(57)【要約】  【課題】画像入力装置で、画像入力の対象物に応じてローパスフィルタ特性を可変とする。  【解決手段】ＴＤＩセンサＳは、主走査方向に沿って画素の配列された複数のラインセンサが主走査方向と直交する方向に所定の配列間隔で配列されて構成される。ＴＤＩセンサＳで主走査が行われ、ＴＤＩセンサＳと走査対象の像との間で副走査方向に沿う相対的な動きがもたらされて二次元の像が入力される。１ライン分の走査対象の像に対して行われる一連のＴＤＩ動作において、一のタイミングで一のラインセンサによって蓄積動作が行われるときに一のラインセンサの読取範囲に導かれる像と、別のタイミングにおいて別のラインセンサによって蓄積動作が行われるときに別のラインセンサの読取範囲に導かれる像との間で、主走査方向および副走査方向のうちの少なくともいずれかの方向に沿って像ずれを生じるように像とＴＤＩセンサＳとの相対位置が制御される。【選択図】図６
2011024082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に沿って画素の配列された複数のラインセンサが前記主走査方向と略直交する方向に所定の配列間隔で平行に配列されてなるＴＤＩセンサと、
前記ラインセンサと走査対象の像との間の副走査方向に沿う相対的な動きをもたらす動作である副走査動作を行う副走査駆動部とを有し、
前記ＴＤＩセンサによる、前記画素の配列方向に沿って前記走査対象の像を走査する動作である主走査と、前記副走査駆動部で行われる前記副走査動作とによって二次元の像の入力を可能とする画像入力装置であって、
１ライン分の走査対象の像に対して行われる一連のＴＤＩ動作において、一のタイミングで一のラインセンサによって蓄積動作が行われるときに前記一のラインセンサの読取範囲に導かれる像と、別のタイミングにおいて前記一のラインセンサと異なる別のラインセンサによって蓄積動作が行われるときに前記別のラインセンサの読取範囲に導かれる像との間で、前記主走査方向および前記副走査方向のうちの少なくともいずれかの方向に沿って像ずれを生じるように前記像と前記ＴＤＩセンサとの相対位置を制御する像ずらし制御部を有し、
前記像ずらし制御部は、前記主走査方向および前記副走査方向のうちの少なくともいずれかの方向に沿って前記像ずれの量を変化させることが可能に構成されることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
前記像ずらし制御部はさらに、
前記副走査方向と前記ラインセンサ上の前記画素の配列方向とでなすアジマス角、および前記ラインセンサと前記走査対象の像との前記主走査方向に沿う相対位置のうち、少なくともいずれかを変化させることにより、前記主走査方向に沿って前記像ずれの量を変化させることが可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
前記像ずらし制御部はさらに、
前記ＴＤＩセンサ中に配列される前記ラインセンサ間の前記所定の配列間隔と前記ラインセンサ間でＴＤＩ動作に伴う電荷転送が行われる際の電荷転送周波数との積として定義される電荷転送速度と、前記ラインセンサと前記走査対象の像との間の前記副走査方向に沿う相対的な動きの速度として定義される副走査速度との速度差を変化させることにより、前記副走査方向に沿って前記像ずれの量を変化させることが可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像入力装置。
【請求項４】
１ライン分の走査対象の像に対して行われる前記一連のＴＤＩ動作において、最初の蓄積動作を行うラインセンサで蓄積動作が行われてから最後の蓄積動作を行うラインセンサで蓄積動作が行われるまでの間に得られる前記像ずれ量の目標値である目標像ずれ量と、前記一連のＴＤＩ動作において前記最初の蓄積動作を行うラインセンサで蓄積動作が行われてから前記最後の蓄積動作を行うラインセンサで蓄積動作が行われるまでに行われる蓄積動作回数とに基づき、互いに隣り合うラインセンサで相次いで蓄積動作が行われる際の、先に蓄積動作が行われる先行ラインセンサで蓄積動作が行われるときに当該先行ラインセンサの読取範囲に導かれる像と、後続するタイミングにおいて後続ラインセンサで蓄積動作が行われるときに当該後続ラインセンサの読取範囲に導かれる像との間で生じるずれ量である単位像ずれ量を導出する単位像ずれ量導出部をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像入力装置。
【請求項５】
前記走査対象の像の明るさに基づき、前記一連のＴＤＩ動作に際して用いられるラインセンサの数を決定する露光量制御部をさらに有し、
前記単位像ずれ量導出部は、前記露光量制御部で決定された前記ラインセンサの数を前記一連のＴＤＩ動作に際しての蓄積動作回数として前記単位像ずれ量を導出することを特徴とする請求項４に記載の画像入力装置。
【請求項６】
予備走査によって予備走査画像データを得る予備走査処理部と、
前記予備走査画像データを解析し、前記予備走査画像の空間周波数およびモアレのうちの少なくともいずれかに関する評価値を導出する予備走査画像解析部と、
前記評価値に基づき、前記目標像ずれ量を設定する目標ずれ量設定部と
をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載の画像入力装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の画像入力装置を有することを特徴とする顕微鏡撮影装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１つに記載の画像入力装置を有することを特徴とするラインスキャン型カメラ。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか１つに記載の画像入力装置を有することを特徴とするスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ型のラインイメージセンサ、特に時間遅延積分（ＴＤＩ）方式のラインイメージセンサを用いて走査をすることにより画像を入力する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤを用いる画像入力装置としては、２種類に大別可能である。１つは、複数の画素が一次元方向に配列されたラインイメージセンサ（以下では単にラインセンサと称する）を用い、走査対象物の像とラインセンサとを相対的に移動させながらラインセンサから出力される画像信号を処理して二次元の画像を生成するものである。本明細書中では、このような画像入力装置を走査型の画像入力装置と称する。
【０００３】
ＣＣＤを用いる画像入力装置のもう１つのタイプは、複数の画素が二次元方向に配列されたエリアイメージセンサ（以下では単にエリアセンサと称する）を用い、結像光学系によって形成された像をエリアセンサ上に導いて画像信号を読み出し、二次元の画像を得るものである。
【０００４】
走査型の画像入力装置では、ある瞬間において線状の像しか捉えることができない。そのため、二次元の像を入力するためには、ラインセンサを構成する画素の配列方向と直交する方向に沿って像とラインセンサとを相対移動させながら線状の像をラインセンサで繰り返し入力する。そして、瞬間、瞬間で得られる一次元の画像データをもとに二次元の画像データを構築する。
【０００５】
一般に、ラインセンサを構成する画素の配列方向に沿って線状の像を走査することを主走査と称し、ラインセンサを構成する画素の配列方向を主走査方向と称する。つまり、像とラインセンサとは、主走査方向と略直交する方向に沿って相対移動させることになる。上記のように像とラインセンサとを相対移動させる動作を副走査と称する。そして、像とラインセンサとの相対移動方向を副走査方向と称する。
【０００６】
走査型の画像入力装置では、像とラインセンサとを副走査方向に相対移動させながら主走査を繰り返し行うことを繰り返すので、１回の主走査に要する時間を短縮することが副走査の速度を増すことにつながり、これが一連の画像入力に要する時間を短縮する上で重要である。
【０００７】
つまり、一連の画像入力に要する時間を短縮しようとすると、主走査を高速に行う必要がある。そのためには、ラインセンサの１回の蓄積動作に割り当てることのできる時間を短縮することが必要となる。このことはラインセンサの感度が十分高くない場合に、Ｓ／Ｎ比の低下をもたらすことにつながる。
【０００８】
１回の蓄積動作に割り当てることの時間を短縮しつつ、十分な感度およびＳ／Ｎ比を確保可能なものとして時間遅延積分方式が知られている。以下では、時間遅延積分方式をＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）方式と称する。ＴＤＩ方式に用いるセンサは、主走査方向に延びる複数のラインセンサが主走査方向と直交する方向に沿って平行に配列されて構成される。
【０００９】
１本目のラインセンサ上に線状の像が導かれているときに、１段目の蓄積動作が行われる。副走査動作が連続的に行われていることにより、上記線状の像（これを第１像と称する）はやがて１本目のラインセンサから外れる。このとき１本目のラインセンサで蓄積された電荷が、１本目のラインセンサの隣に配列される２本目のラインセンサに転送される。その後、上記第１像が２本目のラインセンサ上に位置し、２本目のラインセンサで２段目の蓄積が行われる。このとき、１本目のラインセンサでは上記第１像の隣に位置する新たな線状の像（これを第２像と称し、以下、同様に、第３像、第４像、…と称する）に対応する蓄積動作が行われる。上記２本目のラインセンサでの蓄積動作が完了すると、２本目のラインセンサには２回の蓄積動作で得られるものと同等の電荷が蓄積される。
【００１０】
例えばラインセンサが１０本あれば、第１像が１本目のセンサ上から１０本目のセンサ上に移動するタイミングに同期して、上記蓄積動作、転送動作が行われる。つまり、１０本目のセンサでの１０段目の蓄積動作が完了した時点で、１０回分の蓄積動作で得られる電荷が１０本目のセンサに蓄積される。一方、２本目のセンサで第１像に対応する電荷の蓄積が行われているときには、１本目のセンサは第２像に対応する蓄積動作を行っている。こうして、１０本目のセンサが第１像に対応する電荷の蓄積を行っている時点で、１本目のセンサは第１０像の蓄積を行うことになる。
【００１１】
このようにして、上記例では１０本のラインセンサが蓄積動作を時系列的に分担して行うことにより、１本あたりのラインセンサでの蓄積時間を短縮して副走査動作を高速化することが可能となり、全体として十分な感度およびＳ／Ｎ比を確保しつつ、一連の画像入力に要する時間を短縮することが可能となる。
【００１２】
ところで、入力する対象の画像が比較的高い空間周波数を有していたり繰り返しパターンを有していたりすると、画像入力して得られる画像にモアレを生じることがある。このモアレを低減するための技術として、特許文献１には複数のラインセンサを有するＴＤＩセンサを用いたデジタル画像読取装置において、一連のＴＤＩ動作が行われる際に、複数のラインセンサのそれぞれが読みとる原稿面上の位置が相対的に異なるようにする技術が開示されている。
【００１３】
一連のＴＤＩ動作において１段目、２段目、…の蓄積動作が行われる際に、各ラインセンサによって読みとられる原稿面上の位置が相対的に異なるようにすると、いわば像ブレを生じたかのようになる。このようにして像のぶれを生じさせることにより、光学的ローパスフィルタ等を用いることなく、読み取って得られる画像中の高い空間周波数成分を減衰させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−１２６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、入力する対象の画像は様々であり、画像入力の目的も様々である。ときには多少のモアレの発生は許容しても、出来るだけ鮮鋭な像を得ることが望まれることもある。あるいは、入力する対象の画像がモアレを発生しにくいものである場合には、読み取って得られる画像中の高い空間周波数成分が減じられると何の効果も得られないばかりでなく、得られる画像の鮮鋭度が低下してしまう。また、ＴＤＩセンサで蓄積動作を行う際に、入力する対象の画像の明るさに応じて用いるラインセンサの数を変化させた場合、一連のＴＤＩ動作で得られる像のずれ量が異なることになるので、画像中の高い空間周波数成分を減衰させる効果が異なるものとなる。
【００１６】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、入力する対象の画像に応じて読み取り画像中の比較的高い空間周波数成分の減衰特性を変化させることを可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１）  本発明のある態様によれば、主走査方向に沿って画素の配列された複数のラインセンサが前記主走査方向と略直交する方向に所定の配列間隔で平行に配列されてなるＴＤＩセンサと、
前記ラインセンサと走査対象の像との間の副走査方向に沿う相対的な動きをもたらす動作である副走査動作を行う副走査駆動部とを有し、
前記ＴＤＩセンサによる、前記画素の配列方向に沿って前記走査対象の像を走査する動作である主走査と、前記副走査駆動部で行われる前記副走査動作とによって二次元の像の入力を可能とする画像入力装置が、
１ライン分の走査対象の像に対して行われる一連のＴＤＩ動作において、一のタイミングで一のラインセンサによって蓄積動作が行われるときに前記一のラインセンサの読取範囲に導かれる像と、別のタイミングにおいて前記一のラインセンサと異なる別のラインセンサによって蓄積動作が行われるときに前記別のラインセンサの読取範囲に導かれる像との間で、前記主走査方向および前記副走査方向のうちの少なくともいずれかの方向に沿って像ずれを生じるように前記像と前記ＴＤＩセンサとの相対位置を制御する像ずらし制御部を有し、
前記像ずらし制御部は、前記主走査方向および前記副走査方向のうちの少なくともいずれかの方向に沿って前記像ずれの量を変化させることが可能に構成されることにより上述した課題を解決する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、個々の走査対象に対応してローパスフィルタ特性を変化させることが可能であり、これによって個々の走査対象に対応して最適のローパスフィルタ特性を適用することが可能となる。その結果、入力して得られる画像中のモアレを効果的に抑制しつつ、画像の鮮鋭度を最大限に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＴＤＩ方式の動作を概念的に説明する図である。
【図２】ＴＤＩによる蓄積動作中に読み取り対象の像を主走査方向にずらす例を説明する図である。
【図３】ＴＤＩによる蓄積動作中に読み取り対象の像を副走査方向にずらす例を説明する図である。
【図４】センサから読み出される信号の特性例を示す図であり、（ａ）は光学的ローパスフィルタを用いた場合の例を、（ｂ）は像ずらしを行った場合の例を示す図である。
【図５】水晶のＯＬＰＦを用いた場合およびＴＤＩ動作時に像ずらしを生じるようにした場合の、センサＳから出力される信号の周波数レスポンスおよびモアレ発生量を例示するグラフである。
【図６】ラインセンサの配列方向を副走査方向に対して傾け、アジマス角αを与えることにより主走査方向、副走査方向に像ずれを生じさせる例を説明する図である。
【図７】本発明の画像入力装置を顕微鏡用撮影装置に適用する例を説明する図である。
【図８】顕微鏡用撮影装置の制御部の内部構成を概略的に説明するブロック図である。
【図９】顕微鏡用撮影装置の制御部で実行される画像入力処理手順を説明する概略フローチャートである。
【図１０】顕微鏡用撮影装置で、主走査方向の像ずれを並進によってもたらす場合の画像入力動作の例を説明する図である。
【図１１】顕微鏡用撮影装置で、主走査方向の像ずれを並進によってもたらす場合の画像入力動作の別例を説明する図である。
【図１２】顕微鏡用撮影装置で、主走査方向の像ずれを、センサにアジマス角を与えることによってもたらす場合の画像入力動作の例を説明する図である。
【図１３】本発明の画像入力装置をラインスキャン型カメラに適用する例を説明する図である。
【図１４】ラインスキャン型カメラを構成するデジタルバックの内部構成例を説明する図である。
【図１５】本発明の画像入力装置をイメージスキャナに適用する例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、ＴＤＩ方式の動作を概念的に説明する図であり、ＴＤＩ方式のセンサＳ上に形成されるラインセンサＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と像Ｉｍとの相対位置関係を、センサＳを部分的に拡大して示している。図１においては、ラインセンサＬ１〜Ｌ４と像Ｉｍとの相対位置関係が、時間の経過とともに（ａ）から（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）へと変化する様子が描かれている。
【００２１】
図１（ａ）から図１（ｄ）に示される例では、ＴＤＩ方式のセンサＳは４本のラインセンサＬ１〜Ｌ４を有するものとして描かれているが、ラインセンサの本数は２本以上の任意の数とすることが可能である。ラインセンサＬ１〜Ｌ４のそれぞれは、複数の画素Ｐｉｘが配列ピッチｐｘで直線状に配列されて成る。各ラインセンサＬ１〜Ｌ４上で画素Ｐｉｘの配列のされる方向を主走査方向と称する。画像Ｉｍが各ラインセンサＬ１〜Ｌ４上に位置しているときに、対応するラインセンサＬ１〜Ｌ４で順次主走査が行われて線状の画像読み取りが行われる。
【００２２】
これらのラインセンサＬ１〜Ｌ４は、配設間隔ｐｙで等間隔に、かつ平行に配列されている。ラインセンサＬ１〜Ｌ４を用いて一定周期で蓄積動作（主走査）を行いながらこれらのラインセンサＬ１〜Ｌ４をよぎるように像ＩｍとラインセンサＬ１〜Ｌ４とを相対移動速度Ｖで相対移動させることにより、二次元の像Ｉｍの読み取りが行われる。このようにラインセンサＬ１〜Ｌ４をよぎるように像ＩｍとラインセンサＬ１〜Ｌ４とを相対移動させることを副走査と称する。また、上述のようにラインセンサＬ１〜Ｌ４をよぎるように像ＩｍとラインセンサＬ１〜Ｌ４とを相対移動させる方向を副走査方向と称する。また、上記のように像ＩｍとラインセンサＬ１〜Ｌ４とを相対移動させる際の相対移動速度を本明細書中では副走査速度と称する。
【００２３】
ＴＤＩ方式の動作が行われるのに伴い、ラインセンサＬ１が蓄積動作を行って得られた電荷はラインセンサＬ２に転送され（これを垂直転送と称する）る。像Ｉｍ中、ラインセンサＬ１で蓄積動作を行っているときにこのラインセンサＬ１上に位置する部分は、次の蓄積動作タイミングにおいてラインセンサＬ２上に位置するように蓄積動作タイミングと副走査方向の相対移動速度Ｖとが定められている。
【００２４】
像Ｉｍが図１（ａ）に示される位置にあるときにラインセンサＬ１で蓄積動作が行われて得られた電荷がラインセンサＬ２に転送され、像Ｉｍが図１（ｂ）に示される位置にあるときにラインセンサＬ２でさらに蓄積動作が行われた後、ラインセンサＬ２に蓄積された電荷はラインセンサＬ３に転送される。そして像Ｉｍが図１（ｃ）に示される位置にあるときにラインセンサＬ３でさらに蓄積動作が行われて、ラインセンサＬ３に蓄勢された電荷はラインセンサＬ４に転送される。さらに、像Ｉｍが図１（ｄ）に示される位置にあるときにラインセンサＬ４で最後の蓄積動作が行われ、最終的にラインセンサＬ４には４回の蓄積動作で得られるものに相当する電荷が蓄積される。このようにしてラインセンサＬ４の電荷はセンサＳから読み出されて処理される。上記の動作に際して、隣のラインセンサへの電荷の転送を終えたラインセンサは次の蓄積動作を行う。
【００２５】
センサＳによる上述したＴＤＩ動作において、各ラインセンサＬ１〜Ｌ４では蓄積動作および電荷の転送が所定の周期で行われる。図１（ａ）に示されるように、ラインセンサＬ１〜Ｌ４は、間隔ｐｙで等間隔に配列されている。従って、ラインセンサＬ１〜Ｌ４間で電荷が転送される様子を目視することができたとすると、１転送周期ごとに電荷が距離ｐｙだけ移動しているかのように見える。つまり、ある速度で電荷が移動しているかのように見える。このとき、蓄積動作と転送動作とが交互に繰り返されるので、電荷は間欠的に移動しているように見える筈である。しかし、ここでは、上述した電荷の転送によって電荷が略一定の速度で転送されて移動しているものと考える。このようにして、センサＳ中のラインセンサＬ１〜Ｌ４の配列間隔ｐｙ（μｍ）と、ラインセンサＬ１〜Ｌ４間でＴＤＩ動作に伴う電荷転送が行われる際の電荷転送周波数Ｆ（Ｈｚ）との積を電荷転送速度Ｔ（μｍ／秒）と定義する。
【００２６】
以上のように、像ＩｍとラインセンサＬ１〜Ｌ４との副走査方向の相対移動速度、すなわち副走査速度Ｖと、電荷転送速度Ｔとが一致するように蓄積動作および電荷の転送が行われて一般的なＴＤＩ動作が行われる。
【００２７】
以上では図１を参照し、画像Ｉｍ中の同じ部分が異なるラインセンサＬ１〜Ｌ４で順次捉えられて蓄積動作が行われ、これにより一般的なＴＤＩ動作が行われる例について説明した。ここで図２を参照し、ＴＤＩ動作中に像ずれを生じさせることにより、モアレの発生を抑制する方法について説明する。
【００２８】
図２は、配設ピッチｐｙで配設される１０本のラインセンサＬ１、Ｌ２、…、Ｌ１０を有するセンサＳでＴＤＩ動作が行われる際に主走査方向に像ずれを生じさせる例を説明する概念図である。ラインセンサＬ１で１段目の蓄積動作が行われるときに、読み取り対象物の像中の要素（以下ではこれを画像要素と称する）ＩＥ１がラインセンサＬ１上の画素位置ａに位置する画素の上にあるものとする。図２では、画像要素ＩＥ１を黒い丸で示し、画像要素ＩＥ１の軌跡を網かけの丸で示す。
【００２９】
続いて、ラインセンサＬ１からラインセンサＬ２に電荷が転送され、このラインセンサＬ２で２段目の蓄積動作が行われる際に、画像要素ＩＥ１の位置は主走査方向に沿って僅かにずれている様子が図２には描かれている。同様にして、ラインセンサＬ３で３段目の蓄積動作が行われる際にも、画像要素ＩＥ１の位置は主走査方向に沿って僅かにずれている。そして、ラインセンサＬ１０で１０段目の蓄積動作が行われる際には、画像要素ＩＥ１の位置は、ラインセンサＬ１で１段目の蓄積動作が行われたときの位置に比して主走査方向に２画素分の像ずれを生じている様子が図２には示されている。
【００３０】
図２の下側に描かれている棒グラフは、１段目、２段目、…、１０段目の蓄積動作が行われるのに伴ってラインセンサＬ１、Ｌ２、…、Ｌ１０に蓄積される電荷の量が増してゆく様子を概念的に示している。上述のように、１０段にわたる蓄積動作が行われる際に画像要素ＩＥ１が主走査方向に沿って２画素分のずれを生じるようにすることにより、画像要素ＩＥ１に対応する画像信号は、以下で説明するようにａ、ｂ、ｃの３つの画素位置に対応して分布するようになる。
【００３１】
１段目の蓄積動作時、画像要素ＩＥ１は画素位置ａ上にあるので、画素位置ａでのみ電荷が蓄積される。２段目の蓄積動作時、画像要素ＩＥ１の大部分はまだ画素位置ａにあるが、僅かに画素位置ｂにも掛かっている。したがって、画素位置ａで蓄積される電荷は増加するとともに画素位置ｂでも僅かに電荷が蓄積される。３段目の蓄積動作時、画像要素ＩＥ１の大半はまだ画素位置ａにあるものの、画素位置ｂに占める割合が増加する。これにより、画素位置ａ、ｂで蓄積される電荷が増加する。以降、４段目、５段目、…、１０段目の蓄積動作が行われる際に、画像要素ＩＥ１は画素位置ｂの上にある時間が相対的に多くなる。結果として画素位置ｂで蓄積される電荷が画素位置ａ、ｃで蓄積される電荷に比べて多くなり、画素位置ａ、ｃで蓄積される電荷は互いに等しくなる。
【００３２】
以上のようにして、ラインセンサＬ１〜Ｌ１０のそれぞれを構成する画素Ｐｉｘの１画素分の大きさに相当する画像要素ＩＥ１に対応する画像信号は３画素にわたって分布するようになる。したがって、本来１つの画素に導かれる光があたかも光学的ローパスフィルタによって複数の画素に導かれたかのような画像を得ることが可能となる。
【００３３】
複数段にわたってＴＤＩ動作が行われる際に、蓄積動作を行うラインセンサの読み取り範囲に導かれる像が図２を参照して説明したように主走査方向にずれるようにするためには、様々な方法が利用可能である。例えば、センサＳを保持する基板を主走査方向に沿って移動させることの可能な機構を設けてもよい。あるいは、画像入力対象物（走査対象物）を動かす機構を設けて、結果として走査対象の像とセンサＳとが主走査方向に沿って相対的に移動可能としてもよい。
【００３４】
さらには、画像入力対象物（走査対象物）とセンサＳとの間にミラーやプリズム、あるいはレンズ等の光学要素を配設して、その光学要素を揺動させることによって上述した主走査方向のずれを生じるようにしてもよい。いずれの方法によっても、移動ストロークや揺動ストロークを制御することにより、センサＳ内で蓄積動作を行うラインセンサの読み取り範囲に導かれる像の主走査方向に沿うずれ量を制御することが可能となる。
【００３５】
上述した主走査方向の像ずれに加えて、副走査方向にも像ずれを生じるようにすることも可能である。ＴＤＩ動作が行われる際に副走査方向の像ずれを生じさせる方法について図３を参照して説明する。図３は、配設ピッチｐｙで配設される１０本のラインセンサＬ１、Ｌ２、…、Ｌ１０を有するセンサＳでＴＤＩ動作が行われる際に副走査方向に像ずれを生じさせる例を説明する概念図である。ラインセンサＬ１で１段目の蓄積動作が行われるときに、画像要素ＩＥ１がラインセンサＬ１上にあるものとする。図３では、図２と同様に、画像要素ＩＥ１を黒い丸で示し、画像要素ＩＥ１の軌跡を網かけの丸で示す。
【００３６】
図１、図２においては、副走査速度Ｖと電荷転送速度Ｔとが一致している例について説明したが、副走査方向に像ずれを生じさせるためには副走査速度Ｖと電荷転送速度Ｔとが一致しないようにすればよい。図３には、電荷転送速度Ｔに比して副走査速度Ｖが遅くなるようにして、結果として１０段のＴＤＩ動作が行われる際に画像要素ＩＥ１はラインセンサ８本分しか移動しないようにする例が示されている。図３には、画像要素ＩＥ１に加えて、この画像要素ＩＥ１に隣接する画像要素ＩＥ２と、この画像要素ＩＥ２に隣接する画像要素ＩＥ３とが示されている。
【００３７】
ラインセンサＬ１で１段目の蓄積動作が行われるときに、読み取り対象物の像中の画像要素ＩＥ１がラインセンサＬ１上の画素位置ａに位置する画素の上にあるものとする。上述のように、電荷転送速度Ｔに比して副走査速度Ｖが遅くなるようにしているため、ラインセンサＬ２で２段目の蓄積動作が行われる際には、画素位置ａに位置する画素の上から画像要素ＩＥ１は僅かに外れ、画像要素ＩＥ２が僅かに入り込む。
【００３８】
続いて、ラインセンサＬ３で３段目の蓄積動作が行われる際には、画素位置ａに位置する画素の上から画像要素ＩＥ１が外れる量が増し、逆に画像要素ＩＥ２が入り込む量が増す。以降、４段目、５段目、…と蓄積動作が行われるにつれて画素位置ａに位置する画素の上にあるのは画像要素ＬＥ１から画像要素ＬＥ２、画像要素ＬＥ３へと変化する。そして、ラインセンサＬ１０で１０段目の蓄積動作が行われる際には、画素位置ａに位置する画素の上には画像要素ＬＥ３がある。このようにして、画素位置ａに位置する画素からは、画像要素ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３に対応する電荷が混合された信号が読み出される。
【００３９】
図３を参照しての上記説明においては、電荷転送速度Ｔに比して副走査速度Ｖが遅くなるようにして副走査方向に像ずれが生じる例について説明したが、電荷転送速度Ｔに比して副走査速度Ｖを速くするようにして副走査方向に像ずれが生じるようにすることも可能である。
【００４０】
ここで上述した主走査方向、副走査方向に沿う像ずれによって得られるローパスフィルタ効果について、光学的ローパスフィルタを用いることによって得られる効果と対比して説明する。先ず、水晶やリチウムナイオベート等の複屈折作用を用いた光学的ローパスフィルタ（以下、ＯＬＰＦと称する）を用いて得られる特性について説明する。説明を簡単にするため、ここでは一次元方向にのみ複屈折作用を有するＯＬＰＦを用いたものとする。そして、本来１画素に入射する筈の光が上記複屈折作用によって互いに隣り合う二つの画素（画素ピッチ＝τ）に入射する特性を有するものとする。
【００４１】
本来１画素に入射する筈の光が画素ピッチτで互いに隣り合うように配列された二つの画素に入射した場合、実空間で得られる信号（これら二つの画素およびその両側の近隣に並ぶ画素から得られる信号）をｆ（ｔ）としたとき、以下のように表すことができる。
ｆ（ｔ）＝Ｇτ（ｔ）
Ｇτ（ｔ）＝０      …  ｜ｔ｜  ＞  τ／２
Ｇτ（ｔ）＝１／２  …  ｜ｔ｜  ＝  τ／２
Ｇτ（ｔ）＝１      …  ｜ｔ｜  ＜  τ／２
ここで、Ｇτ（ｔ）はゲート関数と称される。
【００４２】
図４（ａ）に、信号ｆ（ｔ）の波形を示す。この信号ｆ（ｔ）をフーリエ変換して周波数領域での関数Ｆ（ω）を求めると、
Ｆ（ω）＝τ×Ｓａ（ωτ／２）となる。ここにＳａ（ｘ）はシンク関数であり、
Ｓａ（ｘ）＝（ｓｉｎ  ｘ）／ｘ  と定義される。
【００４３】
続いて、上述した像ずらしによって得られる特性について説明する。図２を参照して説明したように、１０段の露光動作からなる一連のＴＤＩ動作が行われる際に２画素分の像ずらし量を生じるようにした場合、実空間で得られる信号をｆ（ｔ）としたとき、以下のように表すことができる。
ｆ（ｔ）＝１−｜ｔ｜／ｔ  …  ｜ｔ｜＜τ
ｆ（ｔ）＝０              …  ｜ｔ｜≧τ
図４（ｂ）に、上記信号ｆ（ｔ）の波形を示す。この信号ｆ（ｔ）をフーリエ変換して周波数領域での関数Ｆ（ω）を用いると、
Ｆ（ω）＝τ×［Ｓａ（ωτ／２）］2
となる。
【００４４】
図５は、水晶のＯＬＰＦを用いた場合およびＴＤＩ動作時に像ずらしを生じるようにした場合の、センサＳから出力される信号の周波数レスポンスを例示するグラフである。図５においては、水晶のＯＬＰＦのカットオフ周波数特性をセンサＳのナイキスト周波数と一致させた例が示されている。複数段の露光動作からなる一連のＴＤＩ動作が行われる際に２画素分の像ずらし量を生じるようにした場合（以下ではこれを単に２画素ずらしと称する）と水晶のＯＬＰＦを用いた場合とでレスポンスを比較すると、２画素ずらしによって得られるレスポンスは、中〜高空間周波数の領域でレスポンスの低下が大きい。つまり、２画素ずらしをした場合には、センサＳで走査して得られる画像は水晶のＯＬＰＦを用いた場合に比してややぼけたように感じられる可能性がある。
【００４５】
そこで、１．５画素ずらしとすると、レスポンスは図５に示されるように水晶のＯＬＰＦを用いた場合とほぼ一致する。ところで、図５には折り返し成分によるモアレの発生量も示されている。図５より、水晶のＯＬＰＦを用いた場合のモアレ発生量に比して１．５画素ずらしとした場合のモアレ発生量が大幅に減じられていることが分かる。つまり、水晶のＯＬＰＦを用いた場合のモアレ発生量と同等のモアレ発生が許容できる場合には、レスポンスをさらに向上させることが可能となり、センサＳで走査して得られる画像の鮮鋭度を向上させることが可能となる。このとき、走査対象物に応じて主走査方向の像ずらし量および副走査方向の像ずらし量を変えることも可能である。つまり、モアレ発生量が少ない場合には像ずらし量を減じて得られる画像の鮮鋭度を増すことが可能となる。また、走査対象物に応じて主走査方向の像ずらし量と副走査方向の像ずらし量とが互いに異なるようにすることも可能である。さらに、主走査方向および副走査方向のうち、いずれか一方の方向にのみ像ずれを生じるようにすることも可能である。
【００４６】
以上では、一連のＴＤＩ動作中に主走査方向に沿ってラインセンサと読み取り対象物の像とを相対的にずらすことにより主走査方向に像ずれを生じさせ、副走査速度と電荷転送速度とが一致しないようにすることにより副走査方向に像ずれを生じさせる例について説明した。以下では、上記のようにして像ずれを生じさせることを、「並進によって像ずれを生じさせる」と称する。
【００４７】
続いて図６を参照し、ラインセンサの配列方向が副走査方向に対して傾いた状態とすることにより主走査方向、副走査方向に像ずれを生じさせる例について説明する。図６（ａ）には、ＴＤＩ方式のセンサＳを、その受光面に直交する向き（図６の紙面に直交する向き）に延在する軸回りに回転させ、ラインセンサＬ１、Ｌ２、…、Ｌ５の配列方向（主走査方向）が、副走査方向を基準として傾き角α（°）でもって傾けられる様子が示されている。本明細書では、上記のようにして副走査方向を基準としてラインセンサの配列方向に対して与える傾き角αをアジマス角と称する。また、このようにセンサＳを副走査方向に対して傾斜させることを本明細書では「アジマス角を与える」と称する。アジマス角αが９０°のとき、副走査方向に対してラインセンサの配列方向は直交する。図６（ａ）においてθ（°）は、アジマス角αから９０°を引いた角度である。つまり、アジマス角αが９０°のとき、θは０°となる。
【００４８】
図６（ａ）に示される例において、センサＳは５本のラインセンサＬ１〜Ｌ５を有する。これらのラインセンサＬ１〜Ｌ５の配設ピッチｐｙおよびＴＤＩ動作をする際の段数とアジマス角α、副走査速度Ｖ、電荷転送速度Ｔによって、像ずれ量は決まる。上記ＴＤＩ動作をする際の段数について補足説明すると、ＴＤＩ動作に際して常に全部のラインセンサＬ１〜Ｌ５が用いられる訳ではない。例えば２本のラインセンサＬ１、Ｌ２が用いられる場合にはＴＤＩ動作をする際の段数は２段となる。所望の像ずれ量を生じさせるための方法としては、並進によるものであっても良いし、センサＳにアジマス角を与えることによっても良いし、両方によるものであっても良い。
【００４９】
ここで図６（ｂ）、図６（ｃ）を参照して、一連のＴＤＩ動作に際して所望の像ずれ量が得られるようにするための方法について説明する。図６（ｂ）は、ラインセンサＬ１、Ｌ２を部分的に拡大した様子を示す。図６（ｃ）は、電荷転送が行われる向きおよび速度Ｔと、副走査方向および副走査速度Ｖとをベクトル線図で表したものである。
【００５０】
ＴＤＩセンサで露光量を調節するために、ＴＤＩ動作に係るラインセンサの本数、つまりＴＤＩ段数を変化させることが行われる。例えば、１２８本のラインセンサを有するＴＤＩセンサでは、読み取り対象物の像の明るさに応じて６４段、１００段、１２５段、などというようにＴＤＩ段数が決められる。読み取り対象物の像の明るさは、専用のセンサ、例えばフォトダイオード等で計測することも可能であるし、ＴＤＩセンサで予備スキャンを行って得られる信号から計測することも可能である。
【００５１】
今、ｎ段からなる一連のＴＤＩ動作を行うとして、その際に２画素分の像ずれを得ようとした場合、１段ごとに２／（ｎ−１）画素分の像ずれ量を生じさせればよい。なお、図６（ｂ）には、アジマス角を与えることに加えて、並進による主走査方向の像ずれ量が与えられる例が示されており、並進によって１段あたり距離ｑだけ主走査方向に像ずれ量が与えられる例が示されている。
【００５２】
ｎ段からなる一連のＴＤＩ動作で１．５画素の像ずれ量を生じさせると、図５を参照して説明したようにカットオフ周波数をセンサＳのナイキスト周波数とした場合の水晶フィルタとほぼ同等の特性を得ることができる。そこで、ｎ段からなる一連のＴＤＩ動作で主走査方向および副走査方向のそれぞれに１．５画素分の像ずれ量が得られるようにする場合を例に以下の説明を行う。つまり、１段あたりの像ずれ量の目標値は、
主走査方向  ：  １．５×ｐｘ／（ｎ−１）、
副走査方向  ：  １．５×ｐｙ／（ｎ−１）
となる。
【００５３】
図６に示されるように、各ラインセンサを構成する画素の主走査方向の配列ピッチはｐｘで、各ラインセンサ間の配列ピッチ（ラインピッチ）はｐｙである。また、副走査速度はＶ、電荷転送速度はＴであるものとする。
【００５４】
センサＳにアジマス角αが与えられることにより生じる、主走査方向に沿う１段あたりの像ずれ量を考える。主走査方向には、Ｖ×ｓｉｎ  θの速度で像ずれを生じる。そこで、ＴＤＩ動作１段あたりの所要時間、すなわちラインレートをＶ×ｓｉｎ  θに乗じると、この像ずれ量が求められる。ラインレートはラインピッチｐｙを電荷転送速度Ｔで除して得られるので、この像ずれ量はＶ×ｓｉｎ  θ×ｐｙ／Ｔとなる。これに並進による主走査方向の１段あたりの像ずれ量ｑを加え、１段あたりの主走査方向の像ずれ量、
１．５×ｐｘ／（ｎ−１）＝Ｖ×ｓｉｎ  θ×ｐｙ／Ｔ＋ｑ    …  式（１）
を満足するように、並進による主走査方向の像ずらし量ｑ、アジマス角α（θ＝α−９０）、電荷転送速度Ｔを決めれば良い。
【００５５】
次に、副走査方向に沿うＴＤＩ動作１段あたりの像ずれ量について考える。副走査方向には、Ｔ−Ｖ×ｃｏｓ  θの速度で像ずれを生じる。これにラインレートを乗じ、ＴＤＩ動作１段あたりの副走査方向に沿う像ずれ量は（Ｔ−Ｖ×ｃｏｓ  θ）×ｐｙ／Ｔ
＝ｐｙ×（１−ｃｏｓ  θ×Ｖ／Ｔ）となる。したがって、１段あたりの副走査方向の像ずれ量、
１．５×ｐｙ／（ｎ−１）＝ｐｙ×（１−ｃｏｓ  θ×Ｖ／Ｔ）    …  式（２）
を満足するようにアジマス角α（θ＝α−９０）、電荷転送速度Ｔを決めれば良い。なお、これらの主走査方向および副走査方向の、両方向に沿う１段あたりの像ずれ量を満足する条件を上記式（１）および式（２）を用いて導出する必要がある。これに対しては、互いに独立して変更可能なパラメータが二つ以上あれば、上記のように主走査方向、副走査方向双方に沿う１段あたりの像ずれ量を満足する条件を導出することは容易である。
【００５６】
以上では並進によって像ずれを生じさせることとアジマス角を与えることによって像ずれを生じさせることの双方を用いて主走査方向および副走査方向の双方に沿う像ずれをもたらす例について説明したが、並進のみによって像ずれを生じさせることも可能である。その場合、上記式（１）、式（２）においてθ＝０（α＝９０）とすれば良く、式（１）、式（２）に代えて以下の式（３）、式（４）
ｑ＝１．５×ｐｘ／（ｎ−１）    …  式（３）
Ｔ＝（ｎ−１）×Ｖ／（ｎ−２．５）  …  式（４）
を満足するようにすればよい。
【００５７】
また、並進による主走査方向の１段あたりの像ずれ量ｑは０として、アジマス角αと電荷転送速度Ｔとを変えることによって主走査方向、副走査方向双方に沿う１段あたりの像ずれ量を満足する条件を導出することも可能である。
【００５８】
−  第１の実施の形態  −
図７は、本発明の画像入力装置を顕微鏡に組み込む例を説明する図である。図７において、紙面に沿う左右方向にＹ軸をとり、紙面に沿う上下方向にＺ軸をとる。また、図７の紙面に直交する方向にＸ軸をとる。以下の説明において、これらのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と称する。また、これらの座標軸に沿って、座標値の増す方向をそれぞれ＋Ｘ方向、＋Ｙ方向、＋Ｚ方向と称し、同じく座標値の減少する方向をそれぞれ−Ｘ方向、−Ｙ方向、−Ｚ方向と称する。さらに、Ｚ軸回りの回転方向をθｚ方向と称し、原点側から見てＺ軸回りの時計回りの回転方向を＋θｚ方向、反時計回りの回転方向を−θｚ方向と称する。
【００５９】
顕微鏡７００は、本体部７０２と、フォーカス駆動部７０４と、光源７０６、７２８と、透過照明光学ユニット７０８と、ベース７１０と、Ｘステージ駆動装置７１２と、Ｘ駆動部７１４と、Ｘステージ７１６と、Ｙステージ７１８と、Ｙステージ駆動装置７２０と、Ｙ駆動部７２２と、対物レンズ７２５と、レボルバ７２４と、落射照明光学ユニット７２６と、光路切替ユニット７３０と、接眼レンズ７３２と、画像入力ユニット７３６と、θｚ駆動部７３８と、θｚ駆動装置７４０と、鏡筒接続部７４２と、制御部８００とを有する。
【００６０】
ベース７１０上にＸステージ７１６が配設される。このＸステージ７１６は、Ｘ方向に沿って移動可能に構成される。ベース７１０にはまた、Ｘ駆動部７１４とＸステージ駆動装置７１２とが配設される。Ｘステージ駆動装置７１２は、例えばマイクロメータヘッド様の機構を用いて、回転運動を直線運動に変換する構成を有するものとすることが可能である。その場合、Ｘ駆動部７１４は回転軸を有するモータとすることが可能である。つまり、Ｘ駆動部７１４を正転あるいは逆転駆動することにより、Ｘステージ駆動装置７１２を介してＸステージ７１６を＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向に駆動することが可能となる。
【００６１】
Ｘステージ７１６上にＹステージ７１８が配設される。このＹステージ７１８は、Ｙ方向に沿って移動可能に構成される。Ｘステージ７１６にはまた、Ｙ駆動部７２２とＹステージ駆動装置７２０とが配設される。Ｙステージ駆動装置７２０もまた、Ｘステージ駆動装置７１２と同様に、マイクロメータヘッド様の機構を用いて、回転運動を直線運動に変換する構成を有するものとすることが可能である。その場合、Ｙ駆動部７２２は回転軸を有するモータとすることが可能である。そして、Ｙ駆動部７２２を正転あるいは逆転駆動することにより、Ｙステージ駆動装置７２０を介してＹステージ７１８を＋Ｙ方向あるいは−Ｙ方向に駆動することが可能となる。
【００６２】
上述したＸ駆動部７１４、Ｘステージ駆動装置７１２、Ｙ駆動部７２２、Ｙステージ駆動装置７２０に代わるものとしては、超音波アクチュエータや静電アクチュエータ等を用いることも可能である。また、上記Ｘステージ７１６およびＹステージ７１８には、必要に応じてエンコーダ等の位置検出装置や原点検出用のスイッチ等を設けることが可能である。
【００６３】
ベース７１０は、本体部７０２内に設けられたフォーカス駆動部７０４によって駆動されて＋Ｚ方向または−Ｚ方向に移動可能に構成される。本体部７０２には、回転軸Ｏ回りに回転可能に構成されるレボルバ７２４が取り付けられる。このレボルバ７２４には、複数の対物レンズ７２５が着脱可能に取り付けられる。フォーカス駆動部７０４は、ベース７１０をＺ方向に沿って駆動することにより、Ｙステージに載置されるプレパラート等の試料Ｓｐｃと対物レンズ７２５との距離を変えて焦点調節をすることが可能に構成される。フォーカス駆動部７０４には、必要に応じてエンコーダ等の位置検出装置や原点検出用のスイッチ等を設けることが可能である。
【００６４】
本体部７０２内に組み込まれた落射照明光学ユニット７２６は、光源７２８から出射された光を集光し、対物レンズ７２５の光路上に設けられたビームスプリッタを介して対物レンズ７２５の光路上に導く。この光は対物レンズ７２５を介して試料Ｓｐｃの表面に到達し、試料Ｓｐｃを照明する。
【００６５】
本体部７０２にはまた、ベース７１０の下方に透過照明光学ユニット７０８が設けられる。この透過照明光学ユニット７０８は、光源７０６から出射された光を集光して対物レンズ７２５の光路上に導き、試料Ｓｐｃをその背面側から照明する。上述した光源７０６、７２８は、観察対象の試料Ｓｐｃの種類に対応して、すなわち試料Ｓｐｃが光を透過可能なものであるか否か等に応じていずれかを発光させることができる。あるいは、光源７０６、７２８の両方を発光させ、その際に光量比を適宜調節することも可能である。
【００６６】
ベース７１０、Ｘステージ７１６、Ｙステージ７１８には透過照明光学ユニット７０８から出射される照明光が試料Ｓｐｃの背面に到達するのを可能とする開口部が設けられる。Ｙステージ７１８に設けられた開口部には、必要に応じてガラス等の透明基板で構成される部材が設置され、試料Ｓｐｃを支持可能に構成される。
【００６７】
光路切替ユニット７３０は、対物レンズ７２５によって形成される試料Ｓｐｃの像を接眼レンズ７３２または画像入力ユニット７３６に導く。光路切替ユニット７３０の上部には、中空円筒状の鏡筒接続部７４２を介して画像入力ユニット７３６が配設される。鏡筒接続部７４２は、対物レンズ７２５の光軸回りに相対回転可能に接続される上部円筒部７４２Ｕおよび下部円筒部７４２Ｌを有して構成される。上部円筒部７４２Ｕに画像入力ユニット７３６が接続され、下部円筒部７４２Ｌが光路切替ユニット７３０に接続されることにより、光路切替ユニット７３０に対して画像入力ユニット７３６を対物レンズ７２５の光軸回りに回転可能に構成される。
【００６８】
光路切替ユニット７３０の上部には、θｚ駆動部７３８およびθｚ駆動装置７４０が設けられる。θｚ駆動装置７４０は一例として、鏡筒接続部７４２の上部円筒部７４２Ｕの外周部に設けられたウォームホイールと、θｚ駆動部７３８としてのモータの回転軸に取り付けられて上記ウォームホイールと噛合するウォームギヤとで構成される。θｚ駆動部７３８を正転または逆転することにより、画像入力ユニット７３６を＋θｚ方向または−θｚ方向に回転させることが可能となる。
【００６９】
上記θｚ駆動部７３８およびθｚ駆動装置７４０としては、上述した構成の他に超音波アクチュエータや静電アクチュエータ等を用いることも可能である。上記鏡筒接続部７４２、θｚ駆動装置７４０またはθｚ駆動部７３８に、θｚ方向の原点位置や回転角度を検出可能なスイッチやエンコーダ等が設けられていても良い。
【００７０】
図８は、制御部８００の内部構成を概略的に示すブロック図である。制御部８００は、ＣＰＵ８０２と、ＲＯＭ８０４と、ＲＡＭ８０６と、画像記録部８０８と、ＣＣＤコントローラ８１２と、モータドライバ８１４と、ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）８１６と、アナログ・フロントエンド８１８とを有し、これらの要素がシステムバス８１０を介して電気的に接続される。制御部８００はさらに、ＬＰＦ設定部８２０と、表示制御部８２２と、表示部８２４と、像ずらし制御部８２６と、露光量制御部８２８とを備える。
【００７１】
センサＳは、ＴＤＩ動作が可能な複数のラインセンサを有するＣＣＤである。各ラインセンサは、複数の画素が主走査方向に配列されて構成される。ここで、センサＳは、いわゆるモノクロセンサであってもよいし、各ラインセンサ上に複数色のカラーフィルタが設けられていてもよい。センサＳがモノクロセンサである場合には、光源の色を適宜切り替えながら走査を繰り返すことによりカラー画像の入力が可能となる。各ラインセンサ上に複数色のカラーフィルタが設けられる場合、カラーフィルタの配設方法は以下で説明するように様々である。
【００７２】
一例としては、ラインセンサが副走査方向に例えば６０本設けられていて、最初の２０本のラインセンサ上には青（Ｂ）色のカラーフィルタが設けられ、次の２０本のラインセンサ上には緑（Ｇ）色のカラーフィルタが設けられ、残る２０本のラインセンサ上には赤（Ｒ）色のカラーフィルタが設けられたものとすることが可能である。その場合、Ｂ、Ｇ、Ｒの各色で最大２０段のＴＤＩ動作が行われ、画像入力が行われる。
【００７３】
センサＳの別例としては、複数設けられる各ラインセンサ内で主走査方向に配列される複数の画素（光電変換部）上にオンチップカラーフィルタが、例えばＢ、Ｇ、Ｒ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、…の順にモザイク状に配列されたものとすることが可能である。この場合、複数のラインセンサ上の同じ画素位置には同じ色のオンチップカラーフィルタが設けられる。つまり、上述したオンチップカラーフィルタの配列例では、各ラインセンサの先頭の画素（主走査が開始される画素）には全てＢ色のオンチップカラーフィルタが設けられる。例えば１段目の蓄積動作によってＢ色のオンチップカラーフィルタが設けられた画素で得られた電荷は、同じくＢ色のオンチップカラーフィルタが設けられた隣の画素に転送され、後続する蓄積動作が行われる。本明細書においてセンサＳは、オンチップカラーフィルタが上記のようにモザイク状に配列されたものとして説明をする。
【００７４】
ＣＣＤコントローラ８１２は、センサＳで行われる蓄積動作、電荷の転送動作、ＴＤＩ動作を行う際の段数を制御する。アナログ・フロントエンド８１８は、センサＳから出力されるアナログ画像信号に相関二重サンプリング、増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理をしてデジタル画像信号を生成し、そのデジタル画像信号をＤＳＰ８１６に順次出力する。
【００７５】
ＤＳＰ８１６は、アナログ・フロントエンド８１８から出力される一次元の画像信号をＲＡＭ８０６内に設けられるバッファエリアに一時的に記録し、デモザイク処理（補間処理）、カラーバランス、トーン補正等の処理をした後、画像記録部８０８に記録する。
【００７６】
ＣＰＵ８０２は、顕微鏡７００における画像入力動作を統括的に制御する。ＲＯＭ８０４はフラッシュメモリ等で構成され、ＣＰＵ８０２が顕微鏡７００における画像入力動作を制御する動作をするためのプログラムや制御パラメータ等が記憶される。ＲＡＭ８０６には、ＲＯＭ８０４内のプログラムや制御パラメータ等が一時的に記憶されて、ＣＰＵ８０２はＲＡＭ８０６に記憶されるプログラムを読み出し、実行する。ＲＡＭ８０６はまた、バッファメモリとしても用いられ、システムバス８１０を介してＣＰＵ８０２、ＤＳＰ８１６、表示制御部８２２からアクセス可能に構成される。
【００７７】
表示制御部８２２は、ＲＡＭ８０６に一時的に記憶されている画像データに基づき、表示用画像信号を生成して表示部８２４に出力する。表示部８２４は、表示制御部８２２から出力された表示用画像信号に基づき、画像を表示する。表示部８２４はまた、ユーザインターフェースとして用いることも可能であり、その場合には各種の情報等が表示部８２４に表示される。顕微鏡７００のユーザは、その情報をもとに様々な判定や設定等を行うことが可能となる。
【００７８】
モータドライバ８１４は、ＣＰＵ８０２から出力される制御信号に基づいてフォーカス駆動部７０４、Ｘ駆動部７１４、Ｙ駆動部７２２、θｚ駆動部７３８に電力を供給して駆動する。ＬＰＦ設定部８２０は、画像入力ユニット７３６で画像入力を行う際に、どの程度のローパスフィルタ特性を適用するかを設定可能に構成される。つまり、入力対象の画像がモアレを生じにくいものである場合にはローパスフィルタを全く適用しないようにすることができる。あるいは、入力対象の画像のモアレ発生の状況に応じて、図５を参照して先に説明したようなローパスフィルタ特性がもたらされるようにすることができる。
【００７９】
ＬＰＦ設定部８２０で設定されるローパスフィルタ特性は、自動的に設定されても、ユーザによりマニュアル設定されてもよい。以下、ローパスフィルタ特性が自動設定される例、マニュアル設定される例、それぞれについて説明する。
【００８０】
ローパスフィルタ特性が自動的に設定される場合には、画像入力ユニット７３６でプリスキャン動作が行われて得られた画像がＬＰＦ設定部８２０で解析される。例えば二次元フーリエ変換の技術を用いて画像のフーリエスペクトルを求め、画像中にモアレを生じやすい空間周波数成分が含まれているか否かを解析可能である。あるいは、二次元フーリエ変換した結果から、画像中にモアレを生じているか否かの判定をすることも可能である。この解析結果をもとに、ＬＰＦ設定部８２０は本スキャンを行う際のローパスフィルタ特性を決定する。
【００８１】
マニュアル設定により、ローパスフィルタ特性をユーザが設定可能に構成される場合、プリスキャンによって得られた画像が表示部８２４に表示される。ユーザはこの画像を観察して、モアレ発生の有無、モアレ発生の場合にはその程度を判定することができる。ユーザは、ＬＰＦ設定部８２０を操作して、本スキャンを行う際のローパスフィルタ特性を決定する。
【００８２】
露光量制御部８２８は、プリスキャン動作で得られた画像をもとに、本スキャンを行う際の露光量を決定する。例えば、露光量制御部８２８はプリスキャン動作で得られた画像の画素値を解析し、ヒストグラムを作成する。そのヒストグラムから露光量制御部８２８は露光量を決定し、本スキャンを行う際の段数を決定する。例えばセンサＳが１２８個のラインセンサを有していて露光量を半分にする必要がある場合には、ＴＤＩ動作で蓄積動作させるラインセンサの数（以下ではこれを蓄積段数と称する）を６４あるいはそれに近い数とする。
【００８３】
像ずらし制御部８２６は、ＬＰＦ設定部８２０で設定されたローパスフィルタ特性に基づき、本スキャンでＴＤＩ動作を行う際の主走査方向および副走査方向それぞれの像ずれ量を決定する。このとき決定される像ずれ量は、プリスキャンによって得られた画像の解析結果に基づき、主走査方向および副走査方向で互いに同じであっても異なっていてもよい。また、主走査方向および副走査方向のうちのいずれかのみに像ずれが生じるように像ずれ量を決定することもできる。
【００８４】
このとき像ずらし制御部８２６はさらに、上記のようにして決定した主走査方向、副走査方向それぞれの像ずれ量と、露光量制御部８２８で決定された蓄積段数とに基づき、一連のＴＤＩ動作における蓄積動作１段あたりの像ずれ量、すなわち単位像ずれ量を求める。なお、本実施の形態においては、並進による像ずらしによっても、アジマス角度を与えることによる像ずらしによっても、主走査方向、副走査方向の双方に対して所望の像ずれ量を生じるようにすることが可能である。
【００８５】
以上のようにして求められた蓄積動作１段あたりの像ずれ量に基づき、像ずらし制御部８２６は本スキャン中にモータドライバ８１４に制御信号を発する。その制御信号に基づき、Ｘ駆動部７１４、Ｙ駆動部７２２およびθｚ駆動部７３８のうちの少なくともいずれかが動作し、一連のＴＤＩ動作中に所望の像ずれ量を得ることが可能となる。
【００８６】
上述したＬＰＦ設定部８２０、露光量制御部８２８、像ずらし制御部８２６は、専用のハードウェアロジック回路を用いても良いし、ＲＯＭ８０４内に記憶されるプログラムをＣＰＵ８０２が実行することによって構成されていてもよい。
【００８７】
図９は、顕微鏡７００で画像入力が行われる際に制御部８００で実行される画像入力処理手順を説明する概略フローチャートである。図９に示される処理は、Ｙステージ７１８上に載置された試料Ｓｐｃの画像入力指示が発せられたときに実行が開始される。以下の説明では、ローパスフィルタ特性がＣＰＵ８０２によって自動的に設定される例について説明する。しかし、先にも説明したように、ユーザによる手動設定を受付可能に構成されていてもよい。
【００８８】
Ｓ９００においてＣＰＵ８０２は、フォーカス駆動部７０４を制御して焦点調節を行う。
Ｓ９０２においてＣＰＵ８０２は、Ｘステージ７１６、Ｙステージ７１８をスタート位置に移動させる。つまり、対物レンズ７２５の視野が試料Ｓｐｃの端、例えばコーナ部に位置するようにＣＰＵ８０２はＸステージ７１６およびＹステージ７１８の位置を制御する。
（後に説明する）δｍとδｖがともに０となるように像ずらし制御部８２６を動作させる。
【００８９】
Ｓ９０４においてＣＰＵ８０２は、プリスキャンを行う。このプリスキャン動作によって、ＲＡＭ８０６にはプリスキャン画像データが一時的に記憶される。Ｓ９０６においてＣＰＵ８０２は、上記プリスキャン画像データを解析し、本スキャンに際しての蓄積段数Ｎを決定する。なお、蓄積段数を変えるのに代えて、蓄積段数は常に一定とし、光源７２８、７０６の光量を変化させるようにしてもよい。
【００９０】
Ｓ９０８においてＣＰＵ８０２は、プリスキャン画像を解析し、プリスキャン画像がモアレの原因となるような空間周波数成分を含むか否かを判定する。Ｓ９１０においてＣＰＵ８０２は、Ｓ９０８でのプリスキャン画像の解析結果をもとに、適用するべきローパスフィルタ特性を決定し、そのローパスフィルタ特性に基づいて像ずれ量を決定する。つまり、ＣＰＵ８０２は、１ライン分の走査対象の像に対して行われる一連のＴＤＩ動作において、最初の蓄積動作を行うラインセンサ（第１番目のラインセンサ）で蓄積動作が行われてから最後の蓄積動作を行うラインセンサ（蓄積段数をＮ段としたとき、第Ｎ番目のラインセンサ）で蓄積動作が行われるまでの間に得られる主走査方向、副走査方向それぞれの像ずれ量Δｍ、Δｖを決定する。
【００９１】
Ｓ９１２においてＣＰＵ８０２は、一連のＴＤＩ動作における蓄積動作１段あたりの主走査方向、副走査方向それぞれの像ずれ量（単位像ずれ量）δｍ、δｖを、以下の式、
主走査方向の単位像ずれ量：  δｍ＝Δｍ／（Ｎ−１）
副走査方向の単位像ずれ量：  δｖ＝Δｖ／（Ｎ−１）
を用いて求める。
【００９２】
Ｓ９１４においてＣＰＵ８０２は、Ｓ９０６で決定された蓄積段数ＮとＳ９１２で決定された主走査方向、副走査方向の単位像ずれ量δｍ、δｖが得られるように像ずらし制御部８２６を通して制御を行った後に、本スキャンを実行する。Ｓ９１６においてＣＰＵ８０２は、画像データ生成処理を実行するようにＤＳＰ８１６に対して制御信号を発する。ＣＰＵ８０２からの制御信号を受けたＤＳＰ８１６は、アナログ・フロントエンド８１８から出力されるデジタル画像信号を随時処理して画像データを生成し、ＲＡＭ８０８上に一時的に記憶する。
【００９３】
Ｓ９１８においてＣＰＵ８０２は、ＲＡＭ８０８上に記憶された画像データを画像記録部８０８に記録して一連の画像入力動作を完了する。ところで、顕微鏡７００は、上述のように画像入力を終えた試料Ｓｐｃを自動的に搬送して新たな試料ＳｐｃをＹステージ７１８上に載置可能な構成（オートローダ）を有していてもよい。その場合、ＣＰＵ８０２はオートローダに対して試料Ｓｐｃを切り替えるように制御信号を発し、Ｓ９００からの処理を繰り返し行う。
【００９４】
ここで図１０を参照し、主走査方向の像ずれを並進によってもたらす場合の画像入力動作（走査動作）について説明する。図１０は、試料Ｓｐｃとしてのプレパラートを示す図であり、（ａ）はプレパラート全体を、（ｂ）はプレパラート中の観察対象部分を拡大して示す図である。
【００９５】
顕微鏡７００で試料Ｓｐｃの拡大像を得る場合、対物レンズ７２５の倍率が高いと、その視野は非常に狭くなる。加えて、センサＳの受光エリアは矩形状であるため、対物レンズ７２５とセンサＳとの組み合わせで得られる視野は小さな矩形状のエリアとなる。本明細書中において、対物レンズ７２５とセンサＳの受光エリアとの組み合わせで得られる視野を走査視野と称する。図１０（ａ）、（ｂ）には、走査視野が符号Ｆの付された矩形で示されている。倍率の高い対物レンズ７２５を用いて画像入力を行う際には、あたかも走査視野Ｆが試料Ｓｐｃの上をつづら折りの経路に沿って移動して走査するかのようにＸステージ７１６およびＹステージ７１８を移動させる。図７に示される顕微鏡７００では、実際には走査視野Ｆが固定されていて、それに対して走査対象の像（観察対象部分）が移動するのであるが、以下では走査視野Ｆがあたかも観察対象部分上を移動するかのように説明をする。
【００９６】
並進によって主走査方向に像ずれが生じるようにすると、図１０（ｂ）に示されるように走査視野Ｆはあたかも副走査方向に対して斜行するかのような経路に沿って移動することになる。画像入力対象の範囲（以下では単に走査対象範囲と称する）が長方形または正方形である場合、上述した走査視野Ｆの斜行があると、走査範囲から外れる部分を生じる。そのような場合には、図１０（ｂ）に示されるように副走査回数（つづら折りの回数）を必要に応じて増やして走査対象範囲を網羅するようにすることが可能である。その上で、走査対象範囲外の画像は切り取り、最終的に矩形の輪郭を有する画像を得ることが可能となる。
【００９７】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、主走査方向の像ずれを並進によってもたらす場合の走査動作の別例を概念的に示す図である。図１１（ａ）に示されるように、走査視野Ｆの主走査方向の寸法よりも短い読み取り幅Ｗを予め定める。そして、走査視野Ｆの主走査方向の一端Ｅ１が、読み取り幅Ｗを規定する一組の平行線の一方Ｌ１にほぼ一致する状態から走査を開始する。その後副走査が行われるにつれて、主走査方向の像ずれによって、走査視野Ｆの主走査方向の他端Ｅ２が、読み取り幅Ｗを規定する一組の平行線の他方Ｌ２にほぼ一致する状態に達する。その時点で主走査方向に沿う像ずれの方向を反転させる。そして再び、視野Ｆの主走査方向の一端Ｅ１が、読み取り幅Ｗを規定する一組の平行線の一方Ｌ１にほぼ一致する状態に近づく。これを繰り返し、図１１（ｂ）に示されるように走査視野Ｆのつづら折り状の移動に蛇行を重畳させて走査を行う。
【００９８】
ＤＳＰ８１６は、アナログ・フロントエンド８１８から出力されるデジタル画像信号中から読み取り幅Ｗに対応する部分を切り出し、１回の副走査に対応して読み取り幅Ｗの画像を生成する。そして走査対象範囲上を走査視野Ｆがつづら折り状に移動して得られる画像を合成し、二次元の画像を生成することが可能となる。
【００９９】
θｚ駆動装置７４０を用いてセンサＳにアジマス角αを与えて画像ずらしを行う場合、図６を参照して説明したようにラインセンサは副走査方向に対して角度θ（θ＝α−９０°）だけ傾斜するので主走査方向の寸法（主走査方向の読み取り幅）は減少する。この主走査方向の読み取り幅の減少に対応しては図１２（ａ）に示されるように副走査回数を増せばよい。
【０１００】
ところで、センサＳにアジマス角αを与えると、１回の主走査でセンサＳによって走査される線状の領域は副走査方向に対して傾斜する。これについて図１２（ｂ）を参照して説明する。センサＳにアジマス角αが与えられて副走査が行われると、１回の主走査で読み取られる領域は、副走査方向に対して角度αだけ傾斜する。その結果、読取幅Ｗの一端側に位置する画素ｐｉｘ１で読み取られる像の副走査方向の位置に対して、読取幅Ｗの他端側に位置する画素ｐｉｘ２で読み取られる像の副走査方向の位置は、ずれを生じる。
【０１０１】
一方、二次元の画像に対して後で様々な処理をする上では、二次元の画像を構成する画素が、副走査方向と、副走査方向に直交する方向とに沿うように二次元配列されていることが望ましい。そこで、ＤＳＰ８１６は、センサＳで設定されるアジマス角αに関連する情報を像ずらし制御部８２６から入力する。そしてＤＳＰ８１６は、アナログ・フロントエンド８１８から出力される画像信号をもとに二次元の画像データを構築する際に、上記アジマス角αに関連する情報に基づき、幾何変換処理等の公知の画像処理を施して、画素の再配列の処理を行うことができる。
【０１０２】
以上、本発明の第１の実施の形態によれば、個々の走査対象物に対応してローパスフィルタ特性を変化させることが可能であり、これによって個々の走査対象物に対応して最適のローパスフィルタ特性を適用することが可能となる。このとき、主走査方向および副走査方向のそれぞれに沿う像ずれ量を独立して制御することも可能で、画像入力して得られる画像中のモアレを効果的に抑制しつつ、画像の鮮鋭度を最大限に高めることが可能となる。
【０１０３】
−  第２の実施の形態  −
図１３は、本発明の画像入力装置をカメラに組み込む例を説明する図である。図１３に示されるカメラ１３００は、いわゆるビューカメラであり、レンズボード１３０４を介して撮影レンズ１３０２が装着されている。撮影レンズ１３０２の結像面側にデジタルバック１４００が装着される。デジタルバック１４００内には、後述するように複数のラインセンサを有するＴＤＩ式の一次元イメージセンサが組み込まれている。この一次元イメージセンサを副走査方向に走査させることにより二次元の画像入力が可能となり、カメラ１３００とデジタルバック１４００とによってラインスキャン型カメラが構成される。
【０１０４】
図１４は、デジタルバック１４００の内部構成を概略的に示す図であり、カバーを取り外して撮影レンズ１３０２の側から見た様子を示す平面図である。デジタルバック１４００は、コネクタ１４０２、制御基板１４２４、走査ユニット１４１４、モータ１４２６、駆動軸１４２８、レール１４０６、１４０８等を筐体１４０４内に収容して構成される。
【０１０５】
走査ユニット１４１４のベース１４１６には、主走査方向に複数の画素が配列されてなるラインセンサを複数有するＴＤＩ駆動可能なセンサＳが、図１４の紙面に直交する方向に延在する軸Ｏを中心として回動可能に取り付けられている。センサＳの主走査方向に沿う一端にはピン１４４０が立設され、ベース１４１６上にはピン１４４０の近傍にピン１４３８が立設される。これら二本のピン１４３８、１４４０の間にコイルバネ１４３６が掛け渡されている。コイルバネ１４３６の張力により、センサＳには図１４の紙面に向かって見て時計回り方向の回動力が付与される。
【０１０６】
ベース１４１６上には、センサＳの上記時計回り方向の回動を阻止する位置にθｚ駆動部１４１８が設けられる。θｚ駆動部１４１８は、例えば回転軸を有するモータと、回転軸の回転を直線運動に変換するねじ機構とを有して構成される。モータを正転あるいは逆転させることにより上記ねじ機構が伸張あるいは縮退し、センサＳに対して任意のアジマス角を付与可能に構成される。
【０１０７】
ベース１４１６の、主走査方向に沿う両端にはそれぞれ支持部１４１２が二つずつ設けられ、それらの支持部１４１２のそれぞれにローラ１４１０が回転自在に取り付けられる。ローラ１４１０外周の転動面はＶ字型の断面をなしている。筐体１４０４の内面に二本のレール１４０６、１４０８が互いに平行に、対向しあうように取り付けられており、ローラ１４１０外周の上記転動面はこれらのレール１４０８、１４０６と係合する。
【０１０８】
筐体１４０４に軸受け１４３０、１４３２が設けられており、それらの軸受け１４３０、１４３２に嵌合して回転自在に支持される駆動軸１４２８が組み込まれる。駆動軸１４２８の外周面には雄ねじが切られている。ベース１４１６には、駆動軸１４２８の雄ねじと螺合する雌ねじ１４３４が設けられている。
【０１０９】
筐体１４０４にモータ１４２６が固定され、このモータ１４２６の回転軸と駆動軸１４２８とが軸継手１４４２によって連結されている。モータ１４２６を正転あるいは逆転させることにより、駆動軸１４２８も同様に回転する。駆動軸１４２８と雌ねじ１４３４とがねじ対偶をなしていることにより、駆動軸１４２８の回転運動が雌ねじ１４３４によって副走査方向の直線運動に変換され、これによって走査ユニット１４１４を副走査方向に沿って移動させることができる。
【０１１０】
制御基板１４２４には、制御部１４２２が設けられる。制御部１４２２は、第１の実施の形態で図８を参照して説明した制御部８００と同様の内部構成を有するのでその説明を省略する。制御基板１４２４と走査ユニット１４１４とはフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１４２０を介して電気的に接続されている。制御基板１４２４とモータ１４２６とは、リード線１４４４を介して電気的に接続されている。
【０１１１】
撮影レンズ１３０２によってデジタルバック１４００の開口部Ａｐ近傍に形成される被写体像は、走査ユニット１４１４が上述したように副走査方向に沿って移動する際にセンサＳによって走査され、２次元の画像データが生成される。なお、上記走査が行われる際、撮影レンズ１３０２の中に組み込まれるレンズシャッタは開放状態に維持される。つまり、露光量は、撮影レンズ１３０２の絞りとセンサＳで走査が行われる際の蓄積段数とによって調節される。
【０１１２】
コネクタ１４０２は、外部電源装置、コンピュータ、あるいは外部ストレージ装置などとデジタルバック１４００とを接続する際に用いられる。デジタルバック１４００にコンピュータが接続される場合、プリスキャンによって得られた画像をコンピュータの表示部に表示することができる。ユーザはその画像を見て適用すべきローパスフィルタ特性を決定することが可能である。あるいは、プリスキャンによって得られた画像が、制御部１４２２やコンピュータ内部で実行されるプログラムによって解析され、その結果に基づいてローパスフィルタ特性が決定されてもよい。そして、決定されたローパスフィルタ特性と、被写体像の明るさに基づいて決定されたセンサＳの蓄積段数とから蓄積動作１段あたりの像ずれ量（単位像ずれ量）を求めるようにすることが可能である。その後は第１の実施の形態で説明したのと同様の方法によって本スキャンが行われ、二次元画像データが生成される。
【０１１３】
第２の実施の形態において、第１の実施の形態の顕微鏡７００に組み込まれる画像入力装置と構成が大きく異なるのは、デジタルバック１４００が並進による主走査方向の像ずれを可能とする構成を有していない点である。したがって、制御部１４２２は、θｚ駆動部１４１８を制御してセンサＳに与えるアジマス角を調節し、主走査方向の像ずれをもたらす。
【０１１４】
以上、本発明の第２の実施の形態によれば、被写体に対応してローパスフィルタ特性を変化させることが可能であり、これによって個々の被写体に対応して最適のローパスフィルタ特性を適用することが可能となる。このとき、主走査方向および副走査方向のそれぞれに沿う像ずれ量を独立して制御することも可能で、画像入力して得られる画像中のモアレを効果的に抑制しつつ、画像の鮮鋭度を最大限に高めることが可能となる。
【０１１５】
第２の実施の形態においては、ビューカメラ１３００にデジタルバック１４００を装着して構成されるラインスキャン型カメラに本発明を適用する例について説明したが、ベルトコンベア状のものの上に載置される被写体を撮影するタイプのラインスキャン型カメラにも本発明を適用可能である。
【０１１６】
この場合、副走査はベルトコンベア状のものによって被写体が搬送されることによって行われる。したがって、ラインスキャン型カメラ内にはセンサを副走査方向に移動させるための構成は不要となり、任意の角度のアジマス角を与えることの可能な構成を有していればよい。例えば、カメラユニット内に図１４を参照して説明したようなθｚ駆動部を設けてセンサＳに対して任意のアジマス角を与えることが可能に構成されたものとすることができる。あるいは、ベルトコンベア等の搬送面に直交する方向に延在する回転軸回りにカメラユニットを回動させることの可能な構成を有していてもよい。
【０１１７】
副走査方向の像ずれを生じさせるためには、被写体の移動速度（ベルトコンベア等の搬送速度）に撮影レンズの撮影倍率を乗じて求められる被写体像の移動速度と、センサの電荷転送速度とで、所定のずれが生じるようにすればよい。
【０１１８】
−  第３の実施の形態  −
図１５は、本発明の画像入力装置をイメージスキャナとして構成する例を説明する図であり、副走査方向に沿う鉛直面で断面をとった様子を示す縦断面図である。図１５において、紙面に直交する方向が主走査方向となり、紙面左右方向（図１５の長手方向）が副走査方向となるように示されている。
【０１１９】
図１５では、イメージスキャナ１５００として、コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）を用いたフラットベッド式のものである例が示されている。しかし、本発明は縮小光学系や等倍光学系等をミラー等の光路屈曲光学部材とともに備える形式のイメージスキャナにも適用可能である。また、センサが副走査方向には移動せず、代わりにドキュメントフィーダ等を用いて読み取り対象の原稿が副走査方向に移動する形式のものにも本発明は適用可能である。
【０１２０】
イメージスキャナ１５００は、コネクタ１５２６、制御部１５２２、モータ１５３０、走査ユニット１５０４、駆動軸１５３８、ガイドロッド１５４２等を筐体１５０２内に収容して構成される。筐体１５０２の上部に設けられる開口部にプラテンガラス１５４０が配設される。
【０１２１】
走査ユニット１５０４のべース１５０６には、主走査方向に複数の画素が配列されてなるラインセンサを複数有するＴＤＩ駆動可能なセンサＳが、図１５の上下方向に沿って延在する軸Ｏを中心として回動可能に取り付けられている。ベース１５０６にはまた、θｚ駆動部１５１２が設置されている。そして、図１４を参照して説明したのと同様の構成を走査ユニット１５０４は備えており、θｚ駆動部１５１２を駆動することによりセンサＳに対して任意のアジマス角を付与することが可能に構成される。
【０１２２】
センサＳの受光部近傍にはロッドレンズアレイ等で構成される導光ユニット１５１４が設けられ、プラテンガラス１５４０上に載置された読み取り対象の原稿Ｄｏｃの像をセンサＳの受光部に導く。
【０１２３】
副走査方向に沿って配設されるガイドロッド１５４２は、筐体１５０２内に植設される二つの支持部材１５３４、１５４４によってその両端が支持される。ベース１５０６に設けられた貫通穴部がガイドロッド１５４２に対して滑動可能に嵌合しており、これによりガイドロッド１５４２は走査ユニット１５０４が副走査方向に沿って移動する際のガイドとして機能する。なお、図１５では１本のガイドロッド１５４２が示されているが、ガイドロッド１５４２は複数設けられることが望ましい。
【０１２４】
筐体１５０２に二つの軸受け１５３６、１５４６が設けられており、それらの軸受け１５３６、１５４６に嵌合して回転自在に支持される駆動軸１５３８が組み込まれる。駆動軸１５３８の外周面には雄ねじが切られている。ベース１５０６には、駆動軸１５３８の雄ねじと螺合する雌ねじ１５１０が設けられている。
【０１２５】
筐体１５０２にモータ１５３０が固定され、このモータ１５３０の回転軸と駆動軸１５３８とが軸継手１５３２によって連結されている。モータ１５３０を正転あるいは逆転させることにより、駆動軸１５３８も同様に回転する。駆動軸１５３８と雌ねじ１５１０とがねじ対偶をなしていることにより、駆動軸１５３８の回転運動が雌ねじ１５１０によって副走査方向の直線運動に変換され、これによって走査ユニット１５０４を副走査方向に沿って移動させることができる。なお、駆動軸１５３８と雌ねじ１５１０との組み合わせに代えて、副走査方向に沿って離間して設けられた二つのプーリ間に掛け渡されたベルトを有してなる公知のベルト駆動機構によって走査ユニット１５０４を副走査方向に沿って移動させるようにしてもよい。
【０１２６】
走査ユニット１５０４には、プラテンガラス１５４０上に載置される読み取り対象の原稿Ｄｏｃを照明するための光源１５１６と、光源１５１６から出射される光を反射してプラテンガラスの側に導くリフレクタ１５１８とが設けられる。光源１５１６としては、主走査方向に沿って延在する冷陰極管を用いることが可能である。あるいは、複数の発光ダイオードが主走査方向に沿って配列されたものを光源１５１６とすることも可能である。
【０１２７】
センサＳがいわゆるモノクロのセンサである場合、光源１５１６は、例えばＢ、Ｇ、Ｒ各色の光を順次発光可能に構成される。そして、光源１５１６の発光色を変えながら３回あるいはそれ以上の回数にわたってスキャンを繰り返すことによりカラー画像の入力が可能となる。あるいは、センサＳは第１、第２の実施の形態でも説明したように色分解用のカラーフィルタを有していてもよい。その場合、光源１５１６は白色の光を出射可能に構成される。
【０１２８】
制御部１５２２とコネクタ１５２６とは、ケーブル１５２４によって電気的に接続されている。走査ユニット１５０４の回路基板１５０８は、ＦＰＣ１５２０を介して制御部１５２２と電気的に接続されている。モータ１５３０は、リード線１５２８を介して制御部１５２２と電気的に接続されている。制御部１５２２は、第１の実施の形態で図８を参照して説明した制御部８００と同様の内部構成を有するのでその説明を省略する。
【０１２９】
コネクタ１５２６を介してイメージスキャナ１５００はコンピュータと接続される。コンピュータ上で実行されるドライバソフトウェアにより、イメージスキャナ１５００で行われるスキャン動作が制御される。ユーザはプラテンガラス１５４０上に読み取り対象の原稿Ｄｏｃを載置し、コンピュータを操作してイメージスキャナ１５００のスキャン動作開始を指示する。
【０１３０】
読み取り対象の原稿Ｄｏｃの像は、走査ユニット１５０４が上述したように副走査方向に沿って移動する際にセンサＳによって走査され、２次元の画像データが生成される。本実施の形態においても、プリスキャンおよび本スキャンが行われる。プリスキャンによって得られた画像データはコンピュータに転送され、表示装置に表示される。ユーザは表示画像を見て、イメージスキャナ１５００で適用すべきローパスフィルタ特性を決定することが可能である。あるいは、プリスキャンで得られた画像をドライバソフトウェアが自動的に解析し、その解析結果に基づいて、本スキャンで最適な画像データが得られるようにイメージスキャナ１５００のローパスフィルタ特性を決定するように構成されていてもよい。
【０１３１】
本スキャンにおける露光量は一定としてもよいが、調節可能に構成されていてもよい。その場合、プリスキャンによって得られた画像データをドライバソフトウェアが解析し、決定することができる。露光量は、本スキャンに際してセンサＳで操作が行われる際の蓄積段数で調節される。そして、上述のようにして決定されたローパスフィルタ特性と、プリスキャンして得られた画像の明るさに基づいて決定されたセンサＳの蓄積段数とから蓄積動作１段あたりの像ずれ量（単位像ずれ量）を求めるようにすることが可能である。その後は第１の実施の形態で説明したのと同様の方法によって本スキャンが行われ、二次元画像データが生成される。
【０１３２】
第３の実施の形態においも、第２の実施の形態と同様、イメージスキャナ１５００は並進による主走査方向の像ずれを可能とする構成を有していない。したがって、制御部１５２２は、θｚ駆動部１５１２を制御してセンサＳに与えるアジマス角を調節し、主走査方向の像ずれをもたらす。
【０１３３】
以上、本発明の第３の実施の形態によれば、読み取り対象の原稿に対応してローパスフィルタ特性を変化させることが可能であり、これによって個々の原稿に対応して最適のローパスフィルタ特性を適用することが可能となる。このとき、主走査方向および副走査方向のそれぞれに沿う像ずれ量を独立して制御することも可能で、画像入力して得られる画像中のモアレを効果的に抑制しつつ、画像の鮮鋭度を最大限に高めることが可能となる。
【０１３４】
以上では本発明に係る画像入力装置をスキャナに適用する例について説明したが、コピー機の画像入力部に本発明を適用することができる。ところで、コピー機においてプリスキャン、本スキャンを行うことはコピー機のスループットを向上させる上では得策ではない。そこで、コピー機に操作スイッチ等を設けて、ユーザがローパスフィルタの効き具合を任意に設定可能に構成することが可能である。例えば、通常の文書等をコピーする場合にはローパスフィルタの効きを弱めに設定することが可能である。そして、写真等をコピーする場合、それがモアレを生じやすい性質のものである場合にはユーザはローパスフィルタの効き具合を強めに設定することが可能となる。
【０１３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、ＴＤＩ方式のラインイメージセンサを用いて主走査方向および副走査方向に走査して二次元の画像データを生成可能な画像入力装置およびこれを備える顕微鏡用撮影装置、ラインスキャン型カメラ、スキャナ等に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
７００  …  顕微鏡
７１０  …  ベース
７１２  …  Ｘステージ駆動装置
７１４  …  Ｘ駆動部
７１６  …  Ｘステージ
７１８  …  Ｙステージ
７２０  …  Ｙステージ駆動装置
７２２  …  Ｙ駆動部
７２４  …  レボルバ
７２５  …  対物レンズ
７３０  …  光路切替ユニット
７３６  …  画像入力ユニット
７３８、１４１８、１５１２  …  θｚ駆動部
７４０  …  θｚ駆動装置
８００  …  制御部
８０２  …  ＣＰＵ
８０４  …  ＲＯＭ
８０６  …  ＲＡＭ
８０８  …  画像記録部
８１０  …  システムバス
８１２  …  ＣＣＤコントローラ
８１４  …  モータドライバ
８１６  …  ＤＳＰ
８１８  …  アナログ・フロントエンド
８２０  …  ＬＰＦ設定部
８２６  …  像ずらし制御部
１３００  …  カメラ
１３０２  …  撮影レンズ
１３０４  …  レンズボード
１４００  …  デジタルバック
１４０２、１５２６  …  コネクタ
１４０６、１４０８  …  レール
１４１０  …ローラ
１４１４、１５０４  …  走査ユニット
１４１６、１５０６  …  ベース
１４２２  …  制御部
１４２６、１５３０  …  モータ
１４２８、１５３８  …  駆動軸
１５００  …  イメージスキャナ
１５０４  …  走査ユニット
１５１６  …  光源
１５２２  …  制御部
１５４０  …  プラテンガラス
１５４２  …  ガイドロッド
Ｄｏｃ  …  読み取り対象の原稿
Ｆ  …  走査視野
Ｌ１、Ｌ２、・・・、Ｌ１０  …  ラインセンサ
Ｓ  …  センサ（ＴＤＩセンサ）
Ｓｐｃ  …  試料
【図１】
2011024082.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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