(57)【要約】  校正モードにおいて、画像信号の値のセンサチップ（ＳＣ（１）、ＳＣ（２）…）毎の変化の傾向を判別し（４３）、分割モードが選択されたときは、グループ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）毎に平均値を求め、非分割モードが選択されたときは、センサチップの全体について平均値を求め、これらの平均値に基づいてグループ毎の色補正係数（Ｋｑｕ１、Ｋｑｕ２、Ｋｑｕ３、Ｋｑｕ４）を求めておき（４４）、撮像モードにおいて、グループ毎の色補正係数に基づいて、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求める（４２）。色補正係数の算出処理及び保管すべきデータの量を減らすことができるとともに、感度のバラツキの変化の傾向の如何を問わず、隣接するセンサチップの端部間の色の連続性を確保することができる。
2009130947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数の所定の色のいずれかに感度を有する複数の光電変換素子を有する複数のセンサチップを互いに隣接するように配列してなる撮像手段と、
前記複数の光電変換素子から出力される画像信号のレベルを調整するレベル補正手段と、
前記レベル補正手段から出力される画像信号に対して色補正を行う色補正手段と、
前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記色補正手段から出力される画像信号の値が予め記憶された目標値に近くなる色補正係数を生成する色補正係数生成手段とを備え、
前記色補正手段は、前記レベル補正手段から出力される各光電変換素子の画像信号の値を、前記色補正係数生成手段から出力される各光電変換素子のための色補正係数を用いて補正して出力することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記色補正係数生成手段は、
校正モードにおいて、前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記レベル補正手段から出力される画像信号の値の前記センサチップ毎の変化の傾向を判別し、判別結果に基づいて、各センサチップについて、非分割モードと分割モードのいずれかを選択するパターン判別手段と、
前記分割モードを選択したときは、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループ毎に、前記レベル補正手段から出力される画像信号の平均値を求め、
前記非分割モードを選択したときは、当該センサチップのすべての光電変換素子の画像信号の平均値を求め、
前記分割モード及び又は非分割モードで求められた平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるようにグループ毎の色補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段により算出された補正係数を保管する補正係数保管手段を備える色補正係数算出・保管手段と、
撮像モードにおいて、前記補正係数保管手段に保管された、前記グループ毎の前記色補正係数に基づき、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求めて出力する色補正係数補間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３】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記分割モードか前記非分割モードの選択を、各色の画像信号毎に行なう
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】
前記非分割モードでセンサチップの全体について求めた平均値を、グループ毎の平均値として用いて、各グループの色補正係数の算出を行なう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５】
前記複数のグループが、前記センサチップの端部に位置する第１の数の光電変換素子で構成される第１種のグループと、
前記第１の数より大きい第２の数の光電変換素子で構成される第２種のグループとを含む
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第２種のグループが、前記センサチップの端部以外に位置する光電変換素子で構成され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】
前記センサチップの複数の光電変換素子を分割して、複数の前記第２種のグループを構成し、前記第２種のグループのうちの、前記センサチップの端部に位置する光電変換素子により前記第１種のグループを構成した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８】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、単調増加傾向及び単調減少傾向のいずれか一方を有する場合には、前記分割モードを選択する
ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有する場合には、前記分割モードを選択すること
を特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、単調増加傾向あるいは単調減少傾向を有すると認められた場合、または、Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有すると認められた場合には、前記分割モードを選択することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、単調増加傾向を有するとも認められず、単調減少傾向を有するとも認められず、さらにＶ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有するとも認められない場合には、前記非分割モードを選択することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記複数の光電変換素子の画像信号の平均値とその目標値の差があらかじめ決めた閾値以下のときは、
前記色補正係数算出・保管手段は、前記色補正係数を、前記レベル補正手段の出力信号に対する補正量がゼロとなるような値に定める
ことを特徴とする請求項２乃至１１のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記補間手段は、前記色補正係数算出・保管手段に保持されている、互いに隣り合うグループについて求められた２つの色補正係数を元に線形補間を行なうことにより、各光電変換素子のための色補正係数を求めることを特徴とする請求項２乃至１２のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記複数の色が、赤、緑、青であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１５】
前記色補正手段は、
前記レベル補正手段から出力される画像信号を色分解することで得られる複数の色成分を表すデータと、それぞれ前記複数の色成分ための複数の色補正係数との乗算を含むマトリクス演算を行なって前記色補正を行なうものである
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１６】
各々が複数の所定の色のいずれかに感度を有する複数の光電変換素子を有する複数のセンサチップを互いに隣接するように配列してなる撮像手段と、
前記複数の光電変換素子から出力される画像信号のレベルを調整するレベル補正手段と、
前記レベル補正手段から出力される画像信号に対して色補正を行なう色補正手段と、
前記色補正手段における色補正で用いられる色補正係数を生成する色補正係数生成手段とを備えた画像読取装置による画像読取方法において、
校正モードにおいて、前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記レベル補正手段から出力される画像信号の値の前記センサチップ毎の変化の傾向を判別し、判別結果に基づいて、各センサチップについて、非分割モードと分割モードのいずれかを選択し、
前記分割モードを選択したときは、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループ毎に、前記レベル補正手段から出力される画像信号の平均値を求め、
前記非分割モードを選択したときは、当該センサチップのすべての光電変換素子の画像信号の平均値を求め、
前記分割モード及び又は非分割モードで求められた平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるようにグループ毎の色補正係数を算出して前記保管手段に保管し、
撮像モードにおいて、
前記保管手段に保持されている前記グループ毎の前記色補正係数に基づき、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求めて出力し、
前記色補正手段により、前記レベル補正手段から出力される各光電変換素子の画像信号の値を、前記各光電変換素子のための色補正係数を用いて補正して出力する
ことを特徴とする画像読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像読取装置及び方法に関し、特に密着型イメージセンサを用いた画像読取装置に関する。この発明は特に、複数の光電変換素子間の色むらの補正に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
密着イメージセンサを用いた画像読取装置は複数の光電変換素子をライン上に並べたものであり、その一例においては、それぞれの素子が持つ感度バラツキを黒レベル補正、白レベル補正、階調補正などによって均一となるような補正を行なった上で、ディスプレイやプリンタなどの画像出力装置に出力する（例えば、特許文献１参照）。また、複数個のセンサチップ毎の色むらを補正する技術として、複数個のセンサチップごとに個別の色補正係数を設定するものがある（例えば、特許文献２参照）。【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１０８４８号公報（段落０００９〜段落００１０、第１図）
【特許文献２】特許３０５７８００号公報（段落００１５、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された従来の画像読取装置では、それぞれの受光素子（光電変換素子）の感度バラツキを補正する際に用いる校正用チャートは無彩色であり、分光反射率特性が波長領域全域にわたって比較的均一なものを用いて受光素子の感度バラツキを測定する。この場合、受光素子の受光波長領域の強度を補正することはできるが、カラーフィルタの透過率のバラツキや、光源の波長特性の変動などに起因する色バラツキに対しては補正することはできず、受光素子間の色むらの原因となる。また、上記特許文献２は、個々のセンサチップについて感度特性バラツキを個別に補正することができるが、センサチップを構成する光電変換素子間の感度特性を補正することができないので、センサチップを構成する複数の光電変換素子間の感度特性バラツキが大きい場合には、隣接するセンサチップの端部間において色の連続性を確保することができず、結果的に色むらが残ってしまう。【０００５】
本発明は、上記の問題を解消するため、カラーフィルタの透過率のバラツキや、光源の波長変動などに起因する色バラツキなど、既知のバラツキに要因については事前にバラツキ量を把握しておき、適切な調整を行なうことで、光電変換素子間の色むらを低減する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像読取装置は、
各々が複数の所定の色のいずれかに感度を有する複数の光電変換素子を有する複数のセンサチップを互いに隣接するように配列してなる撮像手段と、
前記複数の光電変換素子から出力される画像信号のレベルを調整するレベル補正手段と、
前記レベル補正手段から出力される画像信号に対して色補正を行う色補正手段と、
前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記色補正手段から出力される画像信号の値が予め記憶された目標値に近くなる色補正係数を生成する色補正係数生成手段とを備え、
前記色補正手段は、前記レベル補正手段から出力される各光電変換素子の画像信号の値を、前記色補正係数生成手段から出力される各光電変換素子のための色補正係数を用いて補正して出力することを特徴とする。【０００７】
前記色補正係数生成手段が、
校正モードにおいて、前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記レベル補正手段から出力される画像信号の値の前記センサチップ毎の変化の傾向を判別し、判別結果に基づいて、各センサチップについて、非分割モードと分割モードのいずれかを選択するパターン判別手段と、
前記分割モードを選択したときは、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループ毎に、前記レベル補正手段から出力される画像信号の平均値を求め、
前記非分割モードを選択したときは、当該センサチップのすべての光電変換素子の画像信号の平均値を求め、
前記分割モード及び又は非分割モードで求められた平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるようにグループ毎の色補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段により算出された補正係数を保管する補正係数保管手段を備える色補正係数算出・保管手段と、
撮像モードにおいて、前記補正係数保管手段に保管された、前記グループ毎の前記色補正係数に基づき、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求めて出力する色補正係数補間手段を備えるものであっても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の光電変換素子ごとに複数の色に関する感度のバラツキを補正することにより、無彩色のチャートを用いたグレーバランス補正では補正しきれない複数の中間色についても補正できるので、結果的に複数の色に対する複数の画素間の色むらを軽減することができる。
また、校正モードにおけるレベル補正手段の出力の変化の傾向に応じて、分割モード及び非分割モードの一方を選択して色補正係数を求める方法を切り換えることとすれば、色補正係数の算出処理及び保管すべきデータの量を減らすことができるとともに、感度のバラツキの変化の傾向の如何を問わず、隣接するセンサチップの端部間の色の連続性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る画像読取装置を示すブロック図である。
【図２】撮像手段の概略構成図である。
【図３】センサチップにおける光電変変換素子の配列の一例を示す概略図である。
【図４】レベル補正手段２の一例を示すブロック図である。
【図５】センサチップ内の画素のグループ分割の一例を示す図である。
【図６】センサチップ内の画素のグループ分割及び色補正係数の算出例を示す図である。
【図７】（ａ）はあるカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力の変化傾向の一例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示される信号に対し、センサチップ全体の画素についての平均値に基づいて補正係数を求めて色補正をしたときの補正後の信号値の一例を示す図、（ｃ）は（ａ）とは異なるカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力の変化傾向の一例を示す図である。
【図８】実施の形態３における色補正係数の算出及び保管の手順を示すフローチャートである。
【図９】センサチップ内の画素のグループ分割の他の例を示す図である。
【図１０】センサチップ内の画素のグループ分割のさらに他の例を示す図である。
【図１１】レベル補正手段の出力の変化傾向の他の例を示す図である。
【図１２】（ａ）はあるカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力の変化傾向の一例、（ｂ）は（ａ）に示される信号に対し、センサチップ全体の画素についての平均値に基づいて補正係数を求めて色補正をしたときの補正後の信号値の一例を示す図、（ｃ）は（ａ）に示される信号に対し、グループ毎の平均を算出した結果を示す図、（ｄ）は、（ｃ）に示される平均値に基づく、色補正係数の算出例を示す図である。
【図１３】あるカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力の変化傾向の他の例を示す図である。
【図１４】実施の形態３における色補正係数の算出及び保管の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１０】
１  撮像手段、  ２  レベル補正手段、  ３  色補正手段、  ４  色補正係数生成手段、  １１  密着イメージセンサ、  １１ａ  センサー基板、  １３  光源、  ２１  黒補正手段、  ２２  白補正手段、  ２３  グレーバランス補正手段、  ２４  黒補正係数生成手段、  ２５  白補正係数生成手段、  ２６  グレーバランス補正係数生成手段、  ４１  色補正係数算出・保管手段、  ４２  補正係数補間手段、  ４３  パターン判別手段、  ４４  補正係数算出手段、  ４５  補正係数保管手段、  Ｐ（１）〜Ｐ（ｂ）  画素、  ＰＲ（１）〜ＰＲ（ｂ）、ＰＧ（１）〜ＰＧ（ｂ）、ＰＢ（１）〜ＰＢ（ｂ）  光電変換素子、  ＳＣ（１）〜ＳＣ（ａ）  センサチップ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明による実施の形態１における画像読取装置の構成を示す図である。
本発明による画像読取装置は、撮像手段１と、レベル補正手段２と、色補正手段３と、色補正係数生成手段４とを備える。
色補正係数生成手段４は、色補正係数補間手段４と、色補正係数算出・補間手段４１とを有する。
色補正係数算出・保管手段４１は、パターン判別手段４３と、補正係数算出手段４４と、補正係数補間手段４５とを備える。【００１２】
撮像手段１は、各々が一次元的に配列された複数の画素を有する複数のセンサチップを有し、画像を一次元的に読取って画像信号を一連のディジタル画素データＤ１として出力する。ディジタル画素データＤ１はそれぞれの画素の信号値を表す。【００１３】
図２は、撮像手段１を示す図である。図示の撮像手段１は、密着イメージセンサ１１で構成される。密着イメージセンサ１１は、基板１１ａ上に互いに接続されて一列に配置された複数の、例えばａ個のセンサチップＳＣ（１）乃至ＳＣ（ａ）と、撮像対象としての原稿に照明光を当てるための光源１３とを備えている。【００１４】
図３は、密着イメージセンサ１１のセンサチップをより詳細に示す図である。センサチップＳＣ（１）乃至ＳＣ（ａ）の各々（符号「ＳＣ」で示される）は、図３のように、赤、緑、青の各々について、複数の、例えばｂ個の光電変換素子ＰＲ（１）〜ＰＲ（ｂ）、ＰＧ（１）〜ＰＧ（ｂ）、ＰＢ（１）〜ＰＢ（ｂ）を有する。
光電変換素子ＰＲ（１）〜ＰＲ（ｂ）は赤色の光に感度を有し、光電変換素子ＰＧ（１）〜ＰＧ（ｂ）は緑色の光に感度を有し、光電変換素子ＰＢ（１）〜ＰＢ（ｂ）は青色の光に感度を有する。【００１５】
イメージセンサ１１の長手方向１１ｘに直交する方向（横方向）１１ｙに並んだ３つの光電変換素子で一つの画素が構成される。例えば、光電変換素子ＰＲ（１）、ＰＧ（１）及びＰＢ（１）で一つの画素Ｐ（１）が構成され、光電変換素子ＰＲ（ｂ）、ＰＧ（ｂ）及びＰＢ（ｂ）で一つの画素Ｐ（ｂ）が構成される。
同じ画素の３つの光電変換素子の出力は同時に、即ち並列的に出力される。以下の説明では、同時に並列的に出力される同じ画素からの信号を纏めて符号Ｄ１、ＢＫ１、ＷＨ１、Ｌ１、Ｍ１などで表すこともあり、それぞれの赤、緑、青の成分を表すため、それぞれの符号にＲ、Ｇ、Ｂを付加することもある。また、これら３つの信号を、赤、緑、青の３つのチャンネルの信号と言うこともある。【００１６】
イメージセンサ１１は、光電変換素子からの画像信号を出力するとともに、当該画像信号を出力している画素を識別するデータ（従って光電変換素子を識別するデータ）、即ち、センサチップ内における画素の位置、例えばセンサチップの一方の端部（例えば図３の左端）から数えて何番目の画素であるかを示すデータ）ＰＮ及び当該画素を含むセンサチップを示すデータＣＮを出力する。【００１７】
なお、図３は光電変換素子の配列の一例を示すが、本発明は図示の配列に限定されない。
また、図２では、センサチップ間の隙間がなく配置されているものとして図示しているが、実際はこのように配置するのは困難で、チップ間に一定の間隔を持って配置され、隙間の画素分は周辺の画素情報を基に補間されることがあるが、本発明はそのいずれの場合でも適用することができる。【００１８】
レベル補正手段２は、撮像手段１から出力されるディジタル画素データＤ１のレベルを調整してレベル補正後のデータＬ１を出力する。【００１９】
図４はレベル補正手段２の一例を示す図である。
図示のレベル補正手段２は、撮像手段１より出力されるディジタル画像データＤ１の黒レベルを補正する黒補正手段２１と、黒補正手段２１の出力について白レベル補正を行なう白補正手段２２と、白補正手段２２の出力についてグレーバランス補正を行なうグレーバランス補正手段２３と、黒補正手段２１で用いられる黒補正係数を算出し、保管する黒補正係数生成手段２４と、白補正手段２２で用いられる白補正係数を算出し、保管する白補正係数生成手段２５と、グレーバランス補正手段２３で用いられるグレーバランス補正係数を算出し、保管するグレーバランス補正係数生成手段２６とを備える。【００２０】
黒補正係数生成手段２４は、黒レベル校正モードにおいて、撮像手段１（イメージセンサ６）で黒補正チャートを撮像したとき、或いは光源１３をオフにすることにより、センサチップ１２に入射する光のない状態で出力されるチャンネル毎の信号値Ｄ１Ｒ（ｂ）、Ｄ１Ｇ（ｂ）、Ｄ１Ｂ（ｂ）を読み取ることにより黒補正係数ＢＫｍＲ、ＢＫｍＧ、ＢＫｍＢを求めて、保管する。例えば、黒レベル校正モードにおいて、撮像手段１から出力されるチャンネル毎の信号の値Ｄ１Ｒ（ｂ）、Ｄ１Ｇ（ｂ）、Ｄ１Ｂ（ｂ）を黒レベル補正係数ＢＫｍＲ、ＤＫｍＧ、ＤＫｍＢとする。【００２１】
黒補正手段２１は、撮像モード（本来の撮像対象を撮像するモード）及び後述の、黒補正手段２１よりも後段の補正手段（白補正手段２２、グレーバランス補正手段２３及び色補正手段３）のための校正モードにおいて撮像手段１より出力されたディジタル画素データＤ１Ｒ、Ｄ１Ｇ、Ｄ１Ｂに対して、黒補正係数生成手段２４に保管された黒補正係数ＢＫｍを用いて、式（１）により黒補正後データＢＫ１Ｒ、ＢＫ１Ｇ、ＢＫ１Ｂを算出する。
ＢＫ１Ｒ＝Ｄ１Ｒ−ＢＫｍＲ    …（１ｒ）
ＢＫ１Ｇ＝Ｄ１Ｇ−ＢＫｍＧ    …（１ｇ）
ＢＫ１Ｂ＝Ｄ１Ｂ−ＢＫｍＢ    …（１ｂ）【００２２】
白補正係数生成手段２５は、白レベル校正モードにおいて、光源１３を点灯し、基準となる白色のチャートを撮像手段１で読み取ったときに、黒補正手段２１から出力される黒レベル補正されたチャンネル毎の信号ＢＫ１Ｒ（ｗ）、ＢＫ１Ｇ（ｗ）、ＢＫ１Ｂ（ｗ）と、所定の目標値ＷＨｔとの比に基づいて、白補正係数ＷＨｍＲ、ＷＨｍＧ、ＷＨｍＢを求めて、保管する。【００２３】
この白補正係数ＷＨｍＲ、ＷＨｍＧ、ＷＨｍＢは、白レベル校正モードにおける白補正後の信号値ＷＨ１Ｒ（ｗ）、ＷＨ１Ｇ（ｗ）、ＷＨ１Ｂ（ｗ）が、所定の白レベルＷＨｔになるようにするための係数であり、黒レベル補正された信号ＢＫ１Ｒ（ｗ）、ＢＫ１Ｇ（ｗ）、ＢＫ１Ｂ（ｗ）の所定の白レベルＷＨｔに対する比ＢＫ１Ｒ（ｗ）／ＷＨｔ、ＢＫ１Ｇ（ｗ）／ＷＨｔ、ＢＫ１Ｂ（ｗ）／ＷＨｔを補正係数ＷＨｍＲ、ＷＨｍＧ、ＷＨｍＢとする。
即ち
ＷＨｍＲ＝ＢＫ１Ｒ（ｗ）／ＷＨｔ    …（２ｒ１）
ＷＨｍＧ＝ＢＫ１Ｇ（ｗ）／ＷＨｔ    …（２ｇ１）
ＷＨｍＢ＝ＢＫ１Ｂ（ｗ）／ＷＨｔ    …（２ｂ１）
で求められる。【００２４】
白補正は、光電変換素子の出力バラツキ及び、光学系の減衰分を補正するものであり、白補正手段２２は、撮像モード（本来の撮像対象を撮像するモード）及び後述の、白補正手段２２よりも後段の補正手段（グレーバランス補正手段２３及び色補正手段３）のための校正モードにおいて、黒補正されたチャンネル毎の信号ＢＫ１Ｒ、ＢＫ１Ｇ、ＢＫ１Ｂに対して白レベル補正係数ＷＨｍＲ、ＷＨｍＧ、ＷＨｍＢを用いて以下の式（２ｒ２）、（２ｇ２）、（２ｂ２）により白補正後データＷＨ１Ｒ、ＷＨ１Ｇ、ＷＨ１Ｂを算出する。
ＷＨ１Ｒ＝ＢＫ１Ｒ／ＷＨｍＲ    …（２ｒ２）
ＷＨ１Ｇ＝ＢＫ１Ｇ／ＷＨｍＧ    …（２ｇ２）
ＷＨ１Ｂ＝ＢＫ１Ｂ／ＷＨｍＢ    …（２ｂ２）【００２５】
グレーバランス補正係数生成手段２６は、グレーバランス校正モードにおいて、撮像手段１でグレーバランス補正用チャートを読み取ったときの白補正手段２２の３つのチャネルの出力ＷＨ１Ｒ（ｇ）、ＷＨ１Ｇ（ｇ）、ＷＨ１Ｂ（ｇ）の比率が予め定めた値となるようにするためのグレーバランス補正係数ＧＢｍＲ、ＧＢｍＧ、ＧＢｍＢを算出し、保管する。【００２６】
グレーバランス補正手段２３は、撮像モード（本来の撮像対象を撮像するモード）及び後述の、グレーバランス補正手段２３よりも後段の補正手段（色補正手段３）のための校正モードにおいて、赤、緑、青の白補正後データＷＨ１Ｒ、ＷＨ１Ｇ、ＷＨ１Ｂに対し、グレーバランス係数生成手段２６に保管されたグレーバランス補正係数ＧＢｍＲ、ＧＢｍＧ、ＧＢｍＢを用いて式（３ｒ）、（３ｇ）、（３ｂ）によりグレーバランス補正後の各色の（各チャネルの）データＬ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂを算出する。
Ｌ１Ｒ＝ＷＨ１Ｒ／ＧＢｍＲ    …（３ｒ）
Ｌ１Ｇ＝ＷＨ１Ｇ／ＧＢｍＧ    …（３ｇ）
Ｌ１Ｒ＝ＷＨ１Ｂ／ＧＢｍＢ    …（３ｂ）【００２７】
なお、レベル補正手段２による補正は、画素毎（光電変換素子毎）に行っても良く、センサチップ毎に行っても良く、それぞれ複数の光電変換素子で構成されるブロック毎に行っても良い。【００２８】
色補正手段３は、レベル補正手段２から出力されるレベル補正後の各色の画像データＬ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂに対し、色補正係数生成手段４から提供される色補正係数を用いて色補正を加え、色補正後の信号Ｍ１Ｒ、Ｍ１Ｇ、Ｍ１Ｂを出力する。この色補正は例えば、レベル補正後の画像データＬ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂで表される各画素の色を３より多い、例えば１２個の色成分に分解した上で、各成分に補正係数を掛けて加算する演算を行うことでなされる。上記のような演算は、例えば下記のマトリクス演算式（４）で表され、その場合補正係数（の集合）は係数マトリクスの形で与えられる。【００２９】
【数１】
2009130947.tif 000003
式（４）を書き直すと、
Ｍ１Ｒ＝Ｌ１Ｒ＋ＫＲ１×Ｈ１＋ＫＲ２×Ｈ２＋…ＫＲ１２×Ｈ１２    …（４ｒ）
Ｍ１Ｇ＝Ｌ１Ｇ＋ＫＧ１×Ｈ１＋ＫＧ２×Ｈ２＋…ＫＧ１２×Ｈ１２    …（４ｇ）
Ｍ１Ｂ＝Ｌ１Ｂ＋ＫＢ１×Ｈ１＋ＫＢ２×Ｈ２＋…ＫＢ１２×Ｈ１２    …（４ｂ）【００３０】
式（４）、（４ｒ）、（４ｇ）、（４ｂ）において、
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６、Ｈ７、Ｈ８、Ｈ９、Ｈ１０、Ｈ１１、Ｈ１２は入力データＬ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂで表される色を１２個の色成分に分解することにより得られる、１２個の色成分の値を表す。具体的には、
Ｈ１は、赤の色相の色成分を表し、
Ｈ２は、緑の色相の色成分を表し、
Ｈ３は、青の色相の色成分を表し、
Ｈ４は、シアンの色相の色成分を表し、
Ｈ５は、マゼンタの色相の色成分を表し、
Ｈ６は、イエローの色相の色成分を表し、
Ｈ７は、赤とイエローの中間の色相の色成分を表し、
Ｈ８は、赤とマゼンタの中間の色相の色成分を表し、
Ｈ９は、緑とイエローの中間の色相の色成分を表し、
Ｈ１０は、緑とシアンの中間の色相の色成分を表し、
Ｈ１１は、青とシアンの中間の色相の色成分を表し、
Ｈ１２は、青とマゼンタの中間の色相の色成分を表す。
ＫＲ１、ＫＲ２、…ＫＢ１２は、後述の色補正係数生成手段４により出力された色補正係数である。【００３１】
色補正係数は、式（４）では、３行１２列の係数マトリクスの形で表されており、各列の色補正係数（例えば、ＫＲ１、ＫＧ１、及びＫＢ１、或いはＫＲ１２、ＫＧ１２及びＫＢ１２）は、それぞれ１２個の色成分のうちの１個に対してのみ乗算されるものであり、一方、各行の補正係数は、色補正後の各色の信号Ｍ１Ｒ、Ｍ１Ｇ、Ｍ１Ｂのいずれか一つの算出に用いられる。たとえば、第１行の補正係数ＫＲ１、ＫＲ２、…ＫＲ１２は赤の信号Ｍ１Ｒの算出に用いられ、第２行の補正係数ＫＧ１、ＫＧ２、…ＫＧ１２は緑の信号Ｍ１Ｇの算出に用いられ、第３行の補正係数ＫＢ１、ＫＢ２、…ＫＢ１２は青の信号Ｍ１Ｂの算出に用いられる。【００３２】
色補正係数生成手段４が提供する色補正係数は、後述のようにして色校正モードにおいて得られたデータ（「色補正係数」又は「色補正係数算出基礎値」）ＣＲ１〜ＣＲ１２、ＣＧ１〜ＣＧ１２、ＣＢ１〜ＣＢ１２を元に生成されるものである。【００３３】
なお、レベル補正手段２内のグレーバランス補正が、一つのグレーバランス補正用チャートを用いて行なわれる、大まかな色補正であるのに対し、色補正手段３で行なわれる色補正は、個々の色相に対してより細かな補正を行うものである。【００３４】
色校正モードにおいては、複数のカラーチャートを順次撮像し、そのときのレベル補正手段２の出力Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂの各々のレベルを測定し、測定値と目標値（本来現れるべき値）との差を検出し、各カラーチャートを撮像したときの測定値と目標値との差が、複数のカラーチャートについて総合的に最小になるように、例えば測定値と目標値の２乗の総和が最小になるように、色補正係数を求める。
この場合、色補正係数をある値に定めたときに実際に色補正手段３から出力される信号の値を読み取って、目標値に対する誤差を検出し、検出結果に基づいて色補正係数をさらに調整するといった処理を行なうこととしても良い。この場合、補正後の信号値が目標値に十分近い値となるまで、上記のような処理を繰り返すこととしても良い。【００３５】
色補正係数を、すべての画素について個別に算出し、記憶しておけば、各画素についての色再現性の観点からは最善であるが、補正係数算出のための演算量や、記憶すべき補正係数の量（データ量）が多くなるという問題がある。そこで、本発明では、複数の画素に対して一つ或いは一組の色補正係数を算出して、記憶しておき、撮像モードにおいて、補間等により個々の画素のための色補正係数を生成して、色補正に用いることとしている。【００３６】
より具体的には、各センサチップを、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループに分けておき、レベル補正手段２の出力信号の階調値の変化のパターンに応じて、各センサチップについて、非分割モードか分割モードを選択し、分割モードが選択された場合には、上記のグループ毎に、レベル補正手段２から出力される画像信号の平均値を求め、これらのグループ毎の平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるように、即ち、複数のカラーチャートについて、上記の平均値と目標値の差が総合的に最小になるように、例えば差の２乗の総和が最小となるように、色補正係数の算出を行う。非分割モードが選択された場合には、チップ毎の平均値を、上記複数のグループの各々についての平均値として用いて、分割モードの場合と同様に当該グループについての色補正係数の算出を行なう。
この際、上記平均値と目標値の差に対して、カラーチャート毎に定められた重みを付けた上で総合的に最小となるように、例えば、平均値と目標値の差の２乗の和に重み付け係数を掛けたものの総和が最小となるように、グループ毎の（各グループに対応する）色補正係数の決定を行っても良い。【００３７】
そして、上記のようにして算出されたグループ毎の色補正係数を保管し、撮像モードにおいて、このグループ毎の色補正係数に基づく補間を行って個々の画素のための色補正係数を求めて色補正に用いることとしている。【００３８】
レベル補正手段２の出力信号の階調値の変化のパターンの判別は、パターン判別手段２により、各カラーチャートが撮像されたときに、レベル補正手段２の出力に基づき各色（チャンネル）毎に行なわれる。以下のチャンネル毎の動作の説明における、「すべての画素の出力」は、「すべての画素の、各色の光に感度を有する光電変換素子の出力」を意味する。
パターン判別手段４３は、色校正モードにおいて各カラーチャートが撮像されているときのレベル補正手段２からの出力データ（測定値）Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂの各々のセンサチップ毎の変化の傾向を判別し、非分割モードと分割モードのいずれかを選択し、選択の結果を示す信号Ｓ１を出力する。具体的なパターン判別の詳細については後述する。【００３９】
なお、上記のパターン判別は、測定値Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂの各々に対して行なわれるので、例えば測定値Ｌ１ＲとＬ１Ｇとでは異なる判定結果となることがある。以下でも同様である。【００４０】
パターン判別手段４３で非分割モードを選択したときは、補正係数算出手段４４は、各センサチップのすべての画素の出力の値の平均値Ｌａｑｃ（ｑ＝Ｒ、Ｇ又はＢ）を求め、これをグループ毎の平均値（Ｌａｑｇ＝Ｌａｑｃ）として、例えば内部の記憶手段４４ａに一時的に保持する。【００４１】
パターン判別手段４３が分割モードを選択したときは、補正係数算出手段４４は、後述の複数のグループ（それぞれのセンサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される）の各々の光電変換素子の画像信号の値の平均値Ｌａｑｇを求め、例えば内部の記憶手段４４ａに一時的保持する。
複数のカラーチャートのすべてについて、上記の平均値が求められた後、上記複数のカラーチャートについて求めたグループ毎の平均値（これには、グループ毎の平均値として保持されている、チップ全体についての平均値が含まれる）と、その目標値との差が総合的にゼロに最も近くなるような色補正係数を、当該グループの色補正係数ＣＲｕｇ、ＣＧｕｇ、又ＣＢｕｇとして求める。なお、「ＣＲｕｇ」、「ＣＧｕｇ」、「ＣＢｕｇ」における添え字の「ｕ」は、１乃至１２のいずれかの値を取るものであり、式（４）のＫＲ１〜ＫＲ１２、ＫＧ１〜ＫＧ１２、ＫＢ１〜ＫＢ１２における「１」〜「１２」と同様に、１２個の色成分のいずれかを表わす。また、「ＣＲｕｇ」、「ＣＧｕｇ」、「ＣＢｕｇ」における添え字の「ｇ」は、グループの番号に対応し、例えば後述のように、４つのグループに分けられる場合には、ｇは１乃至４のいずれかの値を取る。
このようにして求められた色補正係数ＣＲｕｇ、ＣＧｕｇ、ＣＢｕｇ（ｕは例えば１乃至１２のいずれか、ｇは例えば１乃至４のいずれか）は、撮像モードで色補正に用いられる、各光電変換素子のための色補正係数ＫＲｕ、ＫＧｕ、ＫＢｕの生成に用いられるものであり、グループ毎の色補正係数、或いは、色補正係数算出基礎値とも呼ばれる。【００４２】
補正係数保管手段４５は、補正係数算出手段４４で算出された色補正係数ＣＲｕｇ、ＣＧｕｇ、ＣＢｕｇを、センサチップ毎に区別して、例えば、各センサチップを特定する情報（ＳＣ（１）、ＳＣ（２）、…）と対応付けて保管する。【００４３】
撮像モードにおいて、補正係数補間手段４は、補正係数保管手段４５から色補正係数ＣＲｕｇ、ＣＧｕｇ、ＣＢｕｇを読出し、画像信号を出力しているセンサチップを表す信号ＣＮ及び光電変換素子を示すデータＰＮに基づき、個々の光電変換素子のための色補正係数ＫＲ１〜ＫＢ１２を求める。【００４４】
この色補正係数の補間に当たり、補正係数補間手段４は、レベル補正手段２より入力データＬ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂとともに出力される入力データの位置情報ＰＮを元に、複数の色補正係数ＣＲｕｇ、ＣＧｕｇ、ＣＢｕｇに基づく線形補間を行なうことにより個々の色補正係数ＫＲ１〜ＫＢ１２を求めて出力する。【００４５】
撮像モードにおいて、色補正手段３は、レベル補正手段２から出力されるレベル補正データＬ１について、色補正係数ＫＲ１〜ＫＢ１２を用いて、上記の式（４）で表される処理を行なうことにより、色チャンネル毎に出力を調整して、色補正したデータ（色補正後データ）Ｍ１Ｒ、Ｍ１Ｇ、Ｍ１Ｂを出力する。【００４６】
なお、撮像手段１の出力をリアルタイムに処理する必要のない（即ち色校正モードにおいてのみ動作する）、パターン判別手段４３及び補正係数算出手段４４はソフトウエアで、即ちプログラムされたコンピュータで実現することもできる。レベル補正手段２内の、補正係数生成手段２４、２５、２６のうちの、それぞれの校正モードにおいてのみ動作する部分も同様である。【００４７】
以下、色補正係数の算出に際に、グループ毎に分ける方法、並びにグループの補正係数から、各光電変換素子のための色補正係数を求める方法について説明する。以下では、各センサチップを構成する画素の数が２００であるとする。【００４８】
補正係数算出手段４４は、各チップの例えば２００個の画素を、処理に当たり観念的に４つのグループに分ける。
例えば、図５に示すように、第１のグループＧ１を、チップの左端から１０個の画素（左端から数えて、１番目から１０番目までの画素）Ｐ（１）〜Ｐ（１０）で構成し、第２のグループＧ２を、チップの左端から数えて１１番目から１００番目までの画素Ｐ（１１）〜Ｐ（１００）で構成し、第３のグループＧ３を、チップの左端から数えて１０１番目から１９０番目までの画素Ｐ（１０１）〜Ｐ（１９０）で構成し、第４のグループＧ４を、チップの左端から数えて１９１番目から２００番目まで（従って、チップの右端から数えて１番目から１０番目まで）の画素Ｐ（１９１）〜Ｐ（２００）で構成する。【００４９】
パターン判別手段４３は、撮像手段１であるカラーチャートを撮像したときに、各チップ内の複数の光電変換素子１からの出力信号をレベル補正手段２で補正した後に得られる信号（測定値）Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ、Ｌ１Ｂの各々に対して、チップの一方の端部における平均値Ｌｅ１と他方の端部における平均値Ｌｅ２との差が所定値以上かどうかの判定を行う。
例えば、一方の端部（最端部及びその近傍部分、即ち図３で左端から所定数Ｅ（例えば３乃至１０個程度）の画素の平均値Ｌｅ１を求め、他方の端部（図３で右端から所定数Ｅの画素の平均値Ｌｅ２を求め、それらの平均値の差が所定値以上であるときは、対応する色信号Ｍ１Ｒ、Ｍ１Ｇ、Ｍ１Ｂの算出に用いられる色補正係数については、分割モードを選択する。そうでなければ、非分割モードを選択する。【００５０】
赤、青、緑の各々のチャンネルについて分割モードを選択したときは、当該チャンネルについて、それぞれのグループ毎の、画像信号Ｌ１ｑ（ｑ＝Ｒ、Ｇ又はＢ）の平均値Ｌａｑ１、Ｌａｑ２、Ｌａｑ３、Ｌａｑ４を求め、非分割モードを選択したときは、センサチップのすべての画素、例えば、２００個の画素の画像信号の平均値Ｌａｑｃを求め、記憶手段４４ａに保持する。
この場合、非分割モードで求めたセンサチップのすべての画素、例えば２００個の画素の画像信号の平均値Ｌａｑｃを、グループ毎の平均値として（Ｌａｑ１＝Ｌａｑ２＝Ｌａｑ３＝Ｌａｑ４＝Ｌａｑｃとして）、記憶手段４４ａに保持する。
複数のカラーチャートについて撮像が終わった後に、記憶手段４４ａに保持されている上記のグループ毎の平均値Ｌａｑｇとその目標値Ｌ１ｑｔとの差に基づいて、グループ毎の補正係数ＣＲｕ１、ＣＲｕ２、ＣＲｕ３、ＣＲｕ４、ＣＧｕ１、ＣＧｕ２、ＣＧｕ３、ＣＧｕ４、又はＣＢｕ１、ＣＢｕ２、ＣＢｕ３、ＣＢｕ４を求める。この場合、補正係数は、上記の差が総合的にゼロに最も近くなるように、その値が定められる。
４つのグループに対して４組の補正係数（各組が１２個の補正係数から成る）が求められる。求められた補正係数は、補正係数保管手段４５に保管される。【００５１】
上記のようにして、イメージセンサを構成するすべてのセンサチップの各々について、グループ毎の補正係数が求められ、それぞれ保管手段４４に保管される。【００５２】
撮像モードにおいては、以下のような処理が行なわれる。
撮像手段１から画像信号Ｌ１が出力されるとき、それとともに、出力されている画像信号がどのセンサチップのどの画素からのものであるかを示す信号（センサチップ識別信号ＣＮ及び画素識別信号ＰＮ）が同時に出力される。【００５３】
補正係数補間手段４は、センサチップ識別信号ＣＮに基づいて、そのセンサチップに関し格納されているグループ毎の補正係数（補間係数算出基礎値）を基にして、補間により、個々の画素についての補正係数を求める。
この補間は例えば線形補間により行なわれる。
例えば、図６に示すように、第１のグループＧ１について定められた補正係数Ｋｑｕ１を、第１のグループＧ１内のいずれかの画素、例えばチップの左端の画素（ＰＮ＝１の画素）のための補正係数として用い、第２のグループＧ２について定められた補正係数Ｋｑｕ２を、第２のグループＧ１内のいずれかの画素、例えば第２のグループＧ２の中央付近、例えばチップの左端から数えて５５番目の画素（ＰＮ＝５５の画素）のための補正係数として用い、第３のグループＧ３について定められた補正係数Ｋｑｕ３を、第３のグループＧ１内のいずれかの画素、例えば第３のグループＧ３の中央付近、例えばチップの左端から数えて１４６番目の画素（ＰＮ＝１４６の画素）のための補正係数として用い、第４のグループＧ４について定められた補正係数Ｋｑｕ４を、第４のグループＧ１内のいずれかの画素、例えばチップの右端の画素（ＰＮ＝２００の画素）のための補正係数として用いることとし、上記以外の画素（チップの左端から数えてｎ番目の画素）の補間係数Ｋｑｕ（ｎ）を、各画素のセンサチップ内の位置を考慮し、Ｋｑｕ１、Ｋｑｕ２、Ｋｑｕ３、Ｋｑｕ４を結ぶ直線による線形補間により求める。
例えば、左端からｎ番目の画素の補間値Ｋｑｕ（ｎ）は、以下のように求められる。
１＜ｎ＜５５の範囲では、
Ｋｑｕ（ｎ）＝｛Ｋｑｕ１×（５５−ｎ）＋Ｋｑｕ２（ｎ−１）｝／（５５−１）    …（５ａ）
５５＜ｎ＜１４６の範囲では、
Ｋｑｕ（ｎ）＝｛Ｋｑｕ２×（１４６−ｎ）＋Ｋｑｕ３（ｎ−５５）｝／（１４６−５５）    …（５ｂ）
１４６＜ｎ＜２００の範囲では、
Ｋｑｕ（ｎ）＝｛Ｋｑｕ３×（２００−ｎ）＋Ｋｑｕ４（ｎ−１４６）｝／（２００−１４６）    …（５ｃ）【００５４】
色補正係数生成手段４は、各画素の画像信号が、色補正手段３に供給されるのに同期して、色補正手段３にその画素のための補正係数の組を供給する。そのために、画素識別信号ＰＮを参照して、当該画素画像信号が色補正手段３に供給されるタイミングを特定する。【００５５】
なお、各グループを構成する画素の数は、上記の例に限定されない。またグループの数も上記の例に限定されない。
但し、チップの両端において、チップの最端部の画素を含み、他のグループよりも少数の画素で形成されたグループを構成するのが望ましい。そうすることで、互いに隣接するセンサチップの互いに隣接する端部間で、補正後の色の違いを小さくすることができるからである。【００５６】
以下、この点について、図７（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。なお、以下では、説明を簡単にするため、一つのカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力のみに基づいて色補正係数が定められるものとする。
上記一つのカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力Ｌ１ｑ（ｑ＝Ｒ、Ｇ又はＢ）が、図７（ａ）の左から１番目及び２番目のセンサチップＳＣ（１）、ＳＣ（２）のように、センサチップ毎にほぼ一定である場合には、各センサチップのすべての画素の出力の平均値Ｌａｑｃを求め、この平均値と、その目標値Ｌ１ｑｔとの差がゼロに最も近くなるように各センサチップに共通の色補正係数を求め、それを用いて各センサチップのすべての画素の色補正を行なえば、図７（ｂ）に示すように、色補正後の信号Ｍ１ｑ（ＳＣ（１））、Ｍ１ｑ（ＳＣ（２））のレベルをセンサチップＳＣ（１）、ＳＣ（２）の全体にわたり目標値Ｌ１ｑｔに近づけることができ、２つのセンサチップＳＣ（１）、ＳＣ（２）の互いに隣り合う端部の画素の色補正後の信号のレベルも略同じとなり、不連続性（段差）が生じない。【００５７】
同じカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力Ｌ１ｑ（ｑ＝Ｒ、Ｇ又はＢ）が、図７（ａ）の左から３番目のセンサチップＳＣ（３）、ＳＣ（４）、ＳＣ（５）のように、その両端間で異なる場合、例えばセンサチップＳＣ（３）、ＳＣ（４）のように右上がりである場合、或いはセンサチップＳＣ（５）のように右下がりである場合には、各センサチップのすべての画素の出力の平均値Ｌａｑｃを求め、この平均値と、その目標値Ｌ１ｑｔとの差がゼロに最も近くなるように、各センサチップに共通の色補正係数を求め、それを用いて各センサチップのすべての画素の色補正を行なえば、図７（ｂ）に示すように、色補正後の信号のレベルＭ１ｑの平均値を目標値Ｌ１ｑｔに近づけることができるが、両端の画素の色補正後の信号のレベルは目標値Ｌ１ｑｔから離れたものとなる。そして、センサチップＳＣ（３）とセンサチップＳＣ（４）の隣り合う端部の画素の色補正後の信号レベルが大きく異なるものとなり、不連続なものとなる。センサチップＳＣ（２）とセンサチップＳＣ（３）の隣り合う端部の画素間でも同様の不連続性が生じる。センサチップＳＣ（４）とＳＣ（５）の隣り合う端部の画素間でも同様の不連続性が生じる。【００５８】
このような問題が生じるのを避けるため、上記のように、実施の形態１では、各センサチップの左端と右端とで、レベル補正手段２の出力が異なる場合には、各々当該センサチップの一部をなすグループ毎の平均値を求め、この平均値と目標値との差を色補正係数の算出に用いているので、センサチップの全体についての平均値と目標値との差を色補正係数の算出に用いる場合に比べ、各画素のセンサチップ内の位置に応じたより細かな（目標値との差がより小さい）色補正を行うことができる。【００５９】
また、センサチップの端部（最端部及びその近傍部分）の比較的少数の画素から成るグループの平均を用いて、端部のための色補正係数を求め、最端部の画素に対しては、この端部のための色補正係数を用いて色補正を行うので、色補正後の端部の信号を目標値に略一致させることができ、隣り合う端部間での不連続性が生じない。【００６０】
このように、端部の少数の画素を含み、他のグループよりも小数のグループを「第１種のグループ」と呼びそれ以外のグループを「第２種のグループ」と呼ぶ。【００６１】
なお、図７（ｃ）は、図７（ａ）とは異なるカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力分布の一例を示したものである。図示のように、レベル補正手段２の出力レベルは、カラーチャート毎に異なることがある。上記のように、複数のカラーチャートについて平均値と目標値の差が総合的に最小となるように色補正係数を定める必要があるのはそのためである。また、複数のカラーチャートについて平均値と目標値の差が総合的に最小となるように補正係数を定めるので、一つのカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力と、色補正係数とは、図７（ａ）及び（ｂ）を参照して説明したように一対一の対応関係があるのではないが、一つのカラーチャートを撮像したときのレベル補正手段２の出力が図７（ａ）に示す傾向を有する場合に、仮にその出力のみに基づいて色補正係数を定めたとすれば、色補正係数は図７（ｂ）に示す傾向を持つようになる。【００６２】
次に、上記の補正係数の算出及び保管の手順を図８を参照して説明する。
まず、ステップＳＴ１ではあらかじめ設定した複数のカラーチャートについてレベル補正手段２の出力の階調値（測定値）を取得する。【００６３】
ステップＳＴ２では、各カラーチャートについての測定結果に基づき、各センサチップに含まれる各色の光電変換素子の出力の変化傾向を調べ、それに基づく判別を行なう。具体的には、各センサチップの各色の光電変換素子の出力の、一方の端部の所定数の画素の平均値と、他方の端部の所定数の平均値とが所定値以上かどうかの判定を行ない、所定値以上であれば、傾斜があると判定する。
傾斜があると判定したときはステップＳＴ３に進み、傾斜がないと判断したときは、ステップＳＴ４に進む。【００６４】
ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２で、チップ内出力に傾斜があると判定されたセンサチップに含まれる光電変換素子をグループに分割する。
ステップＳＴ５では、グループ毎の測定値の平均値を求める。
ステップＳＴ４では、センサチップ毎の測定値の平均値を求める。
ステップＳＴ６では、ステップＳＴ４及び／又はステップＳＴ５で求めた平均値と目標値との差を求める。【００６５】
ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６で求めた差に基づいて補正係数を求める。
この場合、差が所定の閾値未満のときは、補正量がゼロとなるように補正係数を定めることとしても良い。
ステップＳＴ８では、ステップＳＴ７で求めた補正係数を補正係数保管手段４５に格納する。【００６６】
なお、上記した図５に示す例では、チップの左端から１０個の画素（左端から数えて、１番目から１０番目までの画素）で第１のグループＧ１を構成し、チップの左端から数えて１１番目から１００番目までの画素で第２のグループＧ２を構成し、チップの左端から数えて１０１番目から１９０番目までの画素で第３のグループＧ３を構成し、チップの左端から数えて１９１番目から２００番目まで（従って、チップの右端から数えて１番目から１０番目まで）の画素で第４のグループＧ４を構成しているが、このようにする代わりに、図９に示すように、チップの左端から１０個の画素（左端から数えて、１番目から１０番目までの画素）で第１のグループＧ１を構成し、チップの左端から数えて５１番目から１００番目までの画素で第２のグループＧ２を構成し、チップの左端から数えて１０１番目から１５０番目までの画素で第３のグループＧ３を構成し、チップの左端から数えて１９１番目から２００番目まで（従って、チップの右端から数えて１番目から１０番目まで）の画素で第４のグループＧ４を構成することとしても良い。
この場合、いずれのグループにも属さない画素が存在する。【００６７】
また、図１０に示すように、チップの左端から１０個の画素（左端から数えて、１番目から１０番目までの画素）で第１のグループＧ１を構成し、チップの左端から数えて１番目から１００番目までの画素で第２のグループＧ２を構成し、チップの左端から数えて１０１番目から２００番目までの画素で第３のグループＧ３を構成し、チップの左端から数えて１９１番目から２００番目まで（従って、チップの右端から数えて１番目から１０番目まで）の画素で第４のグループＧ４を構成することとしても良い。
この場合、第１のグループＧ１は、第２のグループＧ２の一部を成し、第４のグループＧ４は第３のグループＧ３の一部を成す。【００６８】
なお、図８のステップＳＴ７の処理に関して述べたように、平均値と目標値の差があらかじめ決めた閾値以下のときは、色補正係数を、レベル補正手段２の出力信号に対する補正量がゼロとなるような値に定めることとすれば、色補正係数の算出処理を一部省略することができ、処理の高速化を図ることができるという効果がある。【００６９】
本実施の形態では、上記のように、校正モードにおいて、センサチップ毎の出力の変化の傾向に応じて非分割モード、分割モードのいずれかを選択して、非分割モードが選択されたときは、センサチップのすべての画素の平均値を求め、分割モードが選択されたときは、センサチップの一部をなすグループ毎の平均値を求め、これらの平均値（センサチップの全体についての平均値及び／又はグループ毎の平均値に基づいて色補正係数の算出を行い、算出された色補正係数を記憶し、撮像モードにおいて、色補正係数を元に線形補間を行なうことで生成された各画素のための色補正係数を用いて色補正を行う。従って、レベル補正手段２の出力の変化傾向、従って、撮像手段１の特性に応じて演算量、データ記憶量を切り換えることができ、高精度の色補正を最小の演算量、データ記憶量で行うことができる。【００７０】
実施の形態２．
実施の形態２の画像読取装置は、実施の形態１の画像読取装置と概して同じであり、その全体的構成は、図１で示される。実施の形態２の画像読取装置は、パターン判別手段の動作が実施の形態１と以下の点で異なる。【００７１】
実施の形態１では、チップの端部の所定数の画素の平均値と、他方の端部の所定数の画素の平均値の差が所定値以上であれば、分割モードを選択することとしたが、実施の形態２では、チップの一端から他端に掛けて、レベル補正手段２の出力の階調が単調増加傾向及び単調減少傾向のいずれかを有するか否かによって、分割モードを選択するかどうかの判断を行なう。【００７２】
以下、そのような処理を行なう場合の利点を図１１を参照して説明する。
図１１は一つのセンサチップの出力の変化傾向の他の例を示す。図示の例のセンサチップの出力Ｌ１ｑは全体的に略一定であるが、チップの右端近傍において大きな下向きの出力変動を伴う。このような場合に、実施の形態１のように、チップの左端部の所定数の画素の平均と、チップの右端部の所定数の画素の平均の差を求めると、差が所定値より大きいと判断されることになって、補正後の出力が隣接するチップと不連続になる問題、或いは必要がないのに（チップ全体の平均値に基づいて補正係数を求めれば十分であるのに）グループ毎の平均値を求め、この平均値に基づいて色補正係数を算出してしまうという問題がある。そこで、図１１に示すような場合には、チップの全体に亘り略一定であると判断するのが望ましい。【００７３】
そこで、実施の形態２では、チップの一端から他端に掛けて、レベル補正手段２の出力Ｌ１ｑの階調が単調増加傾向及び単調減少傾向のいずれかを有するか否かの判断を行ない、上記のいずれをも有しない場合には、チップの全体に亘り略一定であるとして処理する。即ち、単調増加傾向及び単調減少傾向のいずれでもない場合には、センサチップ内に含まれる全光電変換素子の平均値を求め、この平均値を補正係数の算出に用いる。【００７４】
例えば、図７（ａ）のセンサチップＳＣ（３）、ＳＣ（４）の場合には、単調増加傾向があると判断され、センサチップＳＣ（５）の場合には単調減少傾向があると判断される。【００７５】
このような処理を行うことにより、チップの全体にわたり出力が略一定で、局所的にのみ出力が変動する場合には、全体的に傾斜がないと判断し、補正量を適切にすることができ、或いは、不必要なグループ毎の平均値に基づく補正係数の算出を避けることができる。【００７６】
実施の形態３．
実施の形態３の画像読取装置は、実施の形態１の画像読取装置と概して同じであり、その全体的構成は、図１で示される。実施の形態３の画像読取装置は、パターン判別手段の動作が実施の形態２と以下の点で異なる。【００７７】
実施の形態２では、チップの一端から他端に掛けて、レベル補正手段２の出力の階調が単調増加傾向及び単調減少傾向を有するか否かによって、分割モードか非分割モードの選択を行なうが、実施の形態３は、上記の判断に加え、チップの一端から他端に掛けて、レベル補正手段２の出力Ｌ１ｑの階調がＶ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有するか（Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型の起伏を有するか）どうかの判断を行ない、単調増加傾向及び単調減少傾向を有する場合のみならず、Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型の起伏を有する場合にも分割モードを選択する。【００７８】
Ｖ字型の変化の傾向の例が図１２（ａ）に示されている。その場合に全体の平均値を求め、この平均値を用いて色補正係数を求め、そのようにして求めた色補正係数を用いて色補正を行なうと、補正後の値は、図１２（ｂ）のようになり、補正後の平均値は目標値Ｌ１ｑｔに近づくが、チップの両端では目標値Ｌ１ｑｔとの差が大きくなる。そのため、隣接するチップとの連続性が失われる。変化の傾向が図１２（ａ）に示すようにＶ字型である場合（下方に凸である、或いは谷型の起伏を有する）場合のみならず、図１３に示すように、逆Ｖ字型である（上方に凸である、或いは山型の起伏を有する）場合も同様である。【００７９】
そこで、（Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型の）起伏を有する場合には、実施の形態１で、両端部相互間で平均値の差が所定値以上である場合と同じように、グループ毎の平均値を求め、この平均値に基づいて補正係数を求める。【００８０】
グループの構成を図６と同様とした場合、グループ毎の平均値Ｌａｑ１、Ｌａｑ２、Ｌａｑ３、Ｌａｑ４は例えば、図１２（ｃ）のようになり、補間の計算は、上記の式（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）と同じになり、補間後の補正係数Ｋｑｕ１、Ｋｑｕ２、Ｋｑｕ３、Ｋｑｕ４は、例えば図１２（ｄ）のようになり、その結果、色補正後の信号（の対応する色成分値）のレベルが、略一定となる。なお、ここでも、上記の補正係数の値が、一つのカラーチャートについての平均値のみのよって求められるものと仮定している。実際には、他のカラーチャートについての平均値をも考慮に入れて総合的に補正係数が求められるので、平均値と補正係数が一対一の関係を有するわけではない。【００８１】
なお、起伏を有するかどうかの判断は、例えば、以下のようにして行う。即ち、チップの端部の所定数の画素の平均値と、チップ全体の平均値との差が所定値以上であれば、起伏を有すると判断する。
この場合、チップの２つの端部のいずれか一方についてそのような条件が満たされたときに、起伏を有すると判断することとしても良く、両方についてそのような条件が満たされたときに、起伏があると判断することとしても良い。【００８２】
次に、上記の補正係数の算出及び保管の手順を、図１４を参照して説明する。図１４の処理手順は、図８と概して同じであるが、ステップＳＴ１１が追加されており、ステップＳＴ２で、チップ内傾斜がないと判断されたときは、ステップＳＴ１１に進む。
ステップＳＴ１１では、センサチップの出力に対し、起伏がないか判定する。起伏がないと判断されたときは、ステップＳＴ４に進み、起伏があると判断されたときは、ステップＳＴ３に進む。【００８３】
本実施の形態では、上記のように動作するので、センサチップ毎に複数の色補正係数を設定する際に、センサチップ内の出力分布に水平方向の傾斜はないが、Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型の起伏がある場合でもセンサチップの両端を目標値に合わせる補正方法を選択することとなり、色補正後の隣接センサチップとの出力段差の発生を軽減することが出来る。【００８４】
変形例．
なお、上記の式（４）では、１２個の色成分に分解する場合を示すが、分解する色成分の数は１２に限定されず、例えば６個の色成分に分解する場合にも本発明を適用可能である。【００８５】
以上説明したように、この発明によれば、複数の光電変換素子ごとに複数の色に関する感度のバラツキを補正することにより、従来の無彩色のチャートを用いたグレーバランス補正では補正しきれない、複数の色に関する色バラツキを補正できるので、結果的に複数の色に対する複数の画素間の色むらを軽減することができる。
また、校正モードにおいて、各センサチップ又は各グループを構成する複数の光電変換素子に対してレベル補正手段よりの画像信号の平均値を求め、この平均値を基に各センサチップ又は各グループに対する色補正係数の算出を行い、この色補正係数を用いて、撮像モードにおいて、各光電変換素子のための色補正係数を補間して求めることとすれば、全光電変換素子について色補正係数を算出および保管する方法に対し、色補正係数の算出・保管処理を軽減することができる。
さらに、校正モードおいて、レベル補正手段が出力するセンサチップごとの画像信号の変化傾向より、例えば、実施の形態１では、センサチップの端部間での平均値の差が大きいかどうかを判別し、実施の形態２ではセンサチップ内における画像信号が単調増加または減少しているかどうかを判別し、実施の形態３ではセンサチップ内のＶ字型の出力変動あるいは逆Ｖ字型の出力変動あるかどうかを判別し、判別結果に応じて色補正係数の算出方法を変えているので、センサチップ内における出力傾向の如何を問わず、隣接するセンサチップの端部間で色の不連続性が生じない高精度な色補正係数の決定を行うことができる。
またさらに、分割モード、非分割モードというようにデータ処理の対象を切り替えたうえで色補正係数を算出することとすれば、最小の演算量、データ記憶量で、十分に適切な色補正係数の決定を行なうことができる。
【図１】
2009130947.tif 000004
【図２】
2009130947.tif 000005
【図３】
2009130947.tif 000006
【図４】
2009130947.tif 000007
【図５】
2009130947.tif 000008
【図６】
2009130947.tif 000009
【図７】
2009130947.tif 000010
【図８】
2009130947.tif 000011
【図９】
2009130947.tif 000012
【図１０】
2009130947.tif 000013
【図１１】
2009130947.tif 000014
【図１２】
2009130947.tif 000015
【図１３】
2009130947.tif 000016
【図１４】
2009130947.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月23日(2010.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の画像読取装置は、
各々が複数の所定の色のいずれかに感度を有する複数の光電変換素子を有する複数のセンサチップを互いに隣接するように配列してなる撮像手段と、
前記複数の光電変換素子から出力される画像信号のレベルを調整するレベル補正手段と、
前記レベル補正手段から出力される画像信号に対して色補正を行う色補正手段と、
前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記色補正手段から出力される画像信号の値が予め記憶された目標値に近くなる色補正係数を生成する色補正係数生成手段とを備え、
前記色補正手段は、前記レベル補正手段から出力される各光電変換素子の画像信号の値を、前記色補正係数生成手段から出力される各光電変換素子のための色補正係数を用いて補正して出力し、
前記色補正係数生成手段は、
校正モードにおいて、前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記レベル補正手段から出力される画像信号の値の前記センサチップ毎の変化の傾向を判別し、判別結果に基づいて、各センサチップについて、非分割モードと分割モードのいずれかを選択するパターン判別手段と、
前記分割モードを選択したときは、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループ毎に、前記レベル補正手段から出力される画像信号の平均値を求め、
前記非分割モードを選択したときは、当該センサチップのすべての光電変換素子の画像信号の平均値を求め、
前記分割モード及び又は非分割モードで求められた平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるようにグループ毎の色補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段により算出された補正係数を保管する補正係数保管手段を備える色補正係数算出・保管手段と、
撮像モードにおいて、前記補正係数保管手段に保管された、前記グループ毎の前記色補正係数に基づき、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求めて出力する色補正係数補間手段を備える
ことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数の所定の色のいずれかに感度を有する複数の光電変換素子を有する複数のセンサチップを互いに隣接するように配列してなる撮像手段と、
前記複数の光電変換素子から出力される画像信号のレベルを調整するレベル補正手段と、
前記レベル補正手段から出力される画像信号に対して色補正を行う色補正手段と、
前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記色補正手段から出力される画像信号の値が予め記憶された目標値に近くなる色補正係数を生成する色補正係数生成手段とを備え、
前記色補正手段は、前記レベル補正手段から出力される各光電変換素子の画像信号の値を、前記色補正係数生成手段から出力される各光電変換素子のための色補正係数を用いて補正して出力し、
前記色補正係数生成手段は、
校正モードにおいて、前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記レベル補正手段から出力される画像信号の値の前記センサチップ毎の変化の傾向を判別し、判別結果に基づいて、各センサチップについて、非分割モードと分割モードのいずれかを選択するパターン判別手段と、
前記分割モードを選択したときは、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループ毎に、前記レベル補正手段から出力される画像信号の平均値を求め、
前記非分割モードを選択したときは、当該センサチップのすべての光電変換素子の画像信号の平均値を求め、
前記分割モード及び又は非分割モードで求められた平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるようにグループ毎の色補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段により算出された補正係数を保管する補正係数保管手段を備える色補正係数算出・保管手段と、
撮像モードにおいて、前記補正係数保管手段に保管された、前記グループ毎の前記色補正係数に基づき、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求めて出力する色補正係数補間手段を備える
ことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記分割モードか前記非分割モードの選択を、各色の画像信号毎に行なう
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】
前記非分割モードでセンサチップの全体について求めた平均値を、グループ毎の平均値として用いて、各グループの色補正係数の算出を行なう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４】
前記複数のグループが、前記センサチップの端部に位置する第１の数の光電変換素子で構成される第１種のグループと、
前記第１の数より大きい第２の数の光電変換素子で構成される第２種のグループとを含む
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記第２種のグループが、前記センサチップの端部以外に位置する光電変換素子で構成されることを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記センサチップの複数の光電変換素子を分割して、複数の前記第２種のグループを構成し、前記第２種のグループのうちの、前記センサチップの端部に位置する光電変換素子により前記第１種のグループを構成したことを特徴とする請求項４に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、単調増加傾向及び単調減少傾向のいずれか一方を有する場合には、前記分割モードを選択する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有する場合には、前記分割モードを選択すること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項９】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、単調増加傾向あるいは単調減少傾向を有すると認められた場合、または、Ｖ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有すると認められた場合には、前記分割モードを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１０】
前記色補正係数算出・保管手段は、前記センサチップ毎の画像信号の値が、単調増加傾向を有するとも認められず、単調減少傾向を有するとも認められず、さらにＶ字型若しくは逆Ｖ字型に変化する傾向を有するとも認められない場合には、前記非分割モードを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１１】
前記複数の光電変換素子の画像信号の平均値とその目標値の差があらかじめ決めた閾値以下のときは、
前記色補正係数算出・保管手段は、前記色補正係数を、前記レベル補正手段の出力信号に対する補正量がゼロとなるような値に定める
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１２】
前記補間手段は、前記色補正係数算出・保管手段に保持されている、互いに隣り合うグループについて求められた２つの色補正係数を元に線形補間を行なうことにより、各光電変換素子のための色補正係数を求めることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１３】
前記複数の色が、赤、緑、青であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１４】
前記色補正手段は、
前記レベル補正手段から出力される画像信号を色分解することで得られる複数の色成分を表すデータと、それぞれ前記複数の色成分ための複数の色補正係数との乗算を含むマトリクス演算を行なって前記色補正を行なうものである
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の画像読取装置。
【請求項１５】
各々が複数の所定の色のいずれかに感度を有する複数の光電変換素子を有する複数のセンサチップを互いに隣接するように配列してなる撮像手段と、
前記複数の光電変換素子から出力される画像信号のレベルを調整するレベル補正手段と、
前記レベル補正手段から出力される画像信号に対して色補正を行なう色補正手段と、
前記色補正手段における色補正で用いられる色補正係数を生成する色補正係数生成手段とを備えた画像読取装置による画像読取方法において、
校正モードにおいて、前記撮像手段でカラーチャートを撮像したときに前記レベル補正手段から出力される画像信号の値の前記センサチップ毎の変化の傾向を判別し、判別結果に基づいて、各センサチップについて、非分割モードと分割モードのいずれかを選択し、
前記分割モードを選択したときは、各々が前記センサチップの複数の光電変換素子の一部で構成される複数のグループ毎に、前記レベル補正手段から出力される画像信号の平均値を求め、
前記非分割モードを選択したときは、当該センサチップのすべての光電変換素子の画像信号の平均値を求め、
前記分割モード及び又は非分割モードで求められた平均値が予め記憶された目標値に最も近くなるようにグループ毎の色補正係数を算出して前記保管手段に保管し、
撮像モードにおいて、
前記保管手段に保持されている前記グループ毎の前記色補正係数に基づき、各光電変換素子のための色補正係数を補間により求めて出力し、
前記色補正手段により、前記レベル補正手段から出力される各光電変換素子の画像信号の値を、前記各光電変換素子のための色補正係数を用いて補正して出力する
ことを特徴とする画像読取方法。
【国際調査報告】
2009130947.tif 000018
2009130947.tif 000019
2009130947.tif 000020
2009130947.tif 000021