有する画素の数（度数）を
示すヒストグラムが作成される。なお作成されたヒスト
グラムはメモリ４６に格納される。

【００２５】ステップ１００において、それまでメモリ
４６に格納されていたヒストグラムのデータがクリアさ
れて、今回の粗スキャンに備える。ヒストグラムは各露
光時間について、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の各色別に作成され
る。

【００２６】ステップ１１０において、パラメータＹの
初期値が０に設定されるとともに、ステージ１２が移送
されて、フィルムＭの端部が光源２０に対応した初期位
置に設定される。すなわち、パラメータＹは、フィルム
Ｍの副走査方向の位置に対応している。

【００２７】まず、ステップ１２０からステップ１７０
において、各色毎に第１の露光時間の露光とヒストグラ
ムの作成とが行われる。ラインセンサ３０の入力信号
（入射光量）に対する出力信号を示す特性すなわち、ラ
インセンサ３０の入出力特性およびアンプ４３の入出力
特性に基づいて、Ｒの第１の露光時間ｔ１Ｒ、Ｇの第１
の露光時間ｔ１Ｇ、Ｂの第１の露光時間ｔ１Ｂが予め設
定される。

【００２８】ステップ１２０では、光源２０の発光素子
２１Ｒが点灯されて、シャッターゲート信号がオンされ
る（符号Ｓ１）と、フィルムＭの透過光によりラインセ
ンサ３０の受光部が第１の露光時間ｔ１Ｒの間露光さ
れ、受光量に応じた電荷が蓄積される。第１の露光時間
ｔ１Ｒが経過すると、リードアウトゲート信号が出力さ
れ（符号Ｓ２）、ラインセンサ３０において蓄積された
電荷が転送された後、シャッターゲート信号がオフされ
る（符号Ｓ３）。次いで１ライン分のＲの画像信号ＸＲ
がラインセンサ３０の転送ＣＣＤから出力される。画像
信号ＸＲは、Ａ／Ｄ変換器４４によりデジタルの画像信
号レベルに変換されて、メモリ４６に一旦格納される。

【００２９】ステップ１３０において、図７のサブルー
チンが実行される。すなわち、メモリ４６からＲの画像
信号ＸＲが適時読み出され、ヒストグラムが作成され
る。

【００３０】図７を参照して、ヒストグラム作成のサブ
ルーチンについて説明する。ステップ１３１において、
パラメータＸの初期値が０に設定される。このパラメー
タＸは、ラインセンサ３０の主走査方向に配列される画
素の位置に対応している。すなわち、初期値０は、１ラ
イン上の端部にある画素の位置を示す。

【００３１】ステップ１３３において、メモリ４６から
パラメータＸにある画素の画像信号レベルＮが読み取ら
れる。ステップ１３５において、画像信号レベルＮの度
数ＣＫ［Ｎ］がカウントされる。例えば、画像信号レベ
ルＮとしてｎが読み取られたならば、ｎの度数ＣＫ
［ｎ］が１だけ加算される。

【００３２】ステップ１３７において、パラメータＸが
１だけ加算される。ステップ１３９において、パラメー
タＸが終了値（すなわちラインセンサ３０の主走査方向
に配列される画素数）以上であるか否かが判定され、パ
ラメータＸが終了値以上の値であれば、このサブルーチ
ンは終了し、図４、図５に示される露出測定のプログラ
ムのステップ１４０の処理が実行される。

【００３３】これに対し、ステップ１３９において、パ
ラメータＸが終了値より小さければ、ステップ１３３の
処理が再び実行され、画像信号レベルＮがメモリ４６か
ら読み取られる。この画像信号レベルＮは、パラメータ
Ｘに対応する位置にある画素の画像信号レベルである。

【００３４】ステップ１３９において、パラメータＸが
終了値以上になったと判定されるまで、ステップ１３３
からステップ１３９の処理が繰り返される。すなわち、
図７に示されるヒストグラム作成のサブルーチンを実行
することによって、ヒストグラムが画像の１ライン分作
成される。

【００３５】再び図４、図５を参照する。ステップ１４
０からステップ１７０において、Ｇ、Ｂの色についても
Ｒと同様に露光とヒストグラムの作成とが行なわれる。
ステップ１４０において、光源２０の発光素子２１Ｇが
点灯し、ラインセンサ３０が第１の露光時間ｔ１Ｇだけ
露光され、ステップ１５０において、Ｇのヒストグラム
が作成される。また、ステップ１６０において、光源２
０の発光素子２１Ｂが点灯し、ラインセンサ３０が第１
の露光時間ｔ１Ｂだけ露光され、ステップ１７０におい
て、Ｂのヒストグラムが作成される。なお発光素子２１
Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはいづれかが点灯しており、同時に
２色以上が点灯することはない。以上のように、画像の
１ライン分だけヒストグラムが作成される。このヒスト
グラムは、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の第１の露光時間に対応して
いる。

【００３６】次に、ステップ１８０からステップ２３０
において、第１の露光時間と同様に、第２の露光時間に
よる各色の露光とヒストグラムの作成が行われる。ライ
ンセンサ３０およびアンプ４３の入出力特性に基づい
て、Ｒの第２の露光時間ｔ２Ｒ、Ｇの第２の露光時間ｔ
２Ｇ、およびＢの第２の露光時間ｔ２Ｂは予め設定され
る。これらの第２の露光時間は、第１の露光時間よりも
長く設定される。

【００３７】ステップ１８０において、再び、光源２０
の発光素子２１Ｒが点灯され、ラインセンサ３０が第２
の露光時間ｔ２Ｒだけ露光される。ステップ１９０にお
いて、Ｒのヒストグラムが作成される。ステップ２００
において、光源２０の発光素子２１Ｇが点灯し、ライン
センサ３０が第２の露光時間ｔ２Ｇだけ露光され、ステ
ップ２１０において、Ｇのヒストグラムが作成される。
ステップ２２０において、光源２０の発光素子２１Ｂが
点灯して、ラインセンサ３０が第２の露光時間ｔ２Ｂだ
け露光され、ステップ２３０において、Ｂのヒストグラ
ムが作成される。ステップ１２０からステップ２３０の
処理によって、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の第１、第２の露光時間
について、１ライン分だけヒストグラムが作成される。

【００３８】ステップ２４０において、原稿送りモータ
１５が駆動し、ステージ１２が所定量すなわち、粗スキ
ャン時の送りピッチ分だけ副走査方向に送られ、フィル
ムＭが移動する。ステップ２５０において、パラメータ
Ｙが１だけ加算される。このパラメータＹは、フィルム
Ｍの副走査方向の位置に対応する。

【００３９】ステップ２６０において、パラメータＹが
終了値（すなわち粗スキャンの副走査ライン数）以上で
あるか否かが判定される。パラメータＹが終了値以上で
あるとき、図４、図５に示されるプログラムは終了す
る。このプログラムによって、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に第
１、第２の露光時間についてヒストグラムが粗スキャン
による１画像分作成される。

【００４０】ステップ２６０において、パラメータＹが
終了値より小さければ、再びステップ１２０からステッ
プ２６０までの処理が繰り返される。ステップ２６０に
おいて、パラメータＹが終了値以上になったと判定され
るまで、所定ライン毎に、各色毎の各露光時間について
露光とヒストグラムの作成とが行なわれる。

【００４１】ヒストグラムはメモリ４６に格納される。
図８は、これらのヒストグラムのメモリマップである。
ラインセンサ３０から検出された画像信号が例えば、１
０ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器４４によって変換されるなら
ば、各色毎の各露光時間のヒストグラムは、１０２４階
調の画像信号レベルを有する。

【００４２】Ｒ、Ｇ、Ｂ色別の第１、第２の露光時間に
ついてそれぞれ作成されたヒストグラムに基づいて、最
大画像信号レベルから所定量だけ小さな画像信号レベル
すなわち最大有効値が求められる。

【００４３】図９は、画像信号の各ヒストグラムから最
大有効値を算出するプログラムのフローチャートであ
る。図１０には、第１と第２の露光時間の露光により得
られたヒストグラムと最大有効値との関係が示される。
図９、図１０を参照して、最大有効値の求め方を説明す
る。

【００４４】ステップ５１０において、画像信号レベル
Ｄの初期値が最大値、例えば画像信号レベルが１０ビッ
トデータであれば、１０２３に設定される。ステップ５
２０において、度数の総和Ｌの初期値が０に設定され、
それまでの度数の総和Ｌがクリアされる。この度数の総
和Ｌは、初期値１０２３から降順に各画像信号レベルの
度数を積算することによって求められる。ステップ５３
０において、閾値ＴＨが、例えば、粗スキャンされる全
画素数の０．５％の度数に設定される。この閾値ＴＨに
よって、最大有効値Ｄ１、Ｄ２が決定される。ここで、
最大有効値Ｄ１は、第１の露光時間により得られるヒス
トグラムの最大有効値であり、最大有効値Ｄ２は、第２
の露光時間により得られるヒストグラムの最大有効値で
ある。図１０に示される度数の総和Ｌ１あるいはＬ２が
閾値ＴＨ以上となるときの最大の画像信号レベルが最大
有効値Ｄ１あるいはＤ２となる。

【００４５】ステップ５４０において、ヒストグラムに
基づいて度数の総和Ｌが求められる。画像信号レベルＤ
の度数ＣＫ［Ｄ］がメモリ４６から読み出されて、それ
までの度数の総和Ｌに加算される。すなわち、画像信号
レベルの最大値１０２３から画像信号レベルＤまでの度
数の総和Ｌが求められる。ステップ５５０において、度
数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上であるか否かが判定される。
度数の総和Ｌが閾値ＴＨ以上であれば、この時の画像信
号レベルＤが最大有効値Ｄ１あるいはＤ２として出力さ
れ、この最大有効値の算出プログラムは終了する。

【００４６】ステップ５５０において、度数の総和Ｌが
閾値ＴＨより小さければ、ステップ５６０の処理が実行
される。ステップ５６０において、画像信号レベルＤが
１だけ減算される。ステップ５７０において、画像信号
レベルＤが終了値０（すなわち画像信号レベルの最小
値）以上であるか否かが判定される。画像信号レベルＤ
が０より小さいとき、閾値ＴＨを超える度数の総和Ｌが
存在しない。すなわち、最大有効値が存在しない。この
場合、このプログラムを終了し、以下に述べるエラー処
理等が行われる。すなわち、閾値ＴＨの設定値が画像の
総画素数に比して大きければ、閾値ＴＨが設定し直され
る。あるいは、ヒストグラムに異常があれば、第１およ
び第２の露光時間が設定し直され、再度図４、図５に示
される処理が実行される。

【００４７】これに対し、ステップ５７０においてレベ
ルＤが０以上ならば、ステップ５４０の処理が再び実行
される。ステップ５５０において、度数の総和Ｌが閾値
ＴＨ以上になったと判定されるか、あるいはステップ５
７０においてレベルＤが０より小さくなったと判定され
るまで、ステップ５４０からステップ５７０の処理が繰
り返される。

【００４８】図９に示される最大有効値の算出プログラ
ムによって、Ｒ、Ｇ、Ｂ色毎に最大有効値Ｄ１、Ｄ２が
求められる。この最大有効値Ｄ１、Ｄ２と第１および第
２の露光時間ｔ１、ｔ２とをパラメーターとして、各色
毎に最適露光時間が算出される。この最適露光時間を算
出する方法を従来の算出方法と比して説明する。

【００４９】第１の実施形態において、最適露光時間ｔ
は、（１）式によって求められる。

【００５０】

【数１】

【００５１】ここで、図１０を参照して、第１および第
２の露光時間ｔ１、ｔ２のヒストグラムと各パラメータ
との関係を説明し、（１）式について述べる。図１０に
は、ヒストグラムＨ１、ヒストグラムＨ２、ヒストグラ
ムのＨ１の最大有効値Ｄ１、およびヒストグラムＨ２の
最大有効値Ｄ２が示される。ヒストグラムＨ１は、第１
の露光時間ｔ１の露光によって得られる画像信号のヒス
トグラムである。ヒストグラムＨ２は、第２の露光時間
ｔ２の露光によって得られる画像信号のヒストグラムで
ある。上側基準値Ｖｍａｘは、ラインセンサ３０の出力
信号の上限すなわち、適性出力値であって、特にＡ／Ｄ
変換器４４の入力信号の限界値によって定まる。

【００５２】ラインセンサ３０の入出力特性とアンプ４
３の入出力特性において、入力信号が相対的に小さい範
囲では、ラインセンサ３０およびアンプ４３の出力信号
は非線形性を有する。この入出力特性を考慮して、以下
に述べるように最適露光時間は算出される。

【００５３】第１の露光時間ｔ１の間ラインセンサ３０
およびアンプ４３の入出力特性が非線形であるのに対
し、第１の露光時間ｔ１より長い露光時間、すなわちラ
インセンサ３０の出力である画像信号レベルの範囲（Ｖ
ｍａｘ−Ｄ１）において、ラインセンサ３０およびアン
プ４３の入出力特性が略線形であって、ラインセンサ３
０の出力は露光時間（ｔ２−ｔ１）に比例する。従っ
て、露光時間（ｔ２−ｔ１）に（Ｖｍａｘ−Ｄ１）／
（Ｄ２−Ｄ１）を乗ずることによって、ラインセンサ３
０の出力範囲を（Ｄ２−Ｄ１）から（Ｖｍａｘ−Ｄ１）
に拡大し、これに第１の露光時間ｔ１を加算することに
よって最適露光時間ｔが求められる。すなわち、最適露
光時間ｔは、（１）式に従って算出される。この最適露
光時間ｔは、最適な出力信号を得る露光時間である。こ
こで最適な出力信号とは、出力範囲として上側基準値Ｖ
ｍａｘを上限とする範囲を有して、さらにこの出力範囲
をできるだけ利用して出力される信号である。

【００５４】従来技術の露出測定においては、フィルム
Ｍの透過光によって、所定ライン毎に露光時間Ｔの間ラ
インセンサ３０が露光され、フィルムＭが間欠的に移送
され、１画像分の画像信号が得られる。このとき、画像
信号から作成されたヒストグラムの最大有効値Ｄが求め
られる。ラインセンサ３０およびアンプ４３の入出力特
性が線形であると見なすことによって、露光時間Ｔと最
大有効値Ｄとをパラメータとして最適露光時間ｔが
（２）式の簡単な比例計算で求められる。

【００５５】

【数２】

【００５６】しかし、実際にはラインセンサ３０および
アンプ４３の入出力特性が非線形であるので、１つの露
光時間に対応する最大有効値Ｄから（２）式の比例係数
Ｖｍａｘ／Ｄを定めると、この（２）式によって算出さ
れる最適露光時間ｔの精度は低くなる。これに対し、
（１）式によって最適露光時間ｔが算出されるとき、ラ
インセンサ３０およびアンプ４３の入出力特性が略線形
である範囲（Ｖｍａｘ−Ｄ１）において、第１および第
２の露光時間に対応する最大有効値Ｄ１およびＤ２から
比例係数（Ｖｍａｘ−Ｄ１）／（Ｄ２−Ｄ１）が定めら
れる。すなわち、ラインセンサ３０およびアンプ４３の
入出力特性が略線形である範囲でのみ比例計算が行われ
る。このため、最適露光時間ｔは高精度に求められる。

【００５７】以上の露出測定において、第１及び第２の
露光時間の露光が行なわれることによって、ラインセン
サ３０およびアンプ４３の入出力特性が略線形である範
囲において比例計算が行なわれ、高精度の最適露光時間
ｔが算出され得る。

【００５８】図１１、図１２は、第２の実施形態の画像
読取装置における露出測定のプログラムのフローチャー
トである。第１の実施形態と異なる点は、図4 、図５に
示される露出測定において、ステップ６９０とステップ
７００が付加された点であり、他の機械的および電気的
構成は同様である。以下に異なる点についてのみ詳述す
る。

【００５９】ステップ６３０からステップ６８０におい
て、第１の露光時間の露光とヒストグラムの作成とが行
われた後に、ステップ６９０において、原稿送りモータ
１５が駆動し、ステージ１２が副走査方向に所定ピッチ
だけ送られることにより、フィルムＭが移動する。ステ
ップ７００において、パラメータＹが１だけ加算され
る。このパラメータＹは副走査方向の位置に対応する。
この後、ステップ７１０からステップ７６０において、
第２の露光時間の露光とヒストグラムの作成とが行われ
る。そして、再びフィルムＭが移動し、パラメータＹが
１だけ加算される。すなわち、画像の或るラインでは、
ラインセンサ３０が第１の露光時間だけ露光され、次の
ラインでは、ラインセンサ３０が第２の露光時間だけ露
光される。すなわち、第１および第２の露光時間の露光
が別のラインにおいて行なわれ、ライン毎に交互に行わ
れる。

【００６０】以上の第２の実施形態において、第１の実
施形態と同様に、ラインセンサ３０が第１および第２の
露光時間のそれぞれで露光されることによって、ライン
センサ３０およびアンプ４３の入出力特性が略線形であ
る範囲において比例計算が行なわれるので、高精度の最
適露光時間が算出される。ただし、この第２の実施形態
においては、第１の実施形態と異なり、第１および第２
の露光時間の各露光が別のライン上で行われる。このた
め、各露光により得られる画像信号は、同一画素の画像
信号ではなく、第１の実施形態に比べると、最適露光時
間の精度は低くなるが実用上の問題はない。なお第２の
実施形態において、第１の実施形態のピッチと同一ピッ
チで画像が副走査されるならば、処理速度が向上する。

【００６１】次に第３の実施形態として、図１から図
３、図１３から図１５を参照して光源２０が白色光源で
ある場合の画像読取装置について説明する。第１の実施
形態と異なる点のみを以下に述べる。図１から図３に示
される光源２０において、発光素子２１Ｒ、２１Ｇ、２
１Ｂの替わりに、白色光を発する発光要素例えば、蛍光
燈等が支持部材２２に支持される。また、ラインセンサ
３０は図１３に示される点順次カラーセンサである。図
１３は、点順次カラーセンサの受光部におけるフィルタ
配列である。ラインセンサ３０の受光部には、１ライン
上に周期的にＲ、Ｇ、Ｂのフィルタ６１、６２、６３が
備えられる。

【００６２】図１４は、第３の実施形態において露出測
定を行うプログラムのフローチャートである。図１５
は、図１４に示される露出測定のタイミングチャートで
ある。

【００６３】図１４に示される第３の実施形態の露出測
定において、第１の実施形態、すなわち図４、図５に示
される露出測定と異なる点は、各露光時間について、１
度だけ露光を行うことによってＲ、Ｇ、Ｂ各色の画像信
号が読み取られる点である。すなわち、図４、図５にお
けるステップ１４０からステップ１７０およびステップ
２００からステップ２３０を削除したプログラムと同様
である。以上の点を除く機械的および電気的構成につい
ては、第１の実施形態と同様である。

【００６４】図１４、図１５を参照して、第３の実施形
態の露出測定について、第１の実施形態と異なる点のみ
を説明する。

【００６５】ステップ８３０において、光源２０から白
色光が連続的に照射される。シャッターゲート信号が出
力され（符号Ｓ１）、第１の露光時間ｔ１の間ラインセ
ンサ３０の受光部が露光され、露光量に応じた電荷が蓄
積される。第１の露光時間が経過するとリードアウトゲ
ート信号（符号Ｓ２）が出力され、蓄積された電荷がラ
インセンサ３０の転送路へと移される。この後、シャッ
ターゲート信号がオフとなり（符号Ｓ３）、次いでライ
ンセンサ３０の転送ＣＣＤから１ライン分の画像信号が
出力される。この１ライン分の画像信号は、点順次方式
で出力される。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂいづれかの色成分
を有する画素の信号ＸＲ、ＸＧ、ＸＢが順次１ライン分
出力される。この画像信号は、デジタルの画像信号レベ
ルに変換されて、一旦メモリ４６に格納される。

【００６６】ステップ８４０において、図７に示される
ヒストグラム作成のサブルーチンが始動され、Ｒ、Ｇ、
Ｂ各色の画像信号レベルＮがメモリ４６から読み取ら
れ、各色のヒストグラムが１ライン分作成される。ステ
ップ８５０において、第１の露光時間ｔ１の露光と同様
に、ラインセンサ３０が第２の露光時間ｔ２だけ露光さ
れる。ステップ８６０において、各色のヒストグラムが
１ライン分作成される。

【００６７】ステップ８３０からステップ８６０の処理
によって、第１及び第２の露光時間の各露光について、
１ライン分のヒストグラムが作成される。

【００６８】ステップ８７０からステップ８９０におい
て、図４、図５に示される第１の実施形態のプログラム
と同様に処理が行われ、１画像分のヒストグラムが完成
するまでステップ８３０からステップ８９０が繰り返さ
れる。

【００６９】Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に各露光時間について作
成されたヒストグラムに基づいて、第１の実施形態と同
様に各色の最適露光時間が求められる。この各色の最適
露光時間のうち最も短い最適露光時間を本スキャン時の
最適露光時間とする。

【００７０】図１から図３、図１４、図１６、図１７を
参照して、第４の実施形態について説明する。光源２０
は白色光源であり、ラインセンサ３０は図１６に示され
る３ラインカラーセンサである。ラインセンサ３０にお
いて、１つのライン上の受光部に同一色のフィルタが設
けられ、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタ６１、６２、６３を各々
備える３つのラインセンサが並列に並ぶ。

【００７１】第４の実施形態において、第３の実施形態
と異なる点は、ラインセンサ３０の受光部であり、異な
る出力方式によってラインセンサ３０から画像信号が出
力される。第４の実施形態の出力方式について、図１７
を参照して説明する。その他の点は同様であるので、説
明は省略する。

【００７２】図１７は、第４の実施形態における露出測
定のタイミングチャートである。検出される画像信号
は、ラインセンサ３０の３つの出力端から、独立した
Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号ＸＲ、ＸＧ、ＸＢとして出力され
る。

【００７３】図１から図３、図１３、図１５、図１８を
参照して、第５の実施形態について説明する。第５の実
施形態において、光源２０は白色光源であり、ラインセ
ンサ３０は点順次カラーセンサである。

【００７４】図１８は、第５の実施形態の画像読取装置
において露出測定を行うプログラムのフローチャートで
ある。図１４に示される第３の実施形態のプログラムと
異なる点は、ステップ９４０とステップ９５０とが付加
される点である。その他の機械的および電気的構成は第
３の実施形態と同様であるので、異なる点についてのみ
以下に説明する。

【００７５】第１の露光時間ｔ１の露光とヒストグラム
の作成とを行った後に、ステップ９４０において、ステ
ージ１２が副走査方向に所定ピッチだけ送られ、フィル
ムＭが移動する。ステップ９５０において、副走査方向
の位置に対応するパラメータＹが１だけ加算される。こ
の後、第２の露光時間ｔ２の露光とヒストグラムの作成
とが行われ、再びステップ９８０において、フィルムＭ
が移動し、ステップ９９０において、パラメータＹが１
だけ加算される。このようにして、画像の或るラインで
は第１の露光時間ｔ１の露光が行われ、次のラインでは
第２の露光時間ｔ２の露光が行われる。すなわち、第１
および第２の露光時間の露光はライン毎に交互に行われ
る。

【００７６】図１から図３、図１６から図１８を参照し
て、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態
において、光源２０は、白色光源であり、ラインセンサ
３０は、３ラインカラーセンサである。第６の実施形態
における露出測定は、図１８に示される上述のプログラ
ムによって行なわれ、第５の実施形態と異なる点は、ラ
インセンサ３０が３ラインカラーセンサであるので、画
像信号が各色毎に独立してラインセンサ３０から出力さ
れる点である。

【００７７】第１および第２の実施形態においては、
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号を得るため、ラインセンサ３
０が光源の色を切り替えて３度露光される。これに対
し、第３から第６の実施形態においては、１度の露光に
よって各色の画像信号が得られる。このため、処理速度
は向上する。しかし、本スキャン時の露光時間は、求め
られたＲ、Ｇ、Ｂの最適露光時間のうちの１色の露光時
間すなわち、各色の露光時間のうち最も短い露光時間で
あるため、他の２色に関しては、最適の露光が行われな
い。

【００７８】上述のような利点および欠点もあるが、光
源２０として白色光源を備える第３から第６の実施形態
においても、３原色切り替え型の光源を備える第１と第
２の実施形態と同様に、ラインセンサ３０およびアンプ
４３の入出力特性が略線形である範囲で比例計算がおこ
なわれるので、高精度の最適露光時間が算出される。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像読取
装置の本スキャンに先立って行なわれる露出測定におい
て、ラインセンサ等の入出力特性が略線形である範囲で
比例計算が行われることによって、高精度の最適露光時
間が算出可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像読取装置のフィルムスキャナを示
すブロック図である。

【図２】透過原稿を読み取る画像読取装置の原稿移送機
構と光源およびラインセンサを示す斜視図である。

【図３】反射原稿を読み取る画像読取装置の光源および
ラインセンサ等の配置図である。

【図４】第１の実施形態において露出測定を行うプログ
ラムのフローチャートである（前半部）。

【図５】第１の実施形態におけて露出測定を行うプログ
ラムのフローチャートである（後半部）。

【図６】第１の実施形態の露出測定のタイミングチャー
トである。

【図７】露出測定においてヒストグラムを作成するサブ
ルーチンのフローチャートである。

【図８】各露光時間のＲ、Ｇ、Ｂ各色のヒストグラムの
メモリマップである。

【図９】露出測定において作成されたヒストグラムの最
大有効値を算出するプログラムのフローチャートであ
る。

【図１０】第１および第２の露光時間の露光によって作
成されるヒストグラムと最大有効値の相関図である。

【図１１】第２の実施形態において露出測定を行うプロ
グラムのフローチャートである（前半部）。

【図１２】第２の実施形態において露出測定を行うプロ
グラムのフローチャートである（後半部）。

【図１３】点順次カラーラインセンサのフィルタ配列で
ある。

【図１４】第３および第４の実施形態において露出測定
を行うプログラムのフローチャートである。

【図１５】第３および第５の実施形態における露出測定
のタイミングチャートである。

【図１６】３ラインカラーラインセンサのフィルタ配列
である。

【図１７】第４および第６の実施形態における露出測定
のタイミングチャートである。

【図１８】第５および第６の実施形態において露出測定
を行うプログラムのフローチャートである。

【符号の説明】

Ｈ１第１の蓄積時間の露光のヒストグラムＨ２第２の蓄積時間の露光のヒストグラムＤ１第１の露光時間のヒストグラムの最大有効値Ｄ２第２の露光時間のヒストグラムの最大有効値Ｖｍａｘ上側基準値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 1/028 Ｇ０６Ｆ 15/70 ３２５ 1/19 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０３Ｅ 1/405 1/40 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学センサを第１の露光時間露光するこ
とによって、記録媒体に記録された画像に対応した第１
の画像信号を出力し、前記光学センサを前記第１の露光
時間よりも長い第２の露光時間露光することによって、
前記画像に対応した第２の画像信号を出力する画像読取
手段と、前記第１の画像信号を所定の階調の画像信号レベルに変
換するとともに、各画像信号レベルを有する画素の数を
示す第１のヒストグラムを作成し、前記第２の画像信号
を前記所定の階調の画像信号レベルに変換するととも
に、各画像信号レベルを有する画素の数を示す第２のヒ
ストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記第１および第２のヒストグラムに基づいて最適露光
時間を定める最適露光時間設定手段とを備えることを特
徴とする画像読取装置。
【請求項２】前記最適露光時間設定手段が、前記第１
のヒストグラムの最大画像信号レベルより所定量だけ小
さい画像信号レベルを第１の最大有効値として定めると
ともに、前記第２のヒストグラムの最大画像信号レベル
より所定量だけ小さい画像信号レベルを第２の最大有効
値として定め、これらの第１および第２の最大有効値
と、前記第１および第２の露光時間との相関から前記最
適露光時間を定めることを特徴とする請求項１に記載の
画像読取装置。
【請求項３】前記第１の最大有効値が、前記第１のヒ
ストグラムの最大画像信号レベル側から降順に画素の数
を積算していったとき、その総和が所定数を超える時の
画像信号レベルであり、前記第２の最大有効値が、前記
第２のヒストグラムの最大画像信号レベル側から降順に
画素の数を積算していったとき、その総和が所定数を超
える時の画像信号レベルであることを特徴とする請求項
２に記載の画像読取装置。
【請求項４】前記最適露光時間は、露光により得られ
る画像信号の最大値が所定の適性出力値となるであろう
と予想される露光時間であり、最適露光時間をｔ、所定
の適性出力値をＶｍａｘ、第１の最大有効値をＤ１、第
２の最大有効値をＤ２、第１の露光時間をｔ１、第２の
露光時間をｔ２としたとき、次式によって求められるこ
とを特徴とする請求項２に記載の画像読取装置。ｔ＝（（Ｖｍａｘ−Ｄ１）／（Ｄ２−Ｄ１））×（ｔ２
−ｔ１）＋ｔ１
【請求項５】前記画像読取手段が、前記記録媒体上の
所定の方向に延びる帯状光を光源から照射して、前記光
学センサとして前記帯状光を受光するラインセンサを備
えることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項６】前記ラインセンサの長手方向と直交する
方向に前記記録媒体または前記ラインセンサが１つの画
像分だけ移送される副走査動作の間に、前記画像読取手
段が前記ラインセンサの蓄積された電荷を前記ラインセ
ンサの長手方向に転送する主走査動作により前記第１の
画像信号と前記第２の画像信号とを出力することを特徴
とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項７】前記副走査動作において、前記画像の所
定のラインが前記ラインセンサに対応した位置にある間
に、前記画像読取手段が前記主走査動作により前記第１
の画像信号と前記第２の画像信号とを出力することを特
徴とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項８】前記画像読取手段が前記主走査動作によ
り前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを出力し
た直後に、前記ヒストグラム作成手段が前記第１のヒス
トグラムと前記第２のヒストグラムとを作成することを
特徴とする請求項７に記載の画像読取装置。
【請求項９】前記副走査動作において、前記画像の第
１のラインが前記ラインセンサに対応した位置にある間
に、前記画像読取手段が前記主走査動作により第１の画
像信号を出力し、かつ、前記副走査動作において、前記
第１のラインに隣接する第２のラインが前記ラインセン
サに対応した位置にある間に、前記画像読取手段が前記
主走査動作により第２の画像信号を出力することを特徴
とする請求項６に記載の画像読取装置。
【請求項１０】前記画像読取手段が前記主走査動作に
より前記第１の画像信号を出力した直後に、前記ヒスト
グラム作成手段が前記第１のヒストグラムを作成し、か
つ、前記画像読取手段が前記主走査動作により前記第２
の画像信号を出力した直後に、前記ヒストグラム作成手
段が前記第２のヒストグラムを作成することを特徴とす
る請求項９に記載の画像読取装置。
【請求項１１】前記記録媒体は光透過型あるいは光反
射型の原稿であることを特徴とする請求項５に記載の画
像読取装置。
【請求項１２】前記光源は白色光源であることを特徴
とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項１３】前記ラインセンサは点順次カラーセン
サあるいは３ラインカラーセンサであることを特徴とす
る請求項１２に記載の画像読取装置。
【請求項１４】前記光源はＲ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）、Ｂ（ブルー）の光を所定の順序で出射する３原色
切り替え型の光源であることを特徴とする請求項５に記
載の画像読取装置。
【請求項１５】前記第１および第２の露光時間が前記
光源のＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の
各色に対応して定められ、前記最適露光時間設定手段
が、前記光源のＲ、Ｇ、Ｂの各色毎に前記最適露光時間
を定めることを特徴とする請求項１４に記載の画像読取
装置。
【請求項１６】前記ラインセンサはモノクロラインセ
ンサであることを特徴とする請求項１４に記載の画像読
取装置。
【請求項１７】前記光学センサを前記最適露光時間露
光することによって、前記画像を検出する最適画像検出
手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像読
取装置。
【請求項１８】同一原稿に対し、異なる露光時間で光
学センサを制御して前記原稿に対応する画像データを複
数枚分得るステップと、各画像データ毎にヒストグラム
を作成するステップと、これらのヒストグラムから得ら
れる第１、第２の最大有効値に基づいて最適露光時間を
得るステップとを実行する原稿読取時における光学セン
サの露光時間の決定方法。