(57)【要約】本発明は、確実に、短い読み取り時間で、Ｓ／Ｎが良く、解像度の高い画像データを取得できるようにする。ＣＣＤ１０２は、原稿と相対的に移動する相対移動方向に対して直交する方向に、時間積分効果を有する検出素子が配置されるラインセンサを、相対移動方向に複数列に並んで設けてなる。信号処理部１０７は、ＣＣＤ１０２により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、画素成分を検出し、検出された画素成分に基づいて、被検出物の検出位置に対応した第２の画素値を生成する。本発明は、スキャナに適用できる。
2003061271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物と相対的に移動する相対移動方向に対して直交する方向に、時間積分効果を有する検出素子が配置されるラインセンサを、前記相対移動方向に複数列に並んで設けてなる読み取り手段と、
前記検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、前記被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、前記画素成分を検出する画素成分検出手段と、
前記画素成分検出手段により検出された前記画素成分に基づいて、前記被検出物の前記検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成手段と
を含むことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項２】
前記画素成分検出手段は、
前記第１の画素値と、前記処理単位時間を前記ラインセンサの列の数で分割した分割単位時間毎に蓄積される、前記検出位置に対応した複数の前記画素成分との関係を表す前記モデルを生成するモデル生成手段を含み、
前記モデル生成手段により生成された前記モデルに基づいて、前記画素成分を検出する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像読み取り装置。
【請求項３】
前記検出素子と前記被検出物との相対速度を検出する速度検出手段をさらに含み、
前記モデル生成手段は、前記速度検出手段により検出される前記相対速度に対応して、前記読み取り手段に設けられている前記ラインセンサの前記検出素子の一部から取得された前記第１の画素値と、前記画素成分との関係を表す前記モデルを生成する
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像読み取り装置。
【請求項４】
前記検出素子と前記被検出物との相対速度を検出する速度検出手段をさらに含み、
前記モデル生成手段は、前記速度検出手段により検出される前記相対速度に対応して、前記読み取り手段の前記相対移動方向に列に並んでいる複数の前記検出素子のうち、隣接する前記検出素子から取得される前記第１の画素値を足し合わせて得られた第３の画素値と、前記画素成分との関係を表す前記モデルを生成する
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像読み取り装置。
【請求項５】
前記読み取り手段が初期位置に位置する場合、前記処理単位時間の期間、前記被検出物に対して静止した状態で、前記読み取り手段に前記被検出物を撮像させ、前記検出素子に対応する前記第１の画素値を出力させるように前記読み取り手段を制御する制御手段をさらに含み、
前記画素成分検出手段は、前記第１の画素値と前記検出位置に対応した複数の前記画素成分との関係を表す前記モデルに、前記制御手段の制御に基づいて、前記読み取り手段が前記被検出物に対して静止した状態で撮像した前記第１の画素値に基づいて生成された前記画素成分を代入することにより他の前記画素成分を検出する
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像読み取り装置。
【請求項６】
前記制御手段は、所定の時間間隔で、前記処理単位時間の期間、前記被検出物に対して静止した状態で、前記読み取り手段に前記被検出物を撮像させ、前記検出素子に対応する前記第１の画素値を出力させるように前記読み取り手段を制御する
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の画像読み取り装置。
【請求項７】
前記第１の画素値のそれぞれが、前記被検出物の相対移動方向に異なる位置に対応する前記画素成分を含むように、前記読み取り手段の前記検出素子毎に露出時間を制御する制御手段をさらに含み、
前記画素成分検出手段は、前記被検出物の相対移動方向に異なる位置に対応する前記画素成分をそれぞれに含む前記第１の画素値と、前記検出位置に対応した複数の前記画素成分との関係を表す前記モデルに基づいて、前記画素成分を検出する
ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像読み取り装置。
【請求項８】
前記制御手段は、所定の時間間隔で、前記第１の画素値のそれぞれが、前記被検出物の相対移動方向に異なる位置に対応する前記画素成分を含むように、前記読み取り手段の前記検出素子毎に露出時間を制御する
ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の画像読み取り装置。
【請求項９】
前記被検出物と前記読み取り手段との相対的な位置を変化させるように、前記被検出物および前記読み取り手段のいずれか一方を、移動させる移動手段
をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像読み取り装置。
【請求項１０】
前記画素成分検出手段は、
前記検出素子により取得された第１の画素値を、前記被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、正規方程式を生成する正規方程式生成手段を有し、
前記正規方程式生成手段により生成された前記正規方程式に基づいて、前記画素成分を検出する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像読み取り装置。
【請求項１１】
前記相対移動方向に複数列に並んでいる前記検出素子のそれぞれが、前記被検出物の前記検出位置のうちの、同一の位置である第１の位置から露光を開始し、同一の位置である、前記第１の位置と異なる第２の位置で露光を終了するように、前記読み取り手段の撮像を制御する第１の制御手段と、
複数列に並んでいる前記検出素子の全てが前記第１の位置に到達し、露光を開始した第１の時刻と、複数列に並んでいる前記検出素子のいずれか１つが前記第２の位置に到達し、露光を終了した第２の時刻との間の第３の時刻に、前記検出素子に露光を終了させた後、露光を開始させるように、前記読み取り手段の撮像を制御する第２の制御手段と
をさらに含み、
前記正規方程式生成手段は、前記第１の位置、前記第２の位置、または前記第３の時刻における前記検出位置である第３の位置に対応する前記画素成分を含む、複数の前記画素成分と前記第１の画素値との関係を示す前記正規方程式に、前記検出素子により取得された前記第１の画素値を設定することにより、前記正規方程式を生成する
ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の画像読み取り装置。
【請求項１２】
前記正規方程式生成手段は、最小自乗法を適用して、前記画素成分を算出するための前記正規方程式を生成する
ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の画像読み取り装置。
【請求項１３】
前記正規方程式生成手段は、前記第１の画素値を取得するための露出時間の長さに対応して、重み付けされた前記正規方程式を生成する
ことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の画像読み取り装置。
【請求項１４】
被検出物と相対的に移動する相対移動方向に対して直交する方向に、時間積分効果を有する検出素子が配置されるラインセンサを、前記相対移動方向に複数列に並んで設けてなる読み取り手段を含む画像読み取り装置の画像読み取り方法において、
前記検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、前記被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、前記画素成分を検出する画素成分検出ステップと、
前記画素成分検出ステップの処理により検出された前記画素成分に基づいて、前記被検出物の前記検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成ステップと
を含むことを特徴とする画像読み取り方法。
【請求項１５】
被検出物と相対的に移動する相対移動方向に対して直交する方向に、時間積分効果を有する検出素子が配置されるラインセンサを、前記相対移動方向に複数列に並んで設けてなる読み取り手段を含む画像読み取り装置の画像読み取り処理用のプログラムであって、
前記検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、前記被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、前記画素成分を検出する画素成分検出ステップと、
前記画素成分検出ステップの処理により検出された前記画素成分に基づいて、前記被検出物の前記検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記憶されている記憶媒体。
【請求項１６】
被検出物と相対的に移動する相対移動方向に対して直交する方向に、時間積分効果を有する検出素子が配置されるラインセンサを、前記相対移動方向に複数列に並んで設けてなる読み取り手段を含む画像読み取り装置を制御するコンピュータに、
前記検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、前記被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、前記画素成分を検出する画素成分検出ステップと、
前記画素成分検出ステップの処理により検出された前記画素成分に基づいて、前記被検出物の前記検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成ステップと
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、画像読み取り装置および方法に関し、特に、被検出物の画像を読み取る画像読み取り装置および方法に関する。
背景技術
紙または写真などの、被写体である原稿の画像を読み取り、画像に対応する画像データを生成するスキャナが広く使用されている。スキャナにおいて、ＣＣＤなどが使用されている。
このようなスキャナにおいて、ＣＣＤに原稿の所定の範囲の画像を読み取らせた後、ＣＣＤを移動させると共に、原稿の他の範囲の画像を撮像しないように、ＣＣＤのシャッタを動作させ、読み取るべき、原稿の次の範囲にＣＣＤが到達したとき、画像を撮像させるようにＣＣＤのシャッタを動作させる制御を繰り返し、原稿の所望の範囲の画像を読み取っていた。
しかしながら、解像度を向上させるためには、ＣＣＤの走査方向への移動に対応して、被写体のより狭い領域の所定の位置の画像のみを撮像するようにシャッタを動作させなければならず、ＣＣＤの撮像時間が短くなり、よって、取得された画像データのＳ／Ｎが悪くなるという問題点があった。読み取りの時間を短くするためには、ＣＣＤの走査方向への移動に対応して、より短い露出時間で撮像するようにシャッタを動作させなければならず、ＣＣＤの撮像時間が短くなり、同様に、取得された画像データのＳ／Ｎが悪くなるという問題点があった。
また、メカニカルシャッタによる撮像において、検出素子の移動に応じて、シャッタの開閉を頻繁に行う必要があり、機構の負荷が大きくなり、故障しやすいという問題がある。この場合、メカニカルシャッタを頻繁に動作させると、消費する電力が大きくなるという問題もある。
さらに、単に画像データのＳ／Ｎを大きくするために、撮像時間を長くするには、被写体の撮像位置でＣＣＤをいちいち止めなければならず、読み取りに時間がかかるという問題点がある。
発明の開示
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、確実に、短い読み取り時間で、Ｓ／Ｎが良く、解像度の高い画像データを取得できるようにすることを目的とするものである。
本発明の画像読み取り装置は、被検出物と相対的に移動する相対移動方向に対して直交する方向に、時間積分効果を有する検出素子が配置されるラインセンサを、相対移動方向に複数列に並んで設けてなる読み取り手段と、検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、画素成分を検出する画素成分検出手段と、画素成分検出手段により検出された画素成分に基づいて、被検出物の検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成手段とを含むことを特徴とする。
画素成分検出手段は、第１の画素値と、処理単位時間をラインセンサの列の数で分割した分割単位時間毎に蓄積される、検出位置に対応した複数の画素成分との関係を表すモデルを生成するモデル生成手段を含み、モデル生成手段により生成されたモデルに基づいて、画素成分を検出するようにすることができる。
画像読み取り装置は、検出素子と被検出物との相対速度を検出する速度検出手段をさらに設け、モデル生成手段は、速度検出手段により検出される相対速度に対応して、読み取り手段に設けられているラインセンサの検出素子の一部から取得された第１の画素値と、画素成分との関係を表すモデルを生成するようにすることができる。
画像読み取り装置は、検出素子と被検出物との相対速度を検出する速度検出手段をさらに含み、モデル生成手段は、速度検出手段により検出される相対速度に対応して、読み取り手段の相対移動方向に列に並んでいる複数の検出素子のうち、隣接する検出素子から取得される第１の画素値を足し合わせて得られた第３の画素値と、画素成分との関係を表すモデルを生成するようにすることができる。
画像読み取り装置は、読み取り手段が初期位置に位置する場合、処理単位時間の期間、被検出物に対して静止した状態で、読み取り手段に被検出物を撮像させ、検出素子に対応する第１の画素値を出力させるように読み取り手段を制御する制御手段をさらに含み、画素成分検出手段は、第１の画素値と検出位置に対応した複数の画素成分との関係を表すモデルに、制御手段の制御に基づいて、読み取り手段が被検出物に対して静止した状態で撮像した第１の画素値に基づいて生成された画素成分を代入することにより他の画素成分を検出するようにすることができる。
制御手段は、所定の時間間隔で、処理単位時間の期間、被検出物に対して静止した状態で、読み取り手段に被検出物を撮像させ、検出素子に対応する第１の画素値を出力させるように読み取り手段を制御するようにすることができる。
画像読み取り装置は、第１の画素値のそれぞれが、被検出物の相対移動方向に異なる位置に対応する画素成分を含むように、読み取り手段の検出素子毎に露出時間を制御する制御手段をさらに含み、画素成分検出手段は、被検出物の相対移動方向に異なる位置に対応する画素成分をそれぞれに含む第１の画素値と、検出位置に対応した複数の画素成分との関係を表すモデルに基づいて、画素成分を検出するようにすることができる。
制御手段は、所定の時間間隔で、第１の画素値のそれぞれが、被検出物の相対移動方向に異なる位置に対応する画素成分を含むように、読み取り手段の検出素子毎に露出時間を制御するようにすることができる。
画像読み取り装置は、被検出物と読み取り手段との相対的な位置を変化させるように、被検出物および読み取り手段のいずれか一方を、移動させる移動手段をさらに設けることができる。
画素成分検出手段は、検出素子により取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、正規方程式を生成する正規方程式生成手段を有し、正規方程式生成手段により生成された正規方程式に基づいて、画素成分を検出するようにすることができる。
画像読み取り装置は、相対移動方向に複数列に並んでいる検出素子のそれぞれが、被検出物の検出位置のうちの、同一の位置である第１の位置から露光を開始し、同一の位置である、第１の位置と異なる第２の位置で露光を終了するように、読み取り手段の撮像を制御する第１の制御手段と、複数列に並んでいる検出素子の全てが第１の位置に到達し、露光を開始した第１の時刻と、複数列に並んでいる検出素子のいずれか１つが第２の位置に到達し、露光を終了した第２の時刻との間の第３の時刻に、検出素子に露光を終了させた後、露光を開始させるように、読み取り手段の撮像を制御する第２の制御手段とをさらに設け、正規方程式生成手段は、第１の位置、第２の位置、または第３の時刻における検出位置である第３の位置に対応する画素成分を含む、複数の画素成分と第１の画素値との関係を示す正規方程式に、検出素子により取得された第１の画素値を設定することにより、正規方程式を生成するようにすることができる。
正規方程式生成手段は、最小自乗法を適用して、画素成分を算出するための正規方程式を生成するようにすることができる。
正規方程式生成手段は、第１の画素値を取得するための露出時間の長さに対応して、重み付けされた正規方程式を生成するようにすることができる。
本発明の画像読み取り方法は、検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、画素成分を検出する画素成分検出ステップと、画素成分検出ステップの処理により検出された画素成分に基づいて、被検出物の検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成ステップとを含むことを特徴とする。
本発明の記憶媒体のプログラムは、検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、画素成分を検出する画素成分検出ステップと、画素成分検出ステップの処理により検出された画素成分に基づいて、被検出物の検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成ステップとを含むことを特徴とする。
本発明のプログラムは、検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、画素成分を検出する画素成分検出ステップと、画素成分検出ステップの処理により検出された画素成分に基づいて、被検出物の検出位置に対応した第２の画素値を生成する画素値生成ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
検出素子により、処理単位時間内に取得された第１の画素値を、被検出物の検出位置に対応した複数の画素成分に分離するためのモデルに基づいて、画素成分が検出され、検出された画素成分に基づいて、被検出物の検出位置に対応した第２の画素値が生成される。
発明を実施するための最良の形態
スキャナは、被検出物の例である、紙または写真などの原稿に、２次元情報として形成されている画像から、画像の画素の位置および分光反射率（または、分光透過率）に相当する情報を読み取り、読み取った情報をデジタルデータに変換し、コンピュータ等の情報処理装置に出力する画像読み取り装置である。
スキャナは、照明光源、光学系、およびリニアイメージセンサ（ラインセンサ）などからなり、主走査を行う読み取り部、副走査を行う搬送系、並びにデータ圧縮等の処理を実行する信号処理部などから構成される。
リニアイメージセンサを用いたスキャナを副走査に注目すると、シートフィードスキャナ、フラットベッドスキャナ、ハンディスキャン、およびフィルムスキャナに分類される。
シートフィードスキャナにおいては、読み取り部が固定され、搬送系により原稿が移送され、副走査が実行される。
フラットベッドスキャナにおいては、原稿が固定され、光学系および読み取り部が移動し、副走査が実行される。
ハンディスキャナの副走査は、使用者がハンディスキャナ本体を把持し、原稿に対して移動させることにより実行される。
フィルムスキャナは、写真のフィルム（いわゆる３５ｍｍフィルム、またはＡＰＳ（ｔｈｅ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ）など）専用の透過による画像を読み取るスキャナである。
図１は、本発明に係る画像読み取り装置であるスキャナの一実施の形態の構成を示す図である。図１に構成を示すスキャナは、いわゆるシートフィードスキャナである。
リニアイメージセンサ１１は、照明光源１６で照明されている、被検出物の例である原稿２１の細いライン状の領域、例えば、図１に示す読み取り中の領域の反射光（または透過光）を、レンズ１２などからなる光学系を介して、取得する。リニアイメージセンサ１１は、例えば、図１中の主走査方向に、ライン状に検出素子を並べたデバイスであり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどからなる。
リニアイメージセンサ１１は、取得した反射光に対応する信号を処理部１３に供給する。すなわち、リニアイメージセンサ１１は、原稿２１の画像を読み取り、読み取った画像に対応する信号を処理部１３に供給する。
原稿２１は、搬送系１５から供給される駆動力を基に、ローラ１４により、所定の速度で送られているので、原稿２１とレンズ１２およびリニアイメージセンサ１１との相対位置は、少しずつずれることになる。リニアイメージセンサ１１は、原稿２１の移動に対応して、次の領域の反射光を取得して、次の領域の画像に対応する信号を処理部１３に供給する。
図１において、Ａは、読み取り中の領域を示し、Ｂは、次に読み取られる領域を示す。
リニアイメージセンサ１１は、原稿２１の搬送に対応して、原稿２１の所定の領域の画像の読み取りの処理を繰り返し、読み取りの処理に対応して、画像の信号を、順次、処理部１３に供給する。
原稿２１が所定の速度で搬送されているので、リニアイメージセンサ１１が出力する画像の信号は、動きボケを含む。
レンズ１２は、原稿２１の画像が読み取られる領域により反射された光を屈折させ、原稿２１の読み取り領域に対応する像をリニアイメージセンサ１１に結像させる。
処理部１３は、リニアイメージセンサ１１から供給された、画像に対応する信号を基に、動きボケを除去した、デジタルデータである画像データを生成して、図示せぬコンピュータなどの情報処理装置に、生成した画像データを出力する。
図２は、本発明に係る画像読み取り装置であるスキャナの他の実施の形態の構成を示す図である。図２に構成を示すスキャナは、いわゆるフラットベッドスキャナである。
図１に示す場合と同様の部分には、同一の番号を付してあり、その説明は省略する。
原稿台４１は、平らで透明なガラス、またはプラスチックなどからなる。原稿台４１には、読み取られる画像が走査部４２を向くように、原稿２１が置かれる。原稿台４１に置かれた原稿２１は、本体３１に対して固定される。
走査部４２は、光学系およびリニアイメージセンサ１１などからなり、原稿２１の画像を読み取るとき、図示せぬ駆動部により、原稿台４１、すなわち原稿２１に対して、所定の速度で、例えば、図中の左側から右側に移動する。
走査部４２は、ラインセンサであるリニアイメージセンサ１１、レンズ１２、照明光源１６、ミラー５１、ミラー５２、およびミラー５３などからなる。
ミラー５１、ミラー５２、およびミラー５３は、照明光源１６から照射され、原稿台４１を介して、原稿２１から反射された光を、反射し、レンズ１２を介して、リニアイメージセンサ１１に入射させる。
原稿２１の読み取る領域に対してリニアイメージセンサ１１が小型であるとき、光学系は、縮小光学系とされ、リニアイメージセンサ１１に入射される光による像は、原稿の画像に比較して、縮小される。
一方、原稿２１の読み取る領域に対してリニアイメージセンサ１１がほぼ同等の長さであるとき、光学系は、レンズ１２として、ロットレンズアレイ等が用いられた等倍光学系とされ、リニアイメージセンサ１１に入射される光よる像は、原稿２１の画像と同等の長さとされる。
光沢のある原稿２１において、リニアイメージセンサ１１に、照明光源１６から照射される光の正反射成分が入射されると、検出素子が飽和してしまい、リニアイメージセンサ１１は、画像を読み取ることができないので、照明光源１６から照射される光の正反射成分がリニアイメージセンサ１１に入射されないように光学系の光軸が設定される。
リニアイメージセンサ１１を含む走査部４２は、所定の速度で移動しながら、原稿２１の画像を取得するので、走査部４２から信号処理部１３に供給される信号には、動きボケが含まれる。動きボケの詳細については、後述する。
リニアイメージセンサ１１に入射される光が、明るく、かつ、均一になるように光学系が設定される。リニアイメージセンサ１１に入射される光の明るさおよらび均一性を阻害する要因には、照明光源１６の配光分布、光学系のＣＯＳ４則、またはレンズ１２の口径触等がある。
照明光源１６の配光分布は、特に、リニアイメージセンサ１１の両端に入射される光において、問題になることが多い。光学系のＣＯＳ４則は、光学系の周辺視野の明るさがｃｏｓ４θに比例して暗くなることを示す法則である。口径触は、光束がレンズ１２の縁等で蹴られ、明るさが減少することをいう。
照明光源１６の配光分布、光学系のＣＯＳ４則、およびレンズ１２の口径触等は、リニアイメージセンサ１１の中央の光に比較して、リニアイメージセンサ１１の周辺部の光が暗くなる原因である。
リニアイメージセンサ１１において、中央の光に比較して、周辺部の光が暗くなることを防止するため、光学的シェーディング補正を行い、中央の光量を減らし、結果として像面光量を極力一定に近づけることなどが行われる。
処理部１３は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部、エンベデッドコンピュータ、またはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などからなり、リニアイメージセンサ１１から供給された、画像に対応する信号を基に、動きボケを除去した、デジタルデータである画像データを生成して、図示せぬコンピュータなどの情報処理装置に、生成した画像データを出力する。
本発明に係るスキャナは、カラースキャナとすることもできる。
カラースキャナにおいて、原稿の色分解が実行される。色分解の方法は、光源切り換え方式、フィルタ切り換え方式、およびカラーリニアイメージセンサ方法に、大きく分けられる。
光源切り換え方式においては、分解される色に対応する、照明光源１６である３本の蛍光ランプを順次点滅し、モノクロであるリニアイメージセンサ１１で原稿２１の画像を順次読み取り、赤、緑、および青の信号出力を得る。
フィルタ切り換え方式においては、照明光源１６とリニアイメージセンサ１１との間に、赤、緑、および青のカラーフィルタを設け、カラーフィルタを切り換えて、赤、緑、および青の信号出力を得る。
カラーリニアイメージセンサ方法においては、３ラインを１つの単位としたリニアイメージセンサとカラーフィルタとを１パッケージに組み込んだカラーイメージセンサで、色分解と読み取りとが同時に実行される。
図３は、本発明に係る画像読み取り装置のより詳細な機能の構成を示すブロック図である。
アイリス１０１は、レンズ１２を介して、ＣＣＤ１０２に入射される光の量を、その強さに対応して、絞る。
ＣＣＤ１０２は、リニアイメージセンサ１１に対応し、タイミングジェネレータ１０３から供給される駆動信号を基に、入射された光に対応する信号を生成し、生成した信号を利得調整／雑音抑制部１０４に供給する。
ＣＣＤ１０２においては、ライン状（１次元）に並んだ感光部であるフォトダイオードが、入射された光のエネルギを電荷に変換し、シフト電極が、電荷をＣＣＤアナログレジスタに移送する。ＣＣＤ１０２のフォトダイオードは、検出素子に対応する。ＣＣＤ１０２は、露出時間において、入射された光のエネルギを順次電荷に変換し、変換された電荷を放出することなく、蓄積していくので、時間積分効果を有すると言える。露出時間は、処理単位時間に対応する。
ＣＣＤ１０２の、転送部であるＣＣＤアナログレジスタは、移送された電荷を、通常、駆動信号に含まれる２相のクロックパルスで、出力部に、順次転送する。ＣＣＤ１０２の出力部は、電荷を電圧に変換する。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、ライン状に並んだＮ個の感光部でとらえた光を、Ｎ個の電圧信号に変換し、アナログである電圧信号を出力する。
ＣＣＤ１０２は、カラー化の対応として、３ライン毎に、カラーフィルタを１つのパッケージとして組み込みこむようにしてもよい。ＣＣＤ１０２において、高感度化、低ノイズ化、高速化、高分解能化、および低消費電力化が継続して図られている。
利得調整／雑音抑制部１０４は、ＣＣＤ１０２から供給された信号のレベルを調整すると共に、相関２重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）などの処理を信号に適用して、信号に含まれる雑音を抑制する。相関２重サンプリングは、信号期間に含まれる雑音が、フィールドスルーの０レベルの期間に含まれる雑音と強い相関を有していることを利用し、特にリセット雑音の抑制に効果を有する。
利得調整／雑音抑制部１０４は、信号のレベルが調整され、雑音が抑制された信号をＡ／Ｄ変換部１０５に供給する。
Ａ／Ｄ変換部１０５は、利得調整／雑音抑制部１０４から供給された信号を、アナログ／デジタル変換し、デジタル信号である画像信号をメモリ１０６に供給する。
メモリ１０６は、Ａ／Ｄ変換部１０５から供給された画像信号を順次記憶し、原稿２１に対応する画像データを構成する。メモリ１０６は、画像データを信号処理部１０７に供給する。
信号処理部１０７は、メモリ１０６から供給された、原稿２１に対応する画像データに、欠陥補正の処理、ホワイトバランスの調整の処理等を適用すると共に、画像データに含まれる動きボケを除去し、データ伝送部１０９に供給する。信号処理部１０７は、欠陥補正の処理、ホワイトバランスの調整の処理、および動きボケ除去の処理を適用するとき、画像データを一時的にメモリ１０８に記憶させると共に、メモリ１０８に記憶されている画像データに、処理を適用する。
データ伝送部１０９は、信号処理部１０７から供給された画像信号をメモリ１１０に一時的に記憶させると共に、メモリ１１０に記憶されている画像データを所定の方式で外部の機器に伝送する。
メインＣＰＵ１１１は、外部から供給された外部コントロール信号を基に、照明光源１６の発光、タイミングジェネレータ１０３の駆動信号の生成、利得調整／雑音抑制部１０４の処理、コントローラ１１２の処理、およびモータ１１３の動作を制御する。例えば、メインＣＰＵ１１１は、後述する、ＣＣＤ１０２の画素毎の電子シャッタの駆動を、タイミングジェネレータ１０３に実行させる。また、例えば、メインＣＰＵ１１１は、後述する、原稿２１とリニアイメージセンサ１１との相対的な移動を、搬送系１５または走査部４２の駆動部を制御して、実現する。
メインＣＰＵ１１１は、搬送系１５または走査部４２の駆動部から、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度を示すデータを取得する。メインＣＰＵ１１１は、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度を示すデータを、コントローラ１１２を介して、信号処理部１０７に供給する。
コントローラ１１２は、メインＣＰＵ１１１の制御に基づいて、信号処理部１０７の動作およびデータ伝送部１０９の動作を制御する。
モータ１１３は、メインＣＰＵ１１１の制御に基づいて、アイリス１０１を駆動し、アイリス１０１の絞りを調整させる。
電源部１１４は、ＣＣＤ１０２乃至インタフェース１１５のそれぞれに、それぞれの動作に必要な電源を供給する。
メインＣＰＵ１１１には、さらにインタフェース１１５を介して、ドライブ１２１が接続されている。ドライブ１２１は、装着されている磁気ディスク１３１、光ディスク１３２、光磁気ディスク１３３、または半導体メモリ１３４に記録（記憶）されているプログラムまたはデータを読み出し、読み出したプログラムまたはデータを、インタフェース１１５を介して、メインＣＰＵ１１１に供給する。
メインＣＰＵ１１１は、ドライブ１２１から供給されたプログラムを実行するか、またはプログラムをコントローラ１１２または信号処理部１０７に供給する。
図４は、信号処理部１０７の機能の構成を示すブロック図である。
欠陥補正部１５１は、ＣＣＤ１０２の画素のうち、光に反応しないもの、または常に電荷を有するものに対応する、入力された画像データの傷欠陥画素の位置を検出し、例えば、傷欠陥画素に隣接する画素値を設定するなどの処理により、傷欠陥画素を補正する。欠陥補正部１５１は、傷欠陥画素を補正した画像データをクランプ部１５２に供給する。
クランプ部１５２は、画像データの輝度信号のセットアップレベルを定め、セットアップレベルを定めた画像データをホワイトバランス部１５３に供給する。Ａ／Ｄ変換部１０５の出力するデータは、負の値がカットされることを防止するため、正の方向にシフトされている。クランプ部１５２は、そのシフト量を元に戻し、画像データに正確な負の値が含まれるようにする。
ホワイトバランス部１５３は、所定の色温度に対応してＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）の利得を調整し、画像データのホワイトバランスを調整する。ホワイトバランス部１５３は、ホワイトバランスを調整した画像データを、動きボケ除去部１５４に供給する。
なお、ホワイトバランス部１５３は、カラー画像を対象としたスキャナにおいて、必要であるが、白黒画像を対象としたスキャナにおいて、不要である。
動きボケ除去部１５４は、画像データに含まれる動きボケを除去し、動きボケを除去した画像データをガンマ補正部１５５に供給する。動きボケ除去部１５４の構成、および動きボケ除去部１５４による動きボケの除去の処理の詳細は後述する。
ガンマ補正部１５５は、所定のガンマ曲線に従って、ＣＣＤ１０２の光の強度に対応する画像データのレベルを調整するガンマ補正を画像データに適用する。
なお、ガンマ補正は、非線形処理であるので、画像データに対して、線形処理を適用するとき、ガンマ処理の前に、線形処理を適用することが望ましい。動きボケ除去部１５４による動きボケの除去の処理は、線形処理である。
ガンマ補正部１５５は、ガンマ補正した画像データを画質調整部１５６に供給する。
画質調整部１５６は、画像を視覚的に良く見せるための処理、例えば、輪郭補正の処理など画質調整の処理を画像データに適用し、画質が調整された画像データを色空間変換部１５７に供給する。
色空間変換部１５７は、画像データの出力フォーマットに合わせて、色空間を変換し（例えば、色空間における３原色点の色度座標の位置を決定する）、色空間を変換した画像データを出力する。
図５は、動きボケ除去部１５４の機能の構成を示すブロック図である。
処理単位抽出部１７１は、ＣＣＤ１０２の電子シャッタのタイミングなどに対応して、画像データのうち、所定の画素からなる処理単位を抽出し、抽出した処理単位をモデル化部１７２に供給する。
モデル化部１７２は、処理単位抽出部１７１から供給された処理単位を基に、モデルを生成し、生成したモデルと共に、処理単位を方程式作成部１７３に供給する。モデル化部１７２が生成するモデルは、例えば、動きボケを除去した結果生成される画像データの画素の数、および処理単位に含まれる画素の数などを示す。
方程式作成部１７３は、モデル化部１７２から供給されたモデルおよび処理単位を基に、動きボケを除去した画像データの画素値を算出するための連立方程式である方程式を作成し、作成した方程式を連立方程式演算部１７４に供給する。
連立方程式演算部１７４は、方程式作成部１７３から供給された方程式を解いて、動きボケが除去された画像データの画素値を算出し、算出した画像データの画素値を出力する。
図６乃至図１１を参照して、画像データの動きボケについて説明する。
図６および図７は、従来のスキャナのＣＣＤ２０１および原稿２１の模式的な関係を示す図である。
ＣＣＤ２０１は、１列のライン状に検出素子が並べられている。
図６に示すように、ＣＣＤ２０１は、原稿２１の画像を取得するとき、原稿２１の画像が表されている面に対して、面と並行に、所定の１つの方向に相対的に移動する。例えば、原稿２１の画像が表されている面が、ｘ軸およびｙ軸に対応する面であるとき、ＣＣＤ２０１は、ｘ軸方向に移動する。（実際には、ＣＣＤ２０１の読み取り領域は、原稿２１の画像を取得するとき、原稿２１の画像が表されている面を、所定の１つの方向に原稿２１に対して相対的に移動する。）
図７に示すように、ＣＣＤ２０１は、進行方向に対して、原稿２１の画像を、フォトダイオードなどの１画素の長さに対応して取得する。
図８および図９は、動きボケを説明する図である。
ＣＣＤ２０１が１画素の長さ毎に移動と静止とを繰り返し、静止しているときに、読み取り（フォトダイオードへの電荷の蓄積）を実行すれば、図８に示すように、読み取られた画像には、動きボケは含まれない。
しかしながら、このような読み取り方法は、移動時間には読み取りができないので、原稿２１の読み取りに、膨大な時間が必要となり、現実的でない。
これに対して、ＣＣＤ２０１が原稿２１に対して一定の速度で移動すれば、図９に示すように、ＣＣＤ２０１のフォトダイオードへの電荷の蓄積が実行されている時間（露出時間）においても、ＣＣＤ２０１が移動しているので、ＣＣＤ２０１は、１つの画素に対応する画像として、ＣＣＤの１画素の長さに比較して大きい原稿の領域を読み取ることになる。
このような場合、電荷の蓄積時間を短くすることで、動きボケを少なくすることが可能であるが、一般に、蓄積時間が短くなると画像データのＳ／Ｎが低下してしまうので、蓄積時間を出来るだけ長くするようにしている。
ＣＣＤ２０１と原稿２１との相対位置が、常に変化しているので、１回のシャッタで１画素分のデータを読み取るのではなく、隣接画素の成分が混ざり込むことが考えられるが、通常のＣＣＤにおいて、折り返しを防ぐため光学ローパスフィルタにより隣接画素の成分が混ざり込むような処理をしていることを考慮すると、動きボケによって隣接画素が少々混ざり込むことは問題ではないとも言える。
しかし、隣接画素の混ざり込みの程度を制限しようとすると、ＣＣＤ２０１の移動速度も同時に制限しなければならず、高速な読み取りは、困難となる。
図１０および図１１は、ＣＣＤ２０１と原稿２１との相対速度の変化に対応する動きボケの量の変化を説明する図である。
露出時間における移動に対応する、原稿の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さの２倍であるとき、図１０に示すように、ＣＣＤの１画素に対応する画像データの画素値には、ｘ軸方向にＣＣＤの１画素の長さの２倍の長さの領域の画像が含まれる。
同様に、露出時間における移動に対応する、原稿の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さの３倍であるとき、図１１に示すように、ＣＣＤの１画素に対応する画像データの画素値には、ｘ軸方向にＣＣＤの１画素の長さの３倍の長さの領域の画像が含まれる。
本発明の画像読み取り装置においては、画像データから動きボケを除去することにより、ＣＣＤ２０１が原稿２１に対して一定の速度で移動し、露出時間における移動に対応する、原稿の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さに比較して長いものあっても、ＣＣＤの１画素の長さに対応する原稿の領域の画素値を得ることができるようにする。
次に、図１２乃至図１３を参照して、本発明に係る画像読み取り装置のＣＣＤ１０２が出力する画像の信号について説明する。
図１２および図１３は、本発明に係るスキャナのＣＣＤ１０２および原稿２１の模式的な関係を示す図である。
ＣＣＤ２０１は、原稿２１との相対的な移動の方向に対して、４列に並ぶように、ライン状にフォトダイオードなどの素子が並べられている。
図１２に示すように、ＣＣＤ１０２は、原稿２１の画像を取得するとき、原稿２１の画像が表されている面に対して、面と並行に、所定の１つの方向に移動する。例えば、原稿２１の画像が表されている面が、ｘ軸およびｙ軸に対応する面であるとき、ＣＣＤ１０２は、ｘ軸方向に移動する。（実際には、ＣＣＤ１０２の読み取り領域は、原稿２１の画像を取得するとき、原稿２１の画像が表されている面を、所定の１つの方向に原稿２１に対して相対的に移動する。）
ｘ軸方向は、相対移動方向に対応する。
図１３に示すように、ＣＣＤ１０２は、図中の矢印で示す進行方向に、速度ｖ０で移動する。ＣＣＤ１０２は、進行方向に対して、原稿２１の画像を、４列に並ぶ、フォトダイオードなどの１画素の長さに対応して取得する。例えば、画素Ｐ０、画素Ｐ１、画素Ｐ２、および画素Ｐ３毎に、ＣＣＤ１０２は、原稿２１の画像を取得する。
図１４は、露出時間に移動する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、フォトダイオードなどの１画素の長さの４倍であるとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号を説明する図である。
図１４において、原稿２１のＡ０の画像の領域乃至Ａ１０の画像の領域のそれぞれは、ＣＣＤ１０２の１画素の長さに対応する画像の領域である。ＣＣＤ１０２の１画素の長さに対応する、原稿２１の画像の領域は、連番で、Ａ０，Ａ１，Ａ２乃至Ａｎと表現する。
ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号には、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの４倍である、原稿２１の読み取られる領域の画像が含まれる。ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１乃至Ｐ３に対応する信号には、それぞれ、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの４倍である、原稿２１の読み取られる領域の画像が含まれる。
例えば、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が、原稿２１のＡ０の画像の領域から露光を開始し、原稿２１のＡ３の画像の領域で露光を終了したとき、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号（画像データにおいて、画素値に対応する）は、原稿２１のＡ０の画像の成分ａ０乃至Ａ３の画像の成分ａ３を含む。画像の成分は、画素成分に対応する。
ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が、原稿２１のＡ１の画像の領域から露光を開始し、原稿２１のＡ４の画像の領域で露光を終了したとき、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号（画像データにおいて、画素値に対応する）は、原稿２１のＡ１の画像の成分ａ１乃至Ａ４の画像の成分ａ４を含む。
ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が、原稿２１のＡ２の画像の領域から露光を開始し、原稿２１のＡ５の画像の領域で露出を終了したとき、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号（画像データにおいて、画素値に対応する）は、原稿２１のＡ２の画像の成分ａ２乃至Ａ５の画像の成分ａ５を含む。
ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が、原稿２１のＡ３の画像の領域から露光を開始し、原稿２１のＡ６の画像の領域で露光を終了したとき、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号（画像データにおいて、画素値に対応する）は、原稿２１のＡ３の画像の成分ａ３乃至Ａ６の画像の成分ａ６を含む。
次に、図１５乃至図１８を参照して、動きボケの除去の処理を説明する。
図１５は、ＣＣＤ１０２が出力する信号を説明する図である。
露出時間をｔ０としたとき、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ０であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ１であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ２であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ３である。
また、露出時間をｔ０としたとき、時刻ｔ０から時刻２＊ｔ０（時刻０からｔ０の２倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ０の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ４であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ５であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ６であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ７である。
露出時間をｔ０としたとき、時刻２＊ｔ０から時刻３＊ｔ０（時刻０からｔ０の３倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ０の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ８であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ９であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ１０であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ１１である。
同様に、露出時間をｔ０としたとき、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０（時刻０からｔ０の４倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ０の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ１２であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ１３であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ１４であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ１５である。
図１５において、時刻ｔ０、２＊ｔ０、３＊ｔ０、および４＊ｔ０は、ＣＣＤ１０２に蓄積された電荷が伝送されるタイミングに対応し、この伝送時間は、露出時間に比較して十分短い。
図１６は、画素ｐ０が領域ａ０に対応してＣＣＤ１０２が静止しているとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
露出時間を４つの等しい長さに分割することを考える。露出時間の分割された期間は、分割単位時間に対応する。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−１を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−２を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−３を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ４は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−５乃至ａ０−８を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ８は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−９乃至ａ０−１２を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ１２は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−１３乃至ａ０−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分のみからなる。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−１を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−２を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−３を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ５は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−５乃至ａ１−８を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ９は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−９乃至ａ１−１２を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１３は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−１３乃至ａ１−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分のみからなる。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−１を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−２を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−３を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ６は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−５乃至ａ２−８を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１０は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−９乃至ａ２−１２を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１４は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−１３乃至ａ２−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分のみからなる。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−１を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−２を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−３を含む。
ＣＣＤ１０２が静止し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ７は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−５乃至ａ３−８を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１１は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−９乃至ａ３−１２を含む。ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１５は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−１３乃至ａ３−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が静止しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分のみからなる。
これに対して、図１７は、露出時間における移動に対応する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの４倍であるとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
図１６の場合と同様に、露出時間を４つの等しい長さに分割することを考える。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ４は、原稿２１のＡ４乃至Ａ７の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−５乃至ａ７−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ８は、原稿２１のＡ８乃至Ａ１１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ８−９乃至ａ１１−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ１２は、原稿２１のＡ１２乃至Ａ１５の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１２−１３乃至ａ１５−１６を含む。
このように、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ４の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ５は、原稿２１のＡ５乃至Ａ８の画像の領域に対応する、画像の成分ａ５−５乃至ａ８−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ９は、原稿２１のＡ９乃至Ａ１２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ９−９乃至ａ１２−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１３は、原稿２１のＡ１３乃至Ａ１６の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１３−１３乃至ａ１６−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ４の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ５の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ５の画像の領域に対応する、画像の成分ａ５−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ６は、原稿２１のＡ６乃至Ａ９の画像の領域に対応する、画像の成分ａ６−５乃至ａ９−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１０は、原稿２１のＡ１０乃至Ａ１３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１０−９乃至ａ１３−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１４は、原稿２１のＡ１４乃至Ａ１７の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１４−１３乃至ａ１７−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ４の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ５の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ５の画像の領域に対応する、画像の成分ａ５−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ６の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ６の画像の領域に対応する、画像の成分ａ６−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ７は、原稿２１のＡ７乃至Ａ１０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ７−５乃至ａ１０−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１１は、原稿２１のＡ１１乃至Ａ１４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１１−９乃至ａ１４−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１５は、原稿２１のＡ１５乃至Ａ１８の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１５−１３乃至ａ１８−１６を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
図１７において、ａ０−１は、ａ０と表すことができる。
図１７において、ａ１−１およびａ１−２は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ１と表すことができる。
図１７において、ａ２−１乃至ａ２−３は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ２と表すことができる。
図１７において、ａ３−１乃至ａ３−４は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ３と表すことができる。
以下、同様に、原稿２１のＡ４乃至Ａ１９の画像の領域に対応する画像の成分は、ａ４乃至ａ１９と表すことができる。
図１５に例を示す、ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図１７に例を示す画像の成分との関係は、式（１）で表すことができる。
2003061271.tif 000003
式（１）において、ｂ１乃至ｂ１５は、ＣＣＤ１０２から出力される信号の値であり、ａ０乃至ａ１８は、未知の変数である。
このままでは、式の数より未知の変数の数が多いので、連立方程式である式（１）を解くことはできない。
ここで、ｂ０乃至ｂ３を含む式において、ｂ０乃至ｂ３が、ＣＣＤ１０２の読み取りの最初の位置に対応する信号とすれば、未知の変数ａ０乃至ａ２に既知の値を設定することが可能である。
この場合、ｂ０乃至ｂ３を含む式において、未知の変数がａ３乃至ａ６の４個となり、４つの式からなる連立方程式を解くことができ、ａ３乃至ａ６の値を求めることができるようになる。
さらに、算出したａ４乃至ａ６の値を基に、ｂ４乃至ｂ７を含む式を解くことができるようになり、ａ７乃至ａ１０の値を求めることができる。
このような処理を繰り返すことにより、ａ３乃至ａ１８の値を求めることができる。
以上の手法を一般化すると、ＣＣＤ１０２が副走査方向にｎ列のライン状に検出素子が並べられ、露出時間に原稿２１とＣＣＤ１０２との相対位置がｍ画素分移動するものとすると、電荷の蓄積によって積分された値をｍ個の画像の成分に分割することになるため、露出時間に対応して作成する方程式群の未知数と式の数は、以下のように表される。
未知の変数の数：ｎ＋ｍ−１
方程式の数：ｎ
ｍが２以上のとき、未知の変数の数が方程式の数を上回るので、方程式群を解くことができない。そこで、注目している露出時間の１つ前の方程式群において、全ての未知の変数が求められているとすると、そこで既知になった変数がｍ−１個存在するので、既知になった変数を利用することにより、未知の変数の数は、方程式の数と等しくなる。
このようにすることで、全ての未知の変数を求めることができる。
以上の方法において、最初の露出時間に対応する未知の変数を求めるとき、既知とする値の精度が重要である。なぜならば、その値を基に、最初の露出時間に対応する未知の変数の値を算出し、その結果を基に、次の露出時間に対応する未知の変数の値を算出するように、最初に既知とする値の誤差の影響が、次々に連鎖していくからである。
そこで、このような影響の連鎖を遮断する処理が必要となる。
図１８は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の例を説明する図である。図１８において、”０”と記載されている画像の成分に対応する期間において、ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０乃至画素Ｐ３のそれぞれの電子シャッタを動作させて、フォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が４分の３経過したとき）、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が２分の１経過したとき）、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が４分の１経過したとき）、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ２に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、最初の露出期間ｔ０の間に、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させない。
このようにすることで、式（１）のうち、ｂ０乃至ｂ３に対応する式において、変数ａ０乃至ａ２が、０となり、既知となるので、式（１）のうち、ｂ０乃至ｂ３に対応する式を基に、ａ３乃至ａ６を算出することができる。
さらに、ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の最初に、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の最初に、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の最初に、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ２に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間に、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させない。
同様に、式（１）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５に対応する式において、変数ａ１２乃至ａ１４が、０となり、既知となるので、式（１）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５に対応する式を基に、ａ１５乃至ａ１８を算出することができる。
このようにすることにより、ａ１５乃至ａ１８の解として算出される値において、最初の露出時間ｔ０に対応する式を解いた結果に含まれる誤差の影響が排除され、誤差の伝搬を遮断できるようになる。
ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図１８に例を示す画像の成分との関係は、式（２）で表すことができる。
2003061271.tif 000004
式（２）のうち、ｂ０乃至ｂ３を含む式において、未知の変数がａ３乃至ａ６の４個となり、ａ３乃至ａ６の値が求められる。
次に、算出したａ４乃至ａ６の値を基に、ｂ４乃至ｂ７を含む式が解かれ、ａ７乃至ａ１０の値が算出される。ａ８乃至ａ１０の値を基に、ｂ８乃至ｂ１１を含む式が解かれ、ａ１１乃至ａ１４の値が算出される。
ｂ１２乃至ｂ１５を含む式において、未知の変数がａ１５乃至ａ１８の４個なので、ａ１２乃至ａ１４の値は使用されず、ａ１５乃至ａ１８の値が求められる。
図１９は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の他の例を示す図である。図１９に示す例において、原稿２１とＣＣＤ１０２との複数の相対速度を使い分けることにより、誤差の伝搬を遮断する。
最初の露出時間ｔ０において、露出時間ｔ０における移動に対応する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さとなるように、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度が制御される。
時刻ｔ０から時刻２＊ｔ０までの露出時間ｔ０、および時刻２＊ｔ０から時刻３＊ｔ０までの露出時間ｔ０において、露出時間ｔ０における移動に対応する、原稿の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さの４倍となるように、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度が制御される。
時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間ｔ０において、露出時間ｔ０における移動に対応する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さとなるように、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度が制御される。
次の露出時間ｔ０、および、さらに次の露出時間ｔ０において、露出時間ｔ０における移動に対応する、原稿の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤの１画素の長さの４倍となるように、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度が制御される。
このように、露出時間ｔ０の経過に対応して、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度が制御される。
ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図１９に例を示す画像の成分との関係は、式（３）で表すことができる。
2003061271.tif 000005
最初の露出時間に対応する信号ｂ０乃至ｂ３は、それぞれ、ＣＣＤの１画素の長さと同じ長さの領域の画像の成分のみからなり、式（３）のうち、ｂ０乃至ｂ３を含む式において、ａ０乃至ａ３の値が求められる。
次に、算出したａ１乃至ａ３の値を基に、ｂ４乃至ｂ７を含む式が解かれ、ａ４乃至ａ７の値が算出される。ａ５乃至ａ７の値を基に、ｂ８乃至ｂ１１を含む式が解かれ、ａ８乃至ａ１１の値が算出される。
時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間に対応する信号ｂ１２乃至ｂ１５は、それぞれ、ＣＣＤの１画素の長さと同じ長さの領域の画像の成分のみからなり、式（３）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５を含む式において、ａ９乃至ａ１２の値が求められる。
このようにすることにより、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度の制御は複雑なものとなるが、電荷の蓄積時間が長くなるので、図１８に示す場合に比較して、算出される画像データのＳ／Ｎおよび精度が向上する。
次に、露出時間がｔ１とされ、露出時間ｔ１に移動する、原稿の読み取られる領域の長さが変更された場合について、説明する。
ＣＣＤ１０２の露出時間をｔ０と異なるｔ１とし、ＣＣＤ１０２の移動速度をｖ０と異なるｖ１とし、露出時間ｔ１に対応する移動量を、図１４乃至図１９を参照して説明した、露出時間ｔ０に対応する移動量の２倍としたときを例に説明する。
図２０に示すように、露出時間ｔ１に対応する移動量が、露出時間ｔ０に対応する移動量の２倍となるので、露出時間ｔ１の移動に対応し、原稿２１の読み取られる領域の長さは、ＣＣＤの１画素の長さの８倍となる。
Ｃ０の画像の領域乃至Ｃ３の画像の領域のそれぞれは、Ａ０の画像の領域乃至Ａ１０の画像の領域のそれぞれの２倍の長さの領域である。
図２１は、露出時間ｔ１に移動する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの８倍であるとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号を説明する図である。
時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ０であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ１であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ２であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ３である。
また、時刻ｔ１から時刻２＊ｔ１（時刻０からｔ１の２倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ１の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ４であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ５であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ６であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ７である。
時刻２＊ｔ１から時刻３＊ｔ１（時刻０からｔ１の３倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ１の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ８であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ９であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ１０であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ１１である。
時刻３＊ｔ１から時刻４＊ｔ１（時刻０からｔ１の４倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ１の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ１２であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ１３であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ１４であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ１５である。
同様に、時刻４＊ｔ１から時刻５＊ｔ１（時刻０からｔ１の５倍の時間が経過した時刻）までの露出時間ｔ１の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、ｂ１６であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、ｂ１７であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、ｂ１８であり、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、ｂ１９である。
図２２は、露出時間ｔ１に移動する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの８倍であるとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
露出時間を４つの等しい長さに分割することを考える。
時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＣ０の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＣ０の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ０−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＣ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＣ１の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＣ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＣ２の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ２−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＣ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＣ３の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ３−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ４は、原稿２１のＣ４乃至Ｃ７の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ４−５乃至ｃ７−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ８は、原稿２１のＣ８乃至Ｃ１１の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ８−９乃至ｃ１１−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ１２は、原稿２１のＣ１２乃至Ｃ１５の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１２−１３乃至ｃ１５−１６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ１６は、原稿２１のＣ１６乃至Ｃ１９の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１６−１７乃至ｃ１９−２０を含む。
このように、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＣ１の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＣ１の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＣ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＣ２の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ２−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＣ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＣ３の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ３−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＣ４の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＣ４の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ４−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ５は、原稿２１のＣ５乃至Ｃ８の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ５−５乃至ｃ８−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ９は、原稿２１のＣ９乃至Ｃ１２の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ９−９乃至ｃ１２−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１３は、原稿２１のＣ１３乃至Ｃ１６の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１３−１３乃至ｃ１６−１６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１７は、原稿２１のＣ１７乃至Ｃ２０の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１７−１７乃至ｃ２０−２０を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＣ２の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＣ２の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ２−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＣ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＣ３の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ３−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＣ４の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＣ４の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ４−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＣ５の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＣ５の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ５−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ６は、原稿２１のＣ６乃至Ｃ９の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ６−５乃至ｃ９−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１０は、原稿２１のＣ１０乃至Ｃ１３の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１０−９乃至ｃ１３−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１４は、原稿２１のＣ１４乃至Ｃ１７の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１４−１３乃至ｃ１７−１６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１８は、原稿２１のＣ１８乃至Ｃ２１の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１８−１７乃至ｃ２１−２０を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＣ３の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＣ３の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ３−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＣ４の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＣ４の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ４−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＣ５の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＣ５の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ５−３を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間ｔ１の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＣ６の画像の領域を読み取っているので、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＣ６の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ６−４を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ７は、原稿２１のＣ７乃至Ｃ１０の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ７−５乃至ｃ１０−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１１は、原稿２１のＣ１１乃至Ｃ１４の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１１−９乃至ｃ１４−１２を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１５は、原稿２１のＣ１５乃至Ｃ１８の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１５−１３乃至ｃ１８−１６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１９は、原稿２１のＣ１９乃至Ｃ２２の画像の領域に対応する、画像の成分ｃ１９−１７乃至ｃ２２−２０を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号は、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、異なる画像の成分を含む。
図２２において、ｃ０−１は、ｃ０と表すことができる。
図２２において、ｃ１−１およびｃ１−２は、原稿２１のＣ１の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ｃ１と表すことができる。
図２２において、ｃ２−１乃至ｃ２−３は、原稿２１のＣ２の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ｃ２と表すことができる。
図２２において、ｃ３−１乃至ｃ３−４は、原稿２１のＣ３の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ｃ３と表すことができる。
以下、同様に、原稿２１のＣ４乃至Ｃ２２の画像の領域に対応する画像の成分は、ｃ４乃至ｃ２２と表すことができる。
図２１に例を示す、ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図２２に例を示す画像の成分との関係は、式（４）で表すことができる。
2003061271.tif 000006
2003061271.tif 000007
式（４）において、ｂ１乃至ｂ１５は、ＣＣＤ１０２から出力される信号の値であり、ｃ０乃至ｃ１８は、未知の変数である。
図２３は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な例を示す図である。図２３において、”０”と記載されている画像の成分に対応する期間において、ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０乃至画素Ｐ３のそれぞれの電子シャッタを動作させて、フォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の最初に（露出時間ｔ１が４分の３経過したとき）、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の最初に（露出時間ｔ１が２分の１経過したとき）、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ１までの露出時間の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の最初に（露出時間ｔ１が４分の１経過したとき）、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ２に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、最初の露出期間ｔ１の間に、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させない。
このようにすることで、式（４）のうち、ｂ０乃至ｂ３に対応する式において、変数ｃ０乃至ｃ２が、０となり、既知となるので、式（４）のうち、ｂ０乃至ｂ３に対応する式を基に、ｃ３乃至ｃ６を算出することができる。
さらに、ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ１から時刻４＊ｔ１までの露出時間の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の最初に、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ１から時刻４＊ｔ１までの露出時間の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の最初に、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ１から時刻４＊ｔ１までの露出時間の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の最初に、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ２に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ１から時刻４＊ｔ１までの露出時間に、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させない。
同様に、式（４）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５に対応する式において、変数ｃ１２乃至ｃ１４が、０となり、既知となるので、式（４）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５に対応する式を基に、ｃ１５乃至ｃ１８を算出することができる。
このようにすることにより、ｃ１５乃至ｃ１８の解として算出される値において、最初の露出時間に対応する式を解いた結果に含まれる誤差の影響が排除され、誤差の伝搬を遮断できるようになる。
ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図２３に例を示す画像の成分との関係は、式（５）で表すことができる。
2003061271.tif 000008
2003061271.tif 000009
式（５）のうち、ｂ０乃至ｂ３を含む式において、未知の変数がｃ３乃至ｃ６の４個となり、ｃ３乃至ｃ６の値が求められる。
次に、算出したｃ４乃至ｃ６の値を基に、ｂ４乃至ｂ７を含む式が解かれ、ｃ７乃至ｃ１０の値が算出される。ｃ８乃至ｃ１０の値を基に、ｂ８乃至ｂ１１を含む式が解かれ、ｃ１１乃至ｃ１４の値が算出される。
ｂ１２乃至ｂ１５を含む式において、未知の変数がｃ１５乃至ｃ１８の４個なので、ｃ１２乃至ｃ１４の値は使用されず、ｃ１５乃至ｃ１８の値が求められる。
次に、ＣＣＤ１０２が、より遅い速度で、原稿２１を読み取る場合の処理について説明する。信号処理部１０７は、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度を基に、以下の処理を実行する。
図２４は、露出時間ｔ０の相対的な移動に対応する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの３倍であるとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
露出時間を３つの等しい期間に分割することを考える。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−３を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ４は、原稿２１のＡ３乃至Ａ５の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−４乃至ａ５−６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ８は、原稿２１のＡ６乃至Ａ８の画像の領域に対応する、画像の成分ａ６−７乃至ａ８−９を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ１２は、原稿２１のＡ９乃至Ａ１１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ９−１０乃至ａ１１−１２を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−３を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ５は、原稿２１のＡ４乃至Ａ６の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−４乃至ａ６−６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ９は、原稿２１のＡ７乃至Ａ９の画像の領域に対応する、画像の成分ａ７−７乃至ａ９−９を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１３は、原稿２１のＡ１０乃至Ａ１２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１０−１０乃至ａ１２−１２を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ３の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された３つの期間のうち、３番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ４の画像の領域を読み取っているので、分割された３つの期間のうち、３番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−３を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ６は、原稿２１のＡ５乃至Ａ７の画像の領域に対応する、画像の成分ａ５−４乃至ａ７−６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１０は、原稿２１のＡ８乃至Ａ１０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ８−７乃至ａ１０−９を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１４は、原稿２１のＡ１１乃至Ａ１３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１１−１０乃至ａ１３−１２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して、より低速で相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、高速で移動するときに比較して、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、より少ない画像の成分を含む。
ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が出力する信号は、使用されない。
図２４において、ａ０−１は、ａ０と表すことができる。
図２４において、ａ１−１およびａ１−２は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ１と表すことができる。
図２４において、ａ２−１乃至ａ２−３は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ２と表すことができる。
図２４において、ａ３−２乃至ａ３−４は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ３と表すことができる。
以下、同様に、原稿２１のＡ４乃至Ａ１３の画像の領域に対応する画像の成分は、ａ４乃至ａ１３と表すことができる。
図１５に例を示す、ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図２４に例を示す画像の成分との関係は、式（６）で表すことができる。
2003061271.tif 000010
2003061271.tif 000011
式（６）において、ｂ０乃至ｂ２、ｂ４乃至ｂ６、ｂ８乃至ｂ１０、およびｂ１２乃至ｂ１４は、ＣＣＤ１０２から出力される信号の値であり、ａ０乃至ａ１３は、未知の変数である。
図２５は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な例を示す図である。図２５において、”０”と記載されている画像の成分に対応する期間において、ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０乃至画素Ｐ２のそれぞれの電子シャッタを動作させて、フォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された３つの期間のうち、３番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が３分の２経過したとき）、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された３つの期間のうち、２番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が３分の１経過したとき）、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、最初の露出期間ｔ０の間に、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させない。
このようにすることで、式（６）のうち、ｂ０乃至ｂ２に対応する式において、変数ａ０およびａ１が、０となり、既知となるので、式（６）のうち、ｂ０乃至ｂ２に対応する式を基に、ａ２乃至ａ４を算出することができる。
さらに、ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間の、分割された３つの期間のうち、３番目の期間の最初に、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間の、分割された３つの期間のうち、２番目の期間の最初に、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間に、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させない。
同様に、式（６）のうち、ｂ１２乃至ｂ１４に対応する式において、変数ａ９およびａ１０が、０となり、既知となるので、式（６）のうち、ｂ１２乃至ｂ１４に対応する式を基に、ａ１１乃至ａ１３を算出することができる。
このようにすることにより、ａ１１乃至ａ１３の解として算出される値において、最初の露出時間に対応する式を解いた結果に含まれる誤差の影響が排除され、誤差の伝搬を遮断できるようになる。
ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図２５に例を示す画像の成分との関係は、式（７）で表すことができる。
2003061271.tif 000012
2003061271.tif 000013
式（７）のうち、ｂ０乃至ｂ２を含む式において、未知の変数がａ２乃至ａ４の３個となり、ａ２乃至ａ４の値が求められる。
次に、算出したａ３およびａ４の値を基に、ｂ４乃至ｂ６を含む式が解かれ、ａ５乃至ａ７の値が算出される。ａ６およびａ７の値を基に、ｂ８乃至ｂ１０を含む式が解かれ、ａ８乃至ａ１０の値が算出される。
ｂ１２乃至ｂ１４を含む式において、未知の変数がａ１１乃至ａ１３の３個なので、算出されたａ９およびａ１０の値は使用されず、ａ１１乃至ａ１３の値が求められる。
次に、ＣＣＤ１０２が、さらに、より遅い速度で、原稿２１を読み取る場合の処理について説明する。信号処理部１０７は、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度を基に、以下の処理を実行する。
図２６は、露出時間ｔ０に移動する、原稿２１の読み取られる領域の長さが、ＣＣＤ１０２の１画素の長さの２倍であるとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
露出時間を２つの等しい期間に分割することを考える。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された２つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−１を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された２つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ０の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ０−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された２つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ０は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された２つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−２を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ４は、原稿２１のＡ２およびＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−３およびａ３−４を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ５は、原稿２１のＡ２およびＡ３の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−３およびａ３−４を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ８は、原稿２１のＡ４およびＡ５の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−５およびａ５−６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ９は、原稿２１のＡ４およびＡ５の画像の領域に対応する、画像の成分ａ４−５およびａ５−６を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ０に対応する信号ｂ１２は、原稿２１のＡ６およびＡ７の画像の領域に対応する、画像の成分ａ６−７乃至ａ７−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ１に対応する信号ｂ１３は、原稿２１のＡ６およびＡ７の画像の領域に対応する、画像の成分ａ６−７乃至ａ７−８を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された２つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−１を含む。
時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された２つの期間のうち、最初の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ１の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、最初の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ０の画像の領域に対応する、画像の成分ａ１−１を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された２つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ２は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−２を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動し、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された２つの期間のうち、２番目の期間において、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３が原稿２１のＡ２の画像の領域を読み取っているので、分割された２つの期間のうち、２番目の期間の、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ３は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する、画像の成分ａ２−２を含む。
同様に、ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ６は、原稿２１のＡ３およびＡ４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−３およびａ４−４を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ７は、原稿２１のＡ３およびＡ４の画像の領域に対応する、画像の成分ａ３−３およびａ４−４を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１０は、原稿２１のＡ５およびＡ６の画像の領域に対応する、画像の成分ａ５−５およびａ６−６を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１１は、原稿２１のＡ５およびＡ６の画像の領域に対応する、画像の成分ａ５−５およびａ６−６を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号ｂ１４は、原稿２１のＡ７およびＡ８の画像の領域に対応する、画像の成分ａ７−７乃至ａ８−８を含む。ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ３に対応する信号ｂ１５は、原稿２１のＡ７およびＡ８の画像の領域に対応する、画像の成分ａ７−７乃至ａ８−８を含む。
ＣＣＤ１０２が原稿２１に対して、より低速で相対的に移動しているので、ＣＣＤ１０２の画素Ｐ２に対応する信号は、高速で移動するときに比較して、原稿２１の画像の異なる領域に対応する、より少ない画像の成分を含む。
図２６において、ａ０−１は、ａ０と表すことができる。
図２６において、ａ１−１およびａ１−２は、原稿２１のＡ１の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ１と表すことができる。
図２６において、ａ２−２およびａ２−３は、原稿２１のＡ２の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ２と表すことができる。
図２６において、ａ３−３およびａ３−４は、原稿２１のＡ３の画像の領域に対応する画像の成分なので同一の値を有し、ａ３と表すことができる。
以下、同様に、原稿２１のＡ４乃至Ａ８の画像の領域に対応する画像の成分は、ａ４乃至ａ８と表すことができる。
図１５に例を示す、ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図２６に例を示す画像の成分との関係は、式（８）で表すことができる。
2003061271.tif 000014
式（８）において、ｂ１乃至ｂ１５は、ＣＣＤ１０２から出力される信号の値であり、ａ０乃至ａ８は、未知の変数である。
図２７は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な例を示す図である。図２７において、”０”と記載されている画像の成分に対応する期間において、ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０乃至画素Ｐ２のそれぞれの電子シャッタを動作させて、フォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間の、分割された２つの期間のうち、２番目の期間の最初に（露出時間ｔ０の２分の１が経過したとき）、画素Ｐ０および画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０および画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、最初の露出期間ｔ０の間に、画素Ｐ２および画素Ｐ３の電子シャッタを動作させない。
このようにすることで、式（８）のうち、ｂ０乃至ｂ４に対応する式において、変数ａ０が、０となり、既知となるので、式（８）のうち、ｂ０乃至ｂ４に対応する式を基に、ａ１およびａ２を算出することができる。
さらに、ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間の、分割された２つの期間のうち、２番目の期間の最初に、画素Ｐ０および画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、画素Ｐ０および画素Ｐ１に対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を掃き出す。ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から時刻４＊ｔ０までの露出時間に、画素Ｐ２および画素Ｐ３の電子シャッタを動作させない。
同様に、式（８）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５に対応する式において、変数ａ６が、０となり、既知となるので、式（８）のうち、ｂ１２乃至ｂ１５に対応する式を基に、ａ７およびａ８を算出することができる。
このようにすることにより、ａ７およびａ８の解として算出される値において、最初の露出時間に対応する式を解いた結果に含まれる誤差の影響が排除され、誤差の伝搬を遮断できるようになる。
ＣＣＤ１０２が出力する信号と、図２７に例を示す画像の成分との関係は、式（９）で表すことができる。
2003061271.tif 000015
2003061271.tif 000016
式（９）のうち、ｂ０乃至ｂ３を含む式において、未知の変数がａ１およびａ２の２個となり、ａ１およびａ２の値が求められる。
次に、算出したａ２の値を基に、ｂ４乃至ｂ７を含む式が解かれ、ａ３およびａ４の値が算出される。ａ４の値を基に、ｂ８乃至ｂ１１を含む式が解かれ、ａ５およびａ６の値が算出される。
ｂ１２乃至ｂ１５を含む式において、未知の変数がａ７およびａ８の２個なので、算出されたａ６の値は使用されず、ａ７およびａ８の値が求められる。
次に、図２８のフローチャートを参照して、本発明に係る画像読み取り装置であるスキャナの読み取りの処理を説明する。
ステップＳ１１において、メインＣＰＵ１１１は、図示せぬ駆動部を制御し、ＣＣＤ１０２と原稿２１の読み取り領域とを相対的に移動させる。例えば、メインＣＰＵ１１１は、図１９を参照して説明した速度で、ＣＣＤ１０２と原稿２１の読み取り領域とを相対的に移動させる。
ステップＳ１２において、レンズ１２は、アイリス１０１により絞られた、原稿２１の読み取る領域に対応する光をＣＣＤ１０２に集光し、原稿２１の読み取る領域に対応する像を結像させる。ステップＳ１３において、ＣＣＤ１０２は、電子シャッタを制御し、入射された光を電荷に変換する。ＣＣＤ１０２は、変換された電荷を、さらに電圧による信号に変換し、得られた信号を利得調整／雑音抑制部１０４に供給する。ＣＣＤ１０２は、例えば、タイミングジェネレータ１０３から供給された駆動信号を基に、図１８を参照して説明したタイミングで、画素毎に、電子シャッタを動作させる。
ステップＳ１４において、利得調整／雑音抑制部１０４は、ＣＣＤ１０２から供給された信号の利得を調整すると共に、例えば、相関２重サンプリングの処理を適用して、１／ｆノイズなどの雑音を抑制する。ステップＳ１５において、Ａ／Ｄ変換部１０５は、利得が調整され、雑音が抑制された信号を、アナログ／デジタル変換し、デジタル信号を生成する。
ステップＳ１６において、Ａ／Ｄ変換部１０５は、１次元であるデジタル信号をメモリ１０６に記憶させる。なお、Ａ／Ｄ変換部１０５は、デジタル信号をメモリ１０８に記憶させるようにしてもよい。
ステップＳ１７において、メインＣＰＵ１１１は、例えば、ＣＣＤ１０２の位置を示す信号を基に、原稿２１の全画面のスキャンが終了したか否かを判定し、原稿２１の全画面のスキャンが終了していないと判定された場合、原稿２１の次の領域を読み取らなければならないので、ステップ１１に戻り、読み取りの処理を繰り返す。
ステップＳ１７において、原稿２１の全画面のスキャンが終了したと判定された場合、原稿２１の全画面が読み取られ、２次元の画像データが形成されたので、ステップＳ１８に進み、信号処理部１０７は、メモリ１０６に記憶されている画像データに、画像信号の処理を適用する。画像信号の処理の詳細は、後述する。
ステップＳ１９において、信号処理部１０７は、信号処理の適用が終了した画像データを、メモリ１１０に記憶させるか、またはデータ伝送部１０９に伝送させ、処理は終了する。
図２９は、ステップＳ１８に対応する、画像信号の処理の詳細を説明するフローチャートである。
ステップＳ３１において、欠陥補正部１５１は、入力された画像データのうち、傷欠陥画素の位置を検出し、例えば、隣接する画素値を設定するなど、傷欠陥画素を補正する。ステップＳ３２において、クランプ部１５２は、画像データの輝度信号のセットアップレベルを定め、画像データをクランプする。
ステップＳ３３において、ホワイトバランス部１５３は、所定の色温度に対応してＲＧＢの利得を調整し、画像データのホワイトバランスを調整する。
ステップＳ３４において、動きボケ除去部１５４は、画像データに含まれる動きボケを除去する。動きボケの除去の処理の詳細は、後述する。
ステップＳ３５において、ガンマ補正部１５５は、ＣＣＤ１０２の光の強度に対応する画像データのレベルを調整するガンマ補正を、動きボケが除去された画像データに適用する。
ステップＳ３６において、画質調整部１５６は、画像を視覚的に良く見せるための処理、例えば、輪郭補正の処理など画質調整の処理を画像データに適用する。
ステップＳ３７において、色空間変換部１５７は、画像データの出力フォーマットに合わせて、色空間を変換し、処理は終了する。
次に、図３０のフローチャートを参照して、ステップＳ３４に対応する、動きボケの除去の処理を説明する。
ステップＳ５１において、処理単位抽出部１７１は、画像データから、所定の数の画素からなる処理単位を抽出する。例えば、処理単位抽出部１７１は、図１５に示す、ｂ０乃至ｂ１１を処理単位として抽出する。
ステップＳ５２において、モデル化部１７２は、処理単位抽出部１７１から供給された処理単位を基に、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度から露出時間に積分された信号を、時間方向に分割するモデルを生成する。例えば、モデル化部１７２は、動きボケを除去した結果生成される画像データの画素の数と、処理単位に含まれる画素の数との関係を示すモデルを生成する。
ステップＳ５３において、方程式作成部１７３は、生成されたモデル、および抽出された処理単位を基に、動きボケを除去した画像データの画素値を算出するための方程式を作成する。
ステップＳ５４において、連立方程式演算部１７４は、方程式作成部１７３から供給された連立方程式を演算して、連立方程式を解き、画像の成分を算出する。すなわち、連立方程式演算部１７４は、算出された画像の成分を、露出時間の分割数に対応して、ゲイン補正し、ゲインが補正された画像の成分を画像データの画素値に設定する。このように、連立方程式演算部１７４は、画像データから動きボケを除去し、動きボケを除去した画像データを出力する。
ステップＳ５５において、動きボケ除去部１５４は、例えば、抽出された処理単位の画面に対する位置などを基に、全画面の処理が終了したか否かを判定し、全画面の処理が終了していないと判定された場合、ステップＳ５１に戻り、他の処理単位を抽出して、動きボケを除去する処理を繰り返す。
ステップＳ５５において、全画面の処理が終了したと判定された場合、処理は終了する。
このように、本発明に係るスキャナは、画像の成分を算出し、読み取られた画像から動きボケを除去することができる。
算出された画像の成分のＳ／Ｎは、画像の成分に対応する原稿の領域毎にＣＣＤ１０２に撮像させた画像のＳ／Ｎに比較して、より良い値となる。なぜならば、画像の成分に対応する原稿の領域毎に電子シャッタを動作させ、撮像するとき、極めて短い露出時間で撮像しなければならず、撮像された画像には多量のノイズが含まれることとなるからである。
スキャナがメカニカルシャッタを有し、メカニカルシャッタにより撮像を実行するとき、シャッタの動作回数が少なくなるので、機構への負荷が少なくなり、よって故障も少なくなる。
さらに、ＣＣＤ１０２をいちいち止める必要がないので、被写体の所望の範囲の撮像に要する時間が、従来に比較して、短くなる。
図３１は、動きボケ除去部１５４の機能の他の構成を示すブロック図である。
処理単位抽出部３０１は、ＣＣＤ１０２の電子シャッタのタイミングなどに対応して、画像データのうち、所定の画素からなる処理単位を抽出し、抽出した処理単位をモデル化部３０２に供給する。
モデル化部３０２は、処理単位抽出部３０１から供給された処理単位を基に、モデルを生成し、生成したモデルと共に、処理単位を方程式作成部３０３に供給する。モデル化部３０２が生成するモデルは、例えば、画素に含まれる、動きボケを含まない画像の成分の数、および処理単位に含まれる画素の数などを示す。
方程式作成部３０３は、モデル化部３０２から供給されたモデルおよび処理単位を基に、最小自乗法を適用し、動きボケを含まない画像の成分を算出するための方程式を作成し、作成した方程式を最小自乗演算部３０４に供給する。
最小自乗演算部３０４は、方程式作成部３０３から供給された方程式を解いて、動きボケを含まない画像の成分を算出する。最小自乗演算部３０４は、算出された画像の成分を、画素値に含まれる画像の成分の数に対応して、ゲイン補正し、ゲインが補正された画像の成分を画像データの画素値に設定する。最小自乗演算部３０４は、動きボケを除去した画像データを出力する。
式（１）を参照して説明したように、注目している露出時間の１つ前の方程式群において、全ての未知の変数が求められているとすると、そこで既知になった変数がｍ−１個存在するので、既知になった変数を利用することにより、未知の変数の数は、方程式の数と等しくなり、全ての未知の変数を求めることができる。
しかしながら、以上の方法において、ある露出時間に対応する演算において、大きな誤差が発生したとき、それ以降の露出時間に対応する演算の結果に誤差を生じさせてしまうことになり、ノイズなどの外乱に強い処理とは言い難い。
そこで、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子（画素）毎に制御することにより、外乱を受けても、より正確な結果を得られる手法を提案する。
図３２および図３３は、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子毎に制御し、画像の成分を演算する、具体的な処理の例を説明する図である。図３２および図３３において、太線は、ＣＣＤ１０２が電子シャッタを動作させるタイミングを示す。
図３２は、ＣＣＤ１０２の出力する信号に含まれる画像の成分を示す図である。図３３は、ＣＣＤ１０２の出力する信号を示す図である。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、最初の露出時間ｔ０の間に、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させず、時刻ｔ０において、電子シャッタを動作させる。ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０に、時刻ｔ０において、画像の成分ａ０−１乃至ａ３−４を含む、信号ｂ０を出力させる。
ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、４番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が４分の３経過したとき）、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、時刻０から露出時間ｔ０が４分の３経過するまでの露光に対応する信号ｂ１を出力する。信号ｂ１は、画像の成分ａ１−１乃至ａ３−３を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻ｔ０に、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が４分の３経過した時刻から時刻ｔ０までの露光に対応する信号ｂ４を出力する。信号ｂ４は、画像の成分ａ４−４を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、３番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が２分の１経過したとき）、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、時刻０から露出時間ｔ０が２分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ２を出力する。信号ｂ２は、画像の成分ａ２−１およびａ３−２を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻ｔ０に、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が２分の１経過した時刻から時刻ｔ０までの露光に対応する信号ｂ５を出力する。信号ｂ５は、画像の成分ａ４−３およびａ５−４を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の、分割された４つの期間のうち、２番目の期間の最初に（露出時間ｔ０が４分の１経過したとき）、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、時刻０から露出時間ｔ０が４分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ３を出力する。信号ｂ３は、画像の成分ａ３−１を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻ｔ０に、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が４分の１経過した時刻から時刻ｔ０までの露光に対応する信号ｂ６を出力する。信号ｂ６は、画像の成分ａ４−２乃至ａ６−４を含む。
同様に、時刻ｔ０以降の撮像において、ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の間に、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させず、露出時間ｔ０を経過したとき、電子シャッタを動作させる。
時刻ｔ０以降の撮像において、ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の４分の３経過したとき、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、露光に対応する信号を出力する。ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の４分の１経過したとき、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、露光に対応する信号を出力する。
ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ１ついて、露出時間ｔ０の４分の３経過したときの電子シャッタの動作と、露出時間ｔ０の４分の１経過したときの電子シャッタの動作とを交互に繰り返す。
時刻ｔ０以降の撮像において、ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、露光に対応する信号を出力する。
ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ２ついて、露出時間ｔ０の２分の１経過したときの電子シャッタの動作を繰り返す。
時刻ｔ０以降の撮像において、ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の４分の１経過したとき、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、露光に対応する信号を出力する。ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の４分の３経過したとき、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、露光に対応する信号を出力する。
ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ３ついて、露出時間ｔ０の４分の１経過したときの電子シャッタの動作と、露出時間ｔ０の４分の３経過したときの電子シャッタの動作とを交互に繰り返す。
このようにすることで、未知の変数の数と、既知の信号の数とが等しくなり、既知の信号のそれぞれに対応する式を基に、未知の変数を算出することができるようになる。
図３２に例を示す画像の成分と、図３３に例を示す信号との関係は、式（１０）で表すことができる。
2003061271.tif 000017
2003061271.tif 000018
ここで、信号ｂ４乃至ｂ１０に対応する式を方程式の１群とすると、１つの方程式群において、未知の変数ａ４乃至ａ７の数は、４つであり、式の数は、７つである。
信号ｂ１１乃至ｂ１７に対応する式を方程式群とし、これらの方程式群に最小自乗法を適用して、未知の変数ａ８乃至ａ１１の値を求める。
このように、露出時間に対応する時刻の前後に出力された１群の信号に対応する方程式に、最小自乗法を適用することにより、より誤差が少ない画像の成分を算出することができる。
この場合において、露出時間が短く、蓄積される電荷が少ない信号のＳ／Ｎは、低いという性質があるので、露出時間が短い信号に対応するデータについては、重みを小さくし、露出時間が長い信号に対応するデータについては、重みを大きくすることにより、より精度の高い画像の成分を算出することができるようになる。
ここで、最小自乗法について簡単に説明する。
入力値Ｘに対して、ある未知量Ｗが作用して観測値Ｙが得られたとすると、式（１１）に示す観測方程式が得られる。
2003061271.tif 000019
ただし、式（１２）において、ｍ＜ｎである。
観測値Ｙに誤差が含まれていることを勘案して、式（１１）を残差方程式（１３）で表現できる。
2003061271.tif 000020
式（１３）から、未知量Ｗｊ（ｊ＝１，２・・・，ｍ）の最確値を見いだすには、式（１５）を最小にする条件、すなわち、式（１６）を満たす、Ｗ１，Ｗ２，・・・，Ｗｍを見いだせばよい。
2003061271.tif 000021
式（１４）より、式（１７）を導く。
2003061271.tif 000022
式（１６）の条件を、ｊ＝１，２，・・・，ｍについて式を立てれば、式（１８）が得られる。
2003061271.tif 000023
式（１４）および式（１８）より、式（１９）に示す正規方程式が得られる。
2003061271.tif 000024
正規方程式は、未知数の数と同じ数の式からなる連立方程式である。正規方程式を解くことにより、最確値たる各ｗｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）を求めることができる。
より正確には、式（１９）において、ｗｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）にかかる、
2003061271.tif 000025
あれば、式（１９）を解くことができる。
最小自乗演算部３０４は、式（１９）に、掃き出し法（Ｇａｕｓｓ−Ｊｏｒｄａｎの消去法）などを適用して最確値を求める。
例えば、式（１０）のうちの、信号ｂ４乃至ｂ１０の式に対応する正規方程式は、式（２０）と表される。
2003061271.tif 000026
式（２０）は、ＸＷ＝Ｙと表すことができる。
Ｘは、式（２１）と表すことができ、Ｗは、式（２２）と表すことができ、Ｙは、式（２３）と表すことができる。
2003061271.tif 000027
2003061271.tif 000028
Ｘは、既知であり、Ｗは、未知であり、Ｙは、既知である。
これに、最小自乗法を適用すると、式（２４）を得る。
2003061271.tif 000029
式（２５）に、露出時間の長さに対応する重み付けをしたときの、観測方程式ＸＷ＝Ｙの例を示す。
2003061271.tif 000030
Ｘは、式（２６）と表すことができ、Ｗは、式（２７）と表すことができ、Ｙは、式（２８）と表すことができる。
2003061271.tif 000031
これに、最小自乗法を適用すると、式（２９）を得る。
2003061271.tif 000032
露出時間の長さに対応する重み付けをすることにより、信号に含まれるノイズの影響をより少なくし、より精度の良い画像の成分を求めることができるようになる。
図３２を例に説明した電子シャッタのタイミングは、一例であって、基本的には、未知変数の数よりも方程式の数が多ければ、各画像の成分を算出することができるようになるため、電子シャッタのタイミングは、様々なパターンが考えられる。
図３４および図３５は、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子毎に制御し、画像の成分を演算する、具体的な処理の他の例を説明する図である。図３４および図３５において、太線は、ＣＣＤ１０２が電子シャッタを動作させるタイミングを示す。
図３４は、ＣＣＤ１０２の出力する信号に含まれる画像の成分を示す図である。図３５は、ＣＣＤ１０２の出力する信号を示す図である。
すなわち、ＣＣＤ１０２は、最初の露出時間ｔ０の間に、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させず、時刻ｔ０において、電子シャッタを動作させる。ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０に、時刻ｔ０において、画像の成分ａ０−１乃至ａ３−４を含む、信号ｂ０を出力させる。
ＣＣＤ１０２は、時刻ｔ０から露出時間ｔ０の４分の１経過したとき、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、時刻ｔ０から露出時間ｔ０が４分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ４を出力する。信号ｂ４は、画像の成分ａ４−５を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻０から露出時間ｔ０の４分の３経過したとき、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、時刻０から露出時間ｔ０が４分の３経過するまでの露光に対応する信号ｂ１を出力する。信号ｂ１は、画像の成分ａ１−１乃至ａ３−３を含む。
ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の４分の３経過した時刻から、さらに、露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、信号ｂ５を出力する。信号ｂ５は、画像の成分ａ４−４およびａ５−５を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻０から露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、時刻０から露出時間ｔ０が２分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ２を出力する。信号ｂ２は、画像の成分ａ２−１およびａ３−２を含む。
ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の２分の１経過した時刻から、さらに、露出時間ｔ０の４分の３経過したとき、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、信号ｂ６を出力する。信号ｂ６は、画像の成分ａ４−３乃至ａ６−５を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻０から時刻ｔ０までの露出時間ｔ０の４分の１経過したとき、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、時刻０から露出時間ｔ０が４分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ３を出力する。信号ｂ３は、画像の成分ａ３−１を含む。
ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０の４分の１経過した時刻から、さらに、露出時間ｔ０が経過したとき、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、信号ｂ７を出力する。信号ｂ７は、画像の成分ａ４−２乃至ａ７−５を含む。
ＣＣＤ１０２は、さらに、露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ０乃至Ｐ３の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が２分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ８乃至ｂ１１を出力する。信号ｂ８は、画像の成分ａ５−６およびａ６−７を含む。信号ｂ９は、画像の成分ａ６−６およびａ７−７を含む。信号ｂ１０は、画像の成分ａ７−６およびａ８−７を含む。信号ｂ１１は、画像の成分ａ８−６およびａ９−７を含む。
同様に、続いて、ＣＣＤ１０２は、露出時間ｔ０が経過したとき、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させる。ＣＣＤ１０２は、画素Ｐ０に、画像の成分ａ７−８乃至ａ１０−１１を含む、信号ｂ１２を出力させる。
ＣＣＤ１０２は、さらに、露出時間ｔ０の４分の１経過したとき、画素Ｐ０の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が４分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ１６を出力する。信号ｂ１６は、画像の成分ａ１１−１２を含む。
ＣＣＤ１０２は、前回の画素Ｐ１の電子シャッタを動作させた時刻から、露出時間ｔ０の４分の３経過したとき、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が４分の３経過するまでの露光に対応する信号ｂ１３を出力する。信号ｂ１３は、画像の成分ａ８−８乃至ａ１０−１０を含む。
ＣＣＤ１０２は、さらに、露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ１の電子シャッタを動作させ、信号ｂ１７を出力する。信号ｂ１７は、画像の成分ａ１１−１１およびａ１２−１２を含む。
ＣＣＤ１０２は、前回の画素Ｐ２の電子シャッタを動作させた時刻から、露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が２分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ１４を出力する。信号ｂ１４は、画像の成分ａ９−８およびａ１０−９を含む。
ＣＣＤ１０２は、さらに、露出時間ｔ０の４分の３経過したとき、画素Ｐ２の電子シャッタを動作させ、信号ｂ１８を出力する。信号ｂ１８は、画像の成分ａ１１−１０乃至ａ１３−１２を含む。
ＣＣＤ１０２は、前回の画素Ｐ３の電子シャッタを動作させた時刻から、露出時間ｔ０の４分の１経過したとき、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が４分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ１５を出力する。信号ｂ１５は、画像の成分ａ１０−８を含む。
ＣＣＤ１０２は、さらに、露出時間ｔ０が経過したとき、画素Ｐ３の電子シャッタを動作させ、信号ｂ１９を出力する。信号ｂ１９は、画像の成分ａ１１−９乃至ａ１４−１２を含む。
ＣＣＤ１０２は、時刻３＊ｔ０から、露出時間ｔ０の２分の１経過したとき、画素Ｐ０乃至Ｐ３の電子シャッタを動作させ、露出時間ｔ０が２分の１経過するまでの露光に対応する信号ｂ２０乃至ｂ２３を出力する。信号ｂ２０は、画像の成分ａ１２−１３およびａ１３−１４を含む。信号ｂ２１は、画像の成分ａ１３−１３およびａ１４−１４を含む。信号ｂ２２は、画像の成分ａ１４−１３およびａ１５−１４を含む。信号ｂ２３は、画像の成分ａ１５−１３およびａ１６−１４を含む。
ＣＣＤ１０２は、以上で説明した、タイミングにおける電子シャッタの動作を繰り返し、信号を出力する。
このようにすることで、１２の既知の信号に対して、未知の変数の数が７となり、信号の数が未知の変数の数を上回り、既知の信号のそれぞれに対応する式を基に、未知の変数を算出することができるようになる。
図３４に例を示す画像の成分と、図３５に例を示す信号との関係は、式（３０）で表すことができる。
2003061271.tif 000033
式（３０）に最小自乗法を適用して、画像の成分ａ４乃至ａ１０の値を求めることができる。この場合においても、信号の露出時間に対応して重み付けを変化させるようにすることができる。
以上の処理を、より一般的に説明する。
ＣＣＤ２０１が、原稿２１との相対的な移動の方向に対して、ｎ列に並ぶように、ライン状にフォトダイオードなどの素子が並べられているとき、方程式の数は、基本的にｎの整数倍となる。すなわち、図３４および図３５に示す、階段状の電子シャッタのタイミングの間において、１回、全体の電子シャッタを動作させることにより、方程式の数は、ｎの２倍となる。図３４および図３５に示す、階段状の電子シャッタのタイミングの間において、２回、全体の電子シャッタを動作させることにより、方程式の数は、ｎの３倍となる。
また、未知変数の数は、図３４に示すように、階段状の電子シャッタの間に挟まれる画像の成分の数と一致する。画像の成分の数をｍとすると、各画像の成分が求められるためには、式（３１）が成立しなければならない。
2003061271.tif 000034
ここで、ｋは、１以上の整数である。
従って、ＣＣＤ１０２から出力される信号に対応する画像データ、および原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度をモデル化するとき、式（３１）を満たせば、原稿２１の画像における画像の成分を算出することが可能となり、動きボケを除去できる。
次に、図３６のフローチャートを参照して、ステップＳ３４に対応する、動きボケの除去の処理を説明する。
ステップＳ１０１において、処理単位抽出部３０１は、画像データから、所定の数の画素からなる処理単位を抽出する。例えば、処理単位抽出部３０１は、図３３に示す、ｂ４乃至ｂ１０を処理単位として抽出する。
ステップＳ１０２において、モデル化部３０２は、処理単位抽出部３０１から供給された処理単位を基に、原稿２１とＣＣＤ１０２との相対速度から露出時間に積分された信号を、時間方向に分割するモデルを生成する。例えば、モデル化部３０２は、動きボケを除去した結果生成される画像データの画素の数と、処理単位に含まれる画素の数との関係を示すモデルを生成する。
ステップＳ１０３において、方程式作成部３０３は、生成されたモデル、および抽出された処理単位を基に、動きボケを除去した画像データの画素値を算出するための正規方程式である方程式を作成する。
ステップＳ１０４において、最小自乗演算部３０４は、方程式作成部３０３から供給された正規方程式に、例えば、掃き出し法を適用して、正規方程式を解き、画像の成分を算出する。最小自乗演算部３０４は、算出された画像の成分を、露出時間の分割数に対応して、ゲイン補正し、ゲインが補正された画像の成分を画像データの画素値に設定する。このように、最小自乗演算部３０４は、画像データから動きボケを除去し、動きボケを除去した画像データを出力する。
ステップＳ１０５において、動きボケ除去部１５４は、例えば、抽出された処理単位の画面に対する位置などを基に、全画面の処理が終了したか否かを判定し、全画面の処理が終了していないと判定された場合、ステップＳ１０１に戻り、他の処理単位を抽出して、動きボケを除去する処理を繰り返す。
ステップＳ１０５において、全画面の処理が終了したと判定された場合、処理は終了する。
このように、本発明に係るスキャナは、画像の成分を算出し、読み取られた画像から動きボケを除去することができる。
算出された画像の成分のＳ／Ｎは、画像の成分に対応する原稿の領域毎にＣＣＤ１０２に撮像させた画像のＳ／Ｎに比較して、より良い値となる。なぜならば、画像の成分に対応する原稿の領域毎に電子シャッタを動作させ、撮像するとき、極めて短い露出時間で撮像しなければならず、撮像された画像には多量のノイズが含まれることとなるからである。
スキャナがメカニカルシャッタを有し、メカニカルシャッタにより撮像を実行するとき、シャッタの動作回数が少なくなるので、機構への負荷が少なくなり、よって故障も少なくなる。
さらに、ＣＣＤ１０２をいちいち止める必要がないので、被写体の所望の範囲の撮像に要する時間が、従来に比較して、短くなる。
本発明においては、最小自乗法を適用して動きボケを除去し、ノイズの影響がその後の処理に伝搬しない構成を有するので、常に安定して、動きボケを除去した画像を得ることができる。
図３７は、本発明に係るスキャナの他の実施の形態の構成を示す図である。
図３７に構成を示すスキャナは、等倍光学系を有する、いわゆるシートフィートスキャナである。
搬送部５０１は、図示せぬ駆動部から供給される駆動力を基に、原稿台４１に配置された原稿２１を、所定の速度で、図中の左側から右側に向かって搬送する。
ロットレンズ５０２は、照明光源１６から照射され、原稿２１の読み取り領域で反射された光を入射する。ロットレンズ５０２は、入射された光を基に、原稿２１の読み取り領域とほぼ同等の長さの映像をリニアイメージセンサ１１に結像させる。
図３８は、本発明に係るスキャナのさらに他の実施の形態の構成を示す図である。
図３８に構成を示すスキャナは、キャリッジ一体方式の、いわゆるフラットベッドスキャナである。
キャリッジ部５２１は、照明光源１６、ミラー５３１、ミラー５３２、ミラー５３３、レンズ１２、およびリニアイメージセンサ１１が組み込まれ、一体に構成されている。キャリッジ部５２１は、原稿２１を読み取るとき、その全体が移動する。
照明光源１６は、原稿２１の読み取り領域に、所定の強さの光を照射する。ミラー５３１、ミラー５３２、およびミラー５３３は、照明光源１６から照射され、原稿台４１を介して、原稿２１から反射された光を反射し、レンズ１２を介して、リニアイメージセンサ１１に入射させる。
レンズ１２は、ミラー５３１、ミラー５３２、およびミラー５３３により反射された光を屈折させ、原稿２１の読み取り領域に対応する像をリニアイメージセンサ１１に結像させる。
リニアイメージセンサ１１は、原稿２１の読み取り領域の画像を読み取り、読み取った画像に対応する信号を処理部１３に供給する。
キャリッジ一体方式のスキャナは、小型化が難しいが、光学系の精度を保ちやすい特徴がある。
図３９は、本発明に係るスキャナのさらに他の実施の形態の構成を示す図である。
図３９に構成を示すスキャナは、ミラー移動方式の、いわゆるフラットベッドスキャナである。
キャリッジ部５５１は、照明光源１６およびミラー５６１を含む。キャリッジ部５５２は、ミラー５７１およびミラー５７２を含む。
キャリッジ部５５１およびキャリッジ部５５２は、原稿２１を読み取るとき、リニアイメージセンサ１１と原稿２１の読み取り領域との光学的距離が一定となるように、個々に移動する。
ミラー５６１、ミラー５７１、およびミラー５７２は、照明光源１６から照射され、原稿台４１を介して、原稿２１から反射された光を反射し、レンズ１２を介して、リニアイメージセンサ１１に入射させる。
レンズ１２は、ミラー５６１、ミラー５７１、およびミラー５７２により反射された光を屈折させ、原稿２１の読み取り領域に対応する像をリニアイメージセンサ１１に結像させる。
リニアイメージセンサ１１は、原稿２１の読み取り領域の画像を読み取り、読み取った画像に対応する信号を処理部１３に供給する。
ミラー移動方式のスキャナは、機構が複雑で、ズレ、ガタ、および駆動ベルトの弾性などにより、光学系の精度を保つことが難しいが、小型化しやすい特徴がある。
このように、本発明に係る画像読み取り装置であるスキャナは、読み取った画像に含まれる動きボケを除去して、解像度のより高い、またはより精度の高い画像データを出力することができる。被写体となる原稿と、読み取りセンサであるラインセンサの相対速度は、容易に制御できると共に、動きボケのモデル化も比較的容易である。従って、本発明の有効性は、非常に高いものと言える。
以上のように、本発明において、読み取られたデータに動きボケが含まれていても、精度およびＳ／Ｎを低下させることなく、従来のスキャナなどの画像読み取り装置に比較して、段違いに高速な画像読み取り装置を実現することが可能となる。
なお、本発明に係る画像読み取り装置は、いわゆるシートフィードスキャナ、フラットベッドスキャナ、またはハンディスキャナに限らず、製版用のドラムスキャナ、またはカメラタイプスキャナなどでもよい。ドラムスキャナにおいては、イメージセンサに単独の素子を用い、主走査および副走査に実行され、分解能は、イメージセンサの分解能によらず、非常に高い分解能が得られるという特徴がある。また、カメラタイプスキャナにおいては、デジタルカメラと同様の２次元センサが使用され、センサの画素数に制限があり解像度が低い特徴がある。いずれも、本発明の適用により、動きボケを除去し、より高い分解能の画像データを取得することができる。
また、本発明は、スキャナとして単独の機能を有する装置、およびファクシミリまたはデジタル複写装置などのように、他の機能を有する装置のいずれにも適用することができる。
なお、リニアイメージセンサは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサに限らず、固体撮像素子である、例えば、ＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ  Ｂｒｉｇａｄｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＩＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）、またはＣＰＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｐｒｉｍｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）などでもよく、本発明は、リニアイメージセンサの種類に限定されない。
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体（記憶媒体）からインストールされる。
この記録媒体（記憶媒体）は、図３に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録（記憶）されている磁気ディスク１３１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１３２（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）を含む）、光磁気ディスク１３３（ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｃ）（商標）を含む）、若しくは半導体メモリ１３４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録（記憶）されているＲＯＭ（例えば、エンベデッドコンピュータで構成される信号処理部１０７に一体に構成されているＲＯＭ）や、ハードディスクなどで構成される。
なお、上述した一連の処理を実行させるプログラムは、必要に応じてルータ、モデムなどのインタフェースを介して、ローカル領域ネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を介してコンピュータにインストールされるようにしてもよい。
また、本明細書において、記録媒体（記憶媒体）に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
産業上の利用可能性
本発明によれば、確実に、短い読み取り時間で、Ｓ／Ｎが良く、解像度の高い画像データを取得できるようになる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る画像読み取り装置であるスキャナの一実施の形態の構成を示す図である。
図２は、フラットベッドスキャナの構成例を示す図である。
図３は、本発明に係る画像読み取り装置のより詳細な機能の構成を示すブロック図である。
図４は、信号処理部１０７の機能の構成を示すブロック図である。
図５は、動きボケ除去部１５４の機能の構成を示すブロック図である。
図６は、従来のスキャナのＣＣＤ２０１および原稿２１の模式的な関係を示す図である。
図７は、従来のスキャナのＣＣＤ２０１および原稿２１の模式的な関係を示す図である。
図８は、動きボケを説明する図である。
図９は、動きボケを説明する図である。
図１０は、動きボケの量の変化を説明する図である。
図１１は、動きボケの量の変化を説明する図である。
図１２は、本発明に係るスキャナのＣＣＤ１０２および原稿２１の模式的な関係を示す図である。
図１３は、本発明に係るスキャナのＣＣＤ１０２および原稿２１の模式的な関係を示す図である。
図１４は、ＣＤ１０２が出力する信号を説明する図である。
図１５は、ＣＤ１０２が出力する信号を説明する図である。
図１６は、ＣＣＤ１０２が静止しているとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
図１７は、ＣＣＤ１０２が移動しているとき、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
図１８は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の例を説明する図である。
図１９は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の他の例を示す図である。
図２０は、原稿２１の読み取られる領域を説明する図である。
図２１は、ＣＣＤ１０２が出力する信号を説明する図である。
図２２は、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
図２３は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の例を説明する図である。
図２４は、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
図２５は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の例を説明する図である。
図２６は、ＣＣＤ１０２が出力する信号に含まれる画像の成分の例を示す図である。
図２７は、既知の値を求めるとともに、誤差の影響の連鎖を遮断する、具体的な処理の例を説明する図である。
図２８は、読み取りの処理を説明するフローチャートである。
図２９は、画像信号の処理を説明するフローチャートである。
図３０は、動きボケの除去の処理を説明するフローチャートである。
図３１は、動きボケ除去部１５４の機能の構成を示すブロック図である。
図３２は、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子毎に制御し、画像の成分を演算する、具体的な処理の例を説明する図である。
図３３は、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子毎に制御し、画像の成分を演算する、具体的な処理の例を説明する図である。
図３４は、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子毎に制御し、画像の成分を演算する、具体的な処理の他の例を説明する図である。
図３５は、ＣＣＤ１０２のシャッタのタイミングを検出素子毎に制御し、画像の成分を演算する、具体的な処理の他の例を説明する図である。
図３６は、動きボケの除去の処理を説明するフローチャートである。
図３７は、本発明に係るスキャナの他の実施の形態の構成を示す図である。
図３８は、本発明に係るスキャナのさらに他の実施の形態の構成を示す図である。
図３９は、本発明に係るスキャナのさらに他の実施の形態の構成を示す図である。
【図１】
2003061271.tif 000035
【図２】
2003061271.tif 000036
【図３】
2003061271.tif 000037
【図４】
2003061271.tif 000038
【図５】
2003061271.tif 000039
【図６】
2003061271.tif 000040
【図７】
2003061271.tif 000041
【図８】
2003061271.tif 000042
【図９】
2003061271.tif 000043
【図１０】
2003061271.tif 000044
【図１１】
2003061271.tif 000045
【図１２】
2003061271.tif 000046
【図１３】
2003061271.tif 000047
【図１４】
2003061271.tif 000048
【図１５】
2003061271.tif 000049
【図１６】
2003061271.tif 000050
【図１７】
2003061271.tif 000051
【図１８】
2003061271.tif 000052
【図１９】
2003061271.tif 000053
【図２０】
2003061271.tif 000054
【図２１】
2003061271.tif 000055
【図２２】
2003061271.tif 000056
【図２３】
2003061271.tif 000057
【図２４】
2003061271.tif 000058
【図２５】
2003061271.tif 000059
【図２６】
2003061271.tif 000060
【図２７】
2003061271.tif 000061
【図２８】
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【図２９】
2003061271.tif 000063
【図３０】
2003061271.tif 000064
【図３１】
2003061271.tif 000065
【図３２】
2003061271.tif 000066
【図３３】
2003061271.tif 000067
【図３４】
2003061271.tif 000068
【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2003061271.tif 000073
【国際調査報告】
2003061271.tif 000074
2003061271.tif 000075