JPH10336450A

JPH10336450A - 原稿読取装置

Info

Publication number: JPH10336450A
Application number: JP9146546A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Hanabusa; 貢英
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】原稿画像データを読み取る際に行われるデー
タ補正用前処理に要する時間が長い。【解決手段】原稿Ｐの画像を読み取る画像読取手段１
０６の明時出力および暗時出力を補正する補正手段を有
した原稿読取装置において、補正手段に、複数種の原稿
のそれぞれに応じた暗時補正データを用いて各原稿画像
に対する画像読取手段の暗時出力の補正を行わせ、各原
稿に共通の明時補正データを用いて各原稿画像に対する
画像読取手段の明時出力の補正を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム等の透過
原稿を読取り可能な画像読取装置において、原稿読取時
における濃度レベル補正に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現像済みフィルムの画像を読み取ってコ
ンピュータ等に出力する画像読取装置が種々提案されて
いる。このような画像読取装置では、原稿載置ガラス上
に載置された原稿に対して透過光を走査光学系によって
走査しながら、ＣＣＤ等のイメージセンサ上に投影され
た画像に対応するセンサ出力を得る。

【０００３】ところで、このような画像読取装置では、
各種原稿の画像を精度良く読み込むために、画像データ
の読み取りに先立ち、原稿の種類に応じたイメージセン
サ出力の調整が必要になる。例えば、ネガフィルムを読
み取る際には、ポジフィルムより数倍のイメージセンサ
出力を確保する必要があるが、そのために、透過光源が
調光可能である場合であれば最適な光量レベルになるよ
う調整し、調光不可能な場合であればイメージセンサの
信号蓄積時間の調整やセンサ出力（アナログ信号）のゲ
イン調整を行う。

【０００４】さらに、ネガフィルム読取りおよびポジフ
ィルム読取りに応じて光学的フィルタや光学的シャッタ
の切換えを行い、制御可能な範囲でイメージセンサ出力
のダイナミックレンジをより大きくすることが効果的と
されているが、この場合、上記各調整下で出力されたセ
ンサ出力について、明時出力および暗時出力を上記ダイ
ナミックレンジに合うように予め補正する必要がある。
また、ネガフィルムの暗時出力は画像として白色である
ためその不均一性が無視できないので、色再現性を高め
るために予めセンサの明時出力および暗時出力を補正す
ることも必要になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにイメージセンサ出力を調整するには、多くの時間
を消費する。また、調整されたセンサ出力について明時
出力，暗時出力を所定レベルに補正するためには、一旦
光源ランプを消して暗時出力を補正し、再度光源ランプ
を点灯して明時出力を補正するといった工程が必要とな
り、画像読取りの前処理に多くの時間を費やすことにな
る．そして、前処理時間が長くなると、読取り時間が長
時間化するという問題だけでなく，画像読取りに至るあ
らゆる部品の温度特性を代表する経時変化の影響を考慮
しなければならなくなる。

【０００６】そこで本願発明は、より短い時間で前処理
を終了させ、画像読込みに要する時間を短縮できるよう
にした画像読取装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願発明では、複数種の原稿のそれぞれに応じた
暗時補正データを用いて各原稿画像に対する画像読取手
段の暗時出力の補正を行い、各原稿に共通の明時補正デ
ータを用いて各原稿画像に対する画像読取手段の明時出
力の補正を行うようにしている。

【０００８】具体的には、まず、ネガフィルム原稿およ
びポジフィルム原稿のそれぞれに応じた暗時補正データ
を用いて各フィルムに対するセンサの暗時出力の補正を
行うことにより、補正後の暗時出力をネガフィルム原稿
およびポジフィルム原稿について同等レベルに設定す
る。次に、ポジフィルム原稿画像の読取りの場合は、ポ
ジフィルム原稿に応じた明時補正データを取得し、セン
サ明時出力の補正を行う。但し、ネガフィルム原稿画像
の読取りの場合は、ポジフィルム原稿に応じた明時補正
データを流用してセンサ明時出力の補正を行い、いちい
ちネガフィルムに応じた明時補正データを取得する従来
のものに比べて短時間でネガフィルム原稿画像の読取り
のための前処理を終了する。

【０００９】また、本願発明では、フィルム原稿上の画
像を読み取って画像信号を出力する読取手段と、この読
取手段よるネガフィルム読取時にポジフィルム読取時よ
りも細かい補正データを用いて上記画像信号の暗時出力
レベルを補正する補正手段とを有する原稿読取装置を構
成している。この場合、補正手段に、ネガフィルム読取
時にポジフィルム読取時よりも多くの画素から得られる
補正データを用いて画像信号の暗時出力レベルを補正さ
せたり、ネガフィルム読取時に所定数の画素から得られ
る補正データを用いて画像信号の暗時出力レベルの補正
を行わせる一方、ポジフィルム読取時に所定数の画素か
ら得られるデータを平均することにより得られる補正デ
ータを用いて画像信号の暗時出力レベルの補正を行わせ
たりしてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図３および図４には、本願発明の第１
実施形態であるフィルムスキャナ（フィルム読取装置）
を示している。まず図４において、１０６はＣＣＤ等の
イメージセンサ（画像読取手段）で、装置本体１００内
に配設されている。装置本体１００の上面には原稿載置
ガラス１０１が設けられ、これに載置した原稿Ｐに対し
て光源を走査機構１０２によって走査して、イメージセ
ンサ１０６上に画像を露光する。

【００１１】イメージセンサ１０６内には、図３に示す
ように、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのフィルタを装着した３列
のセンサ１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂが配設されてお
り、原稿Ｐ上の画像を色分解して読み取る。上記走査機
構１０２は、原稿載置ガラス１０１に平行に移動するラ
ンプユニット１０３およびミラーユニット１０４と、装
置本体１００内に固定載置されたレンズ１０５とにより
構成されている。

【００１２】ランプユニット１０３は原稿Ｐを照明する
反射原稿読取用光源（白色光源）Ｌ１と、光源Ｌ１によ
って照射された原稿Ｐ面の画像反射光をミラーユニット
１０４側に反射する第１ミラーＭ１とにより構成されて
いる。また、ミラーユニット１０４は第１ミラーＭ１に
よって反射された画像光をイメージセンサ１０６に向け
て折り返す第２および第３ミラーＭ２，Ｍ３により構成
されている。ランプユニット１０３は、画像読取領域全
域において光路長を一定に保つため、ミラーユニット１
０４の２倍の速度で移動走査する。このため、本実施形
態の光学系は通常２：１光学系と称される。これらのユ
ニットはパルスモータなどの駆動源（図示せず）を動力
として、イメージセンサの読取周期と同期して移動（副
走査）する。

【００１３】２００は透過原稿読取用の光源ユニットで
ある。Ｌ２は装置本体１００に設けられた光源Ｌ１に対
し平行に配設された透過原稿読取用光源であり、２０１
は装置本体１００の原稿載置ガラス１０１に対向する位
置に設けられ、光拡散作用を持つ半透明板である。光源
ユニット２００は装置本体１００の上端部に、ヒンジ２
０２を支点として開閉可能に取り付けられている。透過
原稿読取時には、光源Ｌ２は駆動源（図示せず）の動力
により、原稿載置ガラス１０１をカバーする範囲を、半
透明板２０１に平行に、本体１００の走査機構１０２と
同期して走査する。この際、光源Ｌ１は消灯している。

【００１４】光源Ｌ２からの光は半透明板２０１中で拡
散され、原稿Ｐを、図４に光源Ｌ１周辺を拡大して示し
た図に示すような配光分布で照明する。このうち装置本
体１００の読取位置からイメージセンサ１０６に至る光
軸上にある光が、原稿載置ガラス１０１上に置かれた原
稿Ｐを透過してイメージセンサ１０６に導かれる。

【００１５】透過原稿を読み取る際、原稿載置ガラス１
０１の上端Ａの範囲は原稿の載置禁止領域となる。原稿
読取りに先立ち、イメージセンサ１０６はこの領域内に
て透過原稿用光源Ｌ２からの直接の光量や配光分布を読
み取り、各種補正用のデータとする。

【００１６】図３は、イメージセンサ１０６による読取
画像データ処理部の構成を示している。イメージセンサ
１０６が読み取った各色の画像データは、それぞれ増幅
器１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂに送られて増幅された
後、Ａ／Ｄコンバータ１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂに
よりデジタル画像信号に変換される。各Ａ／Ｄコンバー
タは、そのビット数分にイメージセンサ１０６のダイナ
ミックレンジ（原稿上の真白部と真黒部の読取出力差）
を分割して、原稿上の画像の明るさに応じて階調数を割
り当てる。

【００１７】例えば、分解能８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバ
ータを使用している場合は、白から黒に至る間を２５６
の階調レベルに識別することができ、１０ｂｉｔのＡ／
Ｄコンバータを使用している場合は、１０２４の階調レ
ベルに識別することができる。したがって、ＲＧＢ各色
について８ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた場合に
は、２４ｂｉｔ＝約１６７０万色を識別でき、各色につ
いて１０ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた場合には、
３０ｂｉｔ＝約１０億７４００万色を識別できる。

【００１８】１２４は画像処理回路であり、色補正の演
算や二値化処理等を行なった後の画像信号を出力する。

【００１９】１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂは暗時レベ
ル補正用の加減算回路であり、Ａ／Ｄコンバータ１２２
からの出力を所定の暗時レベルに補正する。暗時レベル
補正用データは各色補正データメモリ１２３Ｒ，１２３
Ｇ，１２３Ｂに格納される。１２７Ｒ，１２７Ｇ，１２
７Ｂは光源を含む光学系の配光分布（シェーディングむ
ら）を補正するための乗算回路が設けられた明時レベル
補正回路であり、Ａ／Ｄコンバータ１２２からの出力を
所定の明時レベルに補正する。なお、明時レベルを補正
するため、シェーディングむら補正用とは別に乗算回路
が設けられることもある。明時レベル補正データは各色
補正データメモリ１２８Ｒ，１２８Ｇ，１２８Ｂに格納
される。なお、暗時および明時レベル補正はイメージセ
ンサ１０６の画素毎に行われるようにしてもよいし、各
画素にて固定値で対応してもよい。

【００２０】画像処理回路１２４から出力された画像信
号は、インタフェース回路１２５を介してパソコン等の
機器３００に出力される。本フィルムスキャナからの画
像信号の出力形態は数種類あり、読み取った画像の用途
に適した出力形態を選択することができる。

【００２１】例えば、文章を読み取ってその内容をＯＣ
Ｒにかける場合やモノクロの線画を読み取る場合には、
モノクロ二値の画像データが適しているため、ＲＧＢの
画像信号のうち例えばＧ信号を使用してこれを画像処理
回路１２４においてあるしきい値を境として二値化した
画像データが選ばれる。また、写真等の画像を読み取っ
てモノクロプリンタに出力する目的で画像を読み取る場
合には、同じくＧ信号を使用してディザ法や誤差拡散法
といった中間調処理を用いて二値化した画像データが用
いられる。さらに、カラー画像の処理を行なう場合に
は、多値（２４ｂｉｔ等）の画像データが適している。

【００２２】このようなフィルムスキャナに用いられる
Ａ／Ｄコンバータには、接続されるコンピュータの画像
処理能力と等価な分解能のものが用いられる場合が多い
（例えば、２４ｂｉｔ画像処理が可能なコンピュータに
接続されるものでは、ＲＧＢ各色８ｂｉｔのＡ／Ｄコン
バータが用いられる）が、さらに高精細な階調を得るた
めに、コンピュータの処理能力よりも分解能の高いＡ／
Ｄコンバータを用いたものもある。このような場合、例
えばＲＧＢ各色１０ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた
ものでは、各色１０ｂｉｔ分の階調レベルに分けられた
信号を、画像処理回路１２４にて各色８ｂｉｔに変換し
て出力する。

【００２３】次に、本フィルムスキャナにおける透過原
稿読取りの場合の動作について、図１のフローチャート
を用いて説明する。フィルムスキャナに接続されたコン
ピュータ３００から透過原稿読取りの指示を受けると、
本読取りに先だって前処理工程が開始される。

【００２４】まずステップ３０１で、イメージセンサ１
０６の明時出力および暗時出力を調整・補正するため、
光学系を移動させる。具体的には、透過原稿読取用光源
Ｌ２がホームポジションから原稿載置ガラス１０１の範
囲Ａ内の所定位置ａまで前進して停止する。停止位置の
制御には、例えばフォトインタラプタが用いられ、光源
Ｌ２が前進を開始した後、フォトインタラプタの出力が
切り換わった後所定距離だけ移動した位置を位置ａとす
る。ａ位置はイメージセンサ１０６の明時出力および暗
時出力を調整・補正することができる位置であればよ
い。そして、ステップ３０２に進み、光源Ｌ２を点灯さ
せる。また、このとき、走査機構１０２を駆動し、光学
系をａ位置に移動させる。光学系のａ位置への移動制御
もフォトインタラプタ等を用いて行われる。なお、光源
Ｌ１は消灯している。

【００２５】次に、ステップ３０３で、イメージセンサ
出力（アナログ信号）をＡ／Ｄコンバータ１２２により
精度良くデジタル化するために、要求される画質によっ
て図２にＶ１で示されるような画像データとなるよう
な、ある程度以上のＤＣ調整／ダイナミックレンジ調整
を行う。

【００２６】次に、ステップ３０４で、イメージセンサ
出力に設けられた光学的暗時（オプティカルブラック）
出力範囲にてその出力が所定のレベルになるよう、加減
算回路１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂにて暗時レベル補
正（以下、暗時レベル補正（１）と称する）を行う。本
実施形態では、光源Ｌ２を消灯することなく暗時レベル
補正（１）を行うようにしているが、光源Ｌ２を消灯し
て適当な画素位置、画素数で暗時レベル補正を行うこと
も可能である。また、暗時レベル補正（１）では全画素
について暗時出力補正をする必要はなく、特に本実施形
態のような場合、補正後の出力レベルはポジ読取画像上
の黒レベルに相当するため、所定数の画素からのデータ
を平均することで得られる光学的暗時レベルの平均値を
所定レベルに合わせる程度でよい。

【００２７】次に、ステップ３０５で、明時レベル補正
回路１２７Ｒ，１２７Ｇ，１２７Ｂにより、光源等に起
因するイメージセンサ１０６の明時出力の配光分布を補
正し、かつ所定の濃度レベルに合わせる。ここでいう明
時補正に含まれる配光分布補正および濃度レベル補正
は、アナログ回路上で行ってもそれぞれ別回路にて行っ
てもよい。

【００２８】そして、ステップ３０６で、原稿フィルム
がポジフィルムかネガフィルムかを判別し、ポジフィル
ムであればポジフィルム画像読取り用前処理工程を終了
する。これにより、ポジフィルムに対するイメージセン
サ出力は、図２のＶ２に示すような画像データとして補
正され、暗時出力やおよび明時出力はそれぞれ黒レベル
出力および白レベル出力に補正される。

【００２９】一方、ステップ３０６で原稿フィルムがネ
ガフィルムであると判別された場合は、ステップ３０７
に進み、図示しないネガフィルムのベース濃度がポジフ
ィルム読取り時のダイナミックレンジとほぼ同等のレベ
ルになるよう所定のレベルに調整する。具体的には、光
源Ｌ２の調光が可能であれば調光を行い、光源Ｌ２の調
光ができない場合には、イメージセンサ１０６の信号蓄
積時間やアナログゲイン調整等を行い、必要に応じてア
ナログ回路上でのＤＣ調整も行う。

【００３０】次にステップ３０７からステップ３０８に
進み、ステップ３０４で行った暗時レベル補正を解除す
る。これは、ネガフィルム読取りの場合、暗時出力が画
像上の白レベルに相当するためにその不均一性が無視で
きないので、色再現性を高めるために画素毎の補正を行
うためである。これにより、図２のＶ３で示されるよう
な画像データが得られる。

【００３１】さらに、ステップ３０９で光源Ｌ２を消灯
した上で、ステップ３１０に進み、加減算回路１２６
Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂにより画素毎に暗時レベル補正
（以下、暗時レベル補正（２）と称する）を行い、各色
補正データメモリ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂに格納
されたデータの書き換えを行う。ここでは、全画素から
得られる補正データに基づいて補正を行うのが望ましい
が、必ずしも全画素について行わなくてもよく、ポジフ
ィルム読取りの場合よりも多くの画素から得られる補正
データ、すなわち細かい補正データに基づいて補正を行
うようにすればよい。なお、このときの暗時レベル補正
は、加減算回路１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂと別回路
によって行ってもよい、また、ネガフィルムに対する明
時レベル補正用のデータ取得は行わない。

【００３２】こうして、ネガフィルム読取り用のイメー
ジセンサ出力補正を行った後、ステップ３１１で光源Ｌ
２を点灯し、ネガフィルム画像読取り用前処理工程を終
了する。

【００３３】そして、各フィルム画像読取り用前処理工
程が終了した後、再度走査機構１０２を駆動してイメー
ジセンサ１０６による画像の本読取りを行う。ポジフィ
ルム画像を読取る場合には、イメージセンサ出力をステ
ップ３０４における暗時レベル補正（１）により得られ
た暗時補正データとステップ３０５における明時レベル
補正により得られた明時補正データとを用いて補正し、
コンピュータ２００に出力する。一方、ネガフィルム画
像を読取る場合には、イメージセンサ出力をステップ３
０８における暗時レベル補正（２）により得られた暗時
補正データとステップ３０５における明時レベル補正に
より得られた明時補正データとを用いて補正し、コンピ
ュータ２００に出力する。ネガフィルムのベース濃度時
の画像データは、図２のＶ４で示されるようになり、ポ
ジフィルムの画像データであるＶ２とほぼ同じダイナミ
ックレンジで扱われる。

【００３４】このように、本実施形態では、ネガフィル
ム画像を読み込む場合には、明時レベル補正データとし
てポジフィルム画像用のデータをそのまま代用するよう
にしているので、ネガフィルムの画像を精良く読み取る
ことができるとともに、ネガフィルム読取りのために再
度明時補正を行う必要がない分前処理工程に要する時間
を短縮することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポジフィルムやネガフィルムといった複数種の原稿に対
する画像読取手段の明時出力を各原稿に共通の明時補正
データを用いて補正するようにしているので、画像読取
り精度を損なうことなく、フィルムの種類ごとに明時出
力補正データを取得する従来のものに比べて画像読取り
のための前処理時間を短縮することができる。これによ
り、一定時間内の読取り回数を増やすことができ、短時
間の間に多数枚の原稿画像を読み取ることができる。

【００３６】また、従来明時出力補正のために行ってい
た光源の点灯／消灯回数を減らすことができるので、温
度特性を代表する経時変化の影響を受けにくくなり、よ
り質の高い画像データを得ることができる。

【００３７】さらに、本発明のフィルム読取装置では、
フィルム種類に応じた光学的フィルタや光学的シャッタ
の切り替え等を行わないので、短時間で前処理を行うこ
とができるとともに、コストダウンを図ることができ
る。

【００３８】なお、ネガポジ反転後の白レベルに対応す
るネガフィルム読取時の暗時出力レベル（画像信号）を
ポジフィルム読取時よりも細かい補正データを用いて補
正するようにすれば、ネガフィルム読取画像の白レベル
を正確に再現することができる。また、ポジフィルム読
取時には、暗時出力レベルがそのまま黒レベルに対応す
るため、必要最小限の補正を行うにとどめることによ
り、読取時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるフィルムスキャナ
ーの前処理工程の動作を示すフローチャートである。

【図２】上記フィルムスキャナーにおける画像データを
示す概念図である。

【図３】上記フィルムスキャナーの画像データ処理部の
ブロック図である。

【図４】上記フィルムスキャナーの外観側面図および光
源の配光分布の説明図である。

【符号の説明】

１００フィルムスキャナー１０１原稿載置ガラス１０２走査機構１０６イメージセンサ１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂ暗時レベル補正回路１２７Ｒ，１２７Ｇ，１２７Ｂ明時レベル補正回路２００透過原稿読取ユニット２０１光拡散用半透明板Ｌ１反射原稿読取用光源Ｌ２透過原稿読取用光源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿画像を読み取る画像読取手段の明時
出力および暗時出力を補正する補正手段を有した原稿読
取装置において、前記補正手段は、複数種の原稿のそれぞれに応じた暗時
補正データを用いて各原稿画像に対する前記暗時出力の
補正を行い、各原稿に共通の明時補正データを用いて各
原稿画像に対する前記明時出力の補正を行うことを特徴
とする原稿読取装置。
【請求項２】前記補正手段は、ネガフィルム原稿およ
びポジフィルム原稿のそれぞれに応じた暗時補正データ
を用いて前記各フィルム原稿画像に対する前記暗時出力
の補正を行い、前記ポジフィルム原稿に応じた明時補正
データを用いてネガフィルム原稿に対する前記明時出力
の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のフィル
ム読取装置。
【請求項３】前記補正手段は、前記複数種の原稿に対
して前記暗時出力の補正目標を同等レベルに設定するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルム読取装
置。
【請求項４】前記補正手段は、前記画像読取手段の主
走査方向画素ごとに前記暗時出力および前記明時出力の
補正を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の画像読取装置。
【請求項５】原稿が載置される載置面を有しており、
前記補正手段は、前記載置面のうち原稿載置領域外での
前記画像読取手段の出力に基づいて前記明時および暗時
出力の補正を行うことを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載の画像読取装置。
【請求項６】前記画像読取手段を原稿に対して走査す
る走査光学系を有しており、この走査光学系が２：１光学系であることを特徴とする
請求項１から５のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項７】前記補正手段による前記明時および暗時
出力の補正を行う前処理と、この前処理による前記明時および暗時出力の補正後に、
原稿画像の読込みを行う本読込みとを行うことを特徴と
する請求項１から６のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項８】フィルム原稿上の画像を読み取って画像
信号を出力する読取手段と、前記読取手段よるネガフィルム読取時にポジフィルム読
取時よりも細かい補正データを用いて前記画像信号の暗
時出力レベルを補正する補正手段とを有することを特徴
とする原稿読取装置。
【請求項９】前記補正手段は、ネガフィルム読取時に
ポジフィルム読取時よりも多くの画素から得られる補正
データを用いて前記画像信号の暗時出力レベルを補正す
ることを特徴とする請求項８に記載の原稿読取装置。
【請求項１０】前記補正手段は、ネガフィルム読取時
に所定数の画素から得られる補正データを用いて前記画
像信号の暗時出力レベルの補正を行い、ポジフィルム読
取時に所定数の画素から得られるデータを平均すること
により得られる補正データを用いて前記画像信号の暗時
出力レベルの補正を行うことを特徴とする請求項８に記
載の原稿読取装置。