(57)【要約】【課題】カラーチャート等を用いることなく、またユーザーが特に意識することなく容易かつ確実に色再現性のばらつきを補償する。【解決手段】光源からの光を原稿を介して読取センサ２１に受光せしめ、読取センサ２１の光電変換出力を画像データとして外部に出力する画像読取装置において、読取センサ２１は、画像データを得るための第１の画素部２１Ａと、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部２１Ｂとを含む。第２の画素部２１Ｂを構成する複数の画素には、例えばそれぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれ、その出力から分光特性が検知できる。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を原稿を介して画像読取センサに受光せしめ、該画像読取センサの光電変換出力を画像データとして外部に出力する画像読取装置であって、
前記画像読取センサは、前記画像データを得るための第１の画素部と、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部とを含むことを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記第２の画素部を構成する複数の画素には、それぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第２の画素部の出力から前記光源光の分光特性を検知する検知装置と、
該検知した分光特性に基づいて前記第１の画素部の出力画像データを補正するための補正値を演算する演算装置とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項４】
画像読取装置に設けられ、光源からの光を原稿を介して受光し光電変換する画像読取センサであって、
画像データを得る第１の画素部と、前記光源光の分光特性を検知するための第２の画素部とを備えることを特徴とする画像読取センサ。
【請求項５】
前記第２の画素部を構成する複数の画素には、それぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれるよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像読取センサ。
【請求項６】
光源からの光を原稿を介して画像読取センサに受光せしめ、該画像読取センサの光電変換出力を画像データとして出力する画像データ出力装置と、前記出力された画像データを処理する処理装置とから成る画像処理システムであって、
前記画像読取センサは、前記画像データを得るための第１の画素部と、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部とを有し、
前記処理装置は、前記第２の画素部の出力から前記光源光の分光特性を検知する検知部と、該検知した分光特性に基づいて、前記第１の画素部の出力を補正するための補正値を演算する演算部とを含むことを特徴とする画像処理システム。
【請求項７】
前記第２の画素部を構成する複数の画素には、それぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれるよう構成され、前記検知部は、前記複数の画素の出力を比較することで前記光源光の分光特性を検知することを特徴とする請求項６に記載の画像処理システム。
【請求項８】
前記演算部は、予め定められた分光特性と前記検知した分光特性との偏差を前記補正値として演算することを特徴とする請求項６に記載の画像処理システム。
【請求項９】
前記処理装置は、前記演算部で演算された補正値に基づいて前記第１の画素部の出力画像データを補正する補正部を更に含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムスキャナ等の画像読取装置に関し、その出力画像データの色再現性の個体差を低減するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像読取装置は、ＬＥＤ等の光源からフィルム等の透過原稿を照明し、原稿の透過光を画像読取センサで受光して画像信号を生成する。画像読取センサとして例えばモノクロのＣＣＤラインセンサを用いた場合には、光源側でＲＧＢを切換発光することで色分解を行う。すなわち、光源としてＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤが設けられ、原稿と読取センサとの相対位置関係を固定したまま光源を切換え、Ｒ読取り→Ｇ読取り→Ｂ読取りを順に行うことで１ラインの読取が終了する。その後、上記相対位置を１ライン分移動させて同様の読取りを行い。これを繰り返し行うことで１画像のスキャンが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像読取装置における色再現性は、光学系の分光特性に支配され、そのうち光源の分光特性が色再現性に最も大きな影響をもたらす。このため、光源の分光特性のばらつき（個体差）によって同等の製品でも色再現性が異なり、特に業務用として同じ装置を複数台使用するような場合に問題となる。中でもＧ光源としてのＧ−ＬＥＤは分光特性のばらつきが生じ易く、ある装置のＧ−ＬＥＤはピーク波長が５２０ｎｍであるが、他の装置のＧ−ＬＥＤは５４０ｎｍであるといったことがあり、この場合は両装置で同一の原稿を同一の設定でスキャンしても出力結果（色）が同一とはならない。
【０００４】
このような色再現のばらつきをなくすには、ＬＥＤ光の波長のばらつきを抑えるべくＬＥＤの選定条件を厳しくすることが考えられるが、これは歩留まりの低下をもたらす。また、ばらつきを補償する手段として、基準チャートを用いる方法がある。基準のカラーチャートをスキャンし、各色の出力値を調べることで基準値からのずれを把握し、そのずれを補正手段にて補正する。しかし、この方法は基準チャートを装置に１台ずつ添付する必要があり、またユーザーが手間のかかる校正作業を行わなければならず、使い勝手が悪い。さらにチャート自体の経年変化によって正確な色再現ができなくなるといった懸念もある。
【０００５】
本発明の目的は、カラーチャート等を用いることなく、またユーザーが特に意識することなく容易に色再現性のばらつきを補償することが可能な画像読取装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜３の発明は、光源からの光を原稿を介して画像読取センサに受光せしめ、画像読取センサの光電変換出力を画像データとして外部に出力する画像読取装置に適用される。
請求項１の発明では、画像読取センサが、画像データを得るための第１の画素部と、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部とを含み、これにより上記問題点を解決する。
請求項２の発明は、第２の画素部を構成する複数の画素に、それぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれるよう構成したものである。
請求項３の発明は、第２の画素部の出力から光源光の分光特性を検知する検知装置と、検知した分光特性に基づいて第１の画素部の出力を補正するための補正値を演算する演算装置とを更に備えるものである。
請求項４，５の発明は、画像読取装置に設けられ、光源からの光を原稿を介して受光し光電変換する画像読取センサに適用される。
請求項４の発明は、画像読取装置の出力としての画像データを得る第１の画素部と、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部とを備える。
請求項５の発明は、第２の画素部を構成する複数の画素に、それぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれるよう構成したものである。
請求項６〜９の発明は、光源からの光を原稿を介して画像読取センサに受光せしめ、画像読取センサの光電変換出力を画像データとして出力する画像データ出力装置と、出力された画像データを処理する処理装置とから成る画像処理システムに適用される。
請求項６の発明は、画像読取センサが、画像データを得るための第１の画素部と、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部とを有し、処理装置が、第２の画素部の出力から光源光の分光特性を検知する検知部と、検知した分光特性に基づいて、第１の画素部の出力を補正するための補正値を演算する演算部とを含む。
請求項７の発明は、第２の画素部を構成する複数の画素に、それぞれ透過波長帯域の異なるフィルタを介して光が導かれ、複数の画素の出力を比較することで光源光の分光特性を検知するようにしたものである。
請求項８の発明は、予め定められた分光特性と上記検知した分光特性との偏差を補正値として演算するようにしたものである。
請求項９の発明は、処理装置が、演算部で演算された補正値に基づいて第１の画素部の出力を補正する補正部を更に含むものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図１１により本発明の一実施の形態を説明する。
図１および図２は本実施形態におけるフィルムスキャナ（画像読取装置）ＳＣの断面図である。フィルムスキャナＳＣには、読取原稿１の種類に応じて複数種類のアダプタが用意されている。図は原稿１がスライドマウントである例を示し、スライドマウント１が保持されたマウントアダプタ２が読取位置にセッティングされている。なお、原稿がストリップフィルムの場合には他のアダプタが用いられる。
【０００８】
本実施形態のフィルムスキャナＳＣでは、固定された原稿１に対して読取光学系を移動させて読取りを行う。読取光学系は、原稿１を照明する照明ユニット１０と、原稿１の透過光（ここではマウントされたフィルムの透過光）を撮像するための撮像ユニット２０とから構成され、照明ユニット１０は光源としてのＢ−ＬＥＤ，Ｇ−ＬＥＤ，Ｒ−ＬＥＤを備えている。撮像ユニット２０は、画像読取センサ（以下、単に読取センサと呼ぶ）２１と、読取センサ２１に原稿の透過光を導くための光学系（ミラー２２，投影レンズ２３）とを有する。本実施形態では読取センサ２１の構造に特徴があるが、その詳細は後述する。
【０００９】
照明ユニット１０および撮像ユニット２０は、メカブロックとして一体化され、メカブロックはステッピングモータ２４により図１の左右方向にスキャン駆動される。すなわち、ステッピングモータ２４の回転が減速ギアを介してリードねじ２５を回転せしめ、リードねじ２５とナット２６の作用によってメカブロックがガイドバー２７に案内されつつ移動する。
【００１０】
図３はフィルムスキャナＳＣとホストコンピュータＨＣとから成る画像処理システムのブロック図である。上述したスキャン用のステッピングモータ２４は、制御回路３１からの指令によってモータドライバ３２を介して駆動される。また照明ユニット１０を構成するＬＥＤは、制御回路３１からの指令によりＬＥＤドライバ３３を介して駆動され、撮像ユニット２０を構成する読取センサ２１は、タイミング発生器３４を介して駆動される。読取センサ２１の光電変換出力は、増幅器３５で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３６でデジタル信号に変換されるなどして所定の形態の画像データが生成される。生成された画像データは制御回路３１を介してホストコンピュータＨＣ側に送られる。制御回路３１にはまた、フォーカシングモータ３７のモータドライバ３８と、メモリ３９と、ホストコンピュータＨＣと接続するためのインターフェース４０が接続されている。フォーカシングモータ３７の駆動力は、フォーカス調整機構４１を介して撮像ユニット２０に伝達され、撮像系全体と原稿間の焦点調節が行われる。
【００１１】
一方、ホストコンピュータＨＣはパーソナルコンピュータや周辺機器から成り、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、ハードディスク５３と、フィルムスキャナＳＣと接続するためのインターフェース５４とを有するとともに、表示装置（モニタ）５５と、プリンタ５６と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ５７等も有する。ハードディスク５３にはスキャン用のドライバソフトウェアがインストールされ、ＣＰＵ５１は、このドライバソフトウェアによってスキャナＳＣを制御したり、スキャナＳＣの出力画像データを処理したりする。
【００１２】
次に、上述した読取センサ２１の詳細構造について図４〜図６を参照して説明する。
読取センサ２１は、基本的にはＣＣＤモノクロ１ラインセンサであり、複数の画素が一列に並んで配置される。従来センサと異なる点は、画素のラインが通常の読取用の画素部２１Ａの他に、校正用の画素部２１Ｂを有している点である。校正用画素部２１Ｂは、ＬＥＤ光の分光特性を検知するためのもので、画素ラインの一端側に設けられ、図６に示すようにＢ用校正部２１ｂと、Ｇ用校正部２１ｇと、Ｒ用校正部２１ｒとから成る。各校正部２１ｂ，２１ｇ，２１ｒはそれぞれ５個の画素Ｂ１〜Ｂ５，Ｇ１〜Ｇ５，Ｒ１〜Ｒ５から成り、これら計１５個の画素には、異なる透過特性（透過波長帯域）の分光フィルタがオンチップで設けられている。それらのフィルタを介して各画素にＬＥＤ光が導かれる。
【００１３】
今、ＬＥＤ光のピーク波長が、図７に示すようにＢ＝４７０ｎｍ，Ｇ＝５３０ｎｍ，Ｒ＝６６０ｎｍ（いずれもＴＹＰ値）であり、その製造時のばらつきが±１０ｎｍ程度であるとする。この場合、画素Ｂ１〜Ｂ５，Ｇ１〜Ｇ５，Ｒ１〜Ｒ５に対してそれぞれ図８〜図１０に示すような透過波長帯域（ピーク波長）を持つフィルタが設定される。Ｇ用校正部２１ｇを例に挙げて説明すると、中央画素Ｇ３のフィルタは、Ｇ−ＬＥＤ光のピーク波長のＴＹＰ値と同等の透過特性を持ち、Ｇ２，Ｇ４はそれぞれＧ３に対して±５ｎｍ、Ｇ１，Ｇ５はＧ３に対して±１０ｎｍとされる（図１１参照）。Ｂ用校正部２１ｂ，Ｒ用校正部２１ｒについても同様である。
【００１４】
一方、読取用画素部２１Ａは、画像データを生成するための通常の画素部であり、従来と同様にフィルタのないモノクロセンサとされる。スキャン時には、原稿と読取センサ２１との相対位置関係を固定したまま光源を切換え、読取用画素部２１ＡによるＲ読取り→Ｇ読取り→Ｂ読取りを順に行うことで１ラインの読取が終了する。その後、上述したメカブロックを１ライン分移動させて同様の読取りを行い、これを繰り返し行うことで１画像の画像データが得られる。
【００１５】
本実施形態では、上述した校正用画素部２１Ｂの出力からＬＥＤ光の分光特性を検知でき、その分光特性に基づいて読取用画素部２１Ａの出力画像データを補正することで、ＬＥＤ光の分光特性にばらつきがあっても最終画像の色再現性を一定とすることができる。以下、その詳細を具体例を挙げて説明する。
【００１６】
例えば図９から分かるように、Ｇ用校正部２１ｇの中央画素Ｇ３のフィルタ透過特性は５３０ｎｍ付近である。したがって、Ｇ−ＬＥＤ光のピーク波長がＧ＝５３０ｎｍ付近であれば、中央画素Ｇ３に対する透過特性とＧ−ＬＥＤ光の波長とがマッチし、受光される光の割合が高くなり出力も高くなる。両隣の画素Ｇ２，Ｇ４では、Ｇ３に比べてフィルタを透過する割合が減るので出力はやや落ち、画素Ｇ１，Ｇ５では更に落ちる。すなわち、ＬＥＤ光のピーク波長とフィルタのピーク波長が近い画素については出力が高く、両波長の差が大きくなるほど出力は低下する。したがって、各画素の出力値の大小を比較することでＧ−ＬＥＤ光の分光特性（ピーク波長）がおよそどの程度であるかが検知できる。これはＢ−ＬＥＤ光，Ｒ−ＬＥＤ光についても同様である。
【００１７】
ＬＥＤ光の分光特性が検出できたら、引き続いてその分光特性に基づいて色補正テーブルを更新する。色補正テーブルは、例えばホストコンピュータＨＣ側のハードディスク内に格納されるもので、読取用画素部２１Ａの各画素出力の補正に用いられる。この色補正テーブルの更新とは、理想とする分光特性と、校正用画素部２１Ｂの出力に基づいて検出された分光特性との偏差を補正値として新たに記憶することを意味する。例えば、上記ＴＹＰ値であるＢ＝４７０ｎｍ，Ｇ＝５３０ｎｍ，Ｒ＝６６０ｎｍ相当の出力結果を常に得ることを条件とし、検出された分光特性がＢ＝４７５ｎｍ，Ｇ＝５２０ｎｍ，Ｒ＝６６０ｎｍであったならば、Ｂに対する補正値は−５ｎｍ相当、Ｇに対する補正値は＋１０ｎｍ相当、Ｒに対する補正値は±０ということになり、これらの補正値が色補正テーブルに格納（上書き）される。
【００１８】
ここで、上述した分光特性の検知および色補正テーブルの更新は、ハードディスク５３にインストールされたドライバソフトウェアによって実行される。例えば、原稿がセットされていない状態でスキャナＳＣの電源がオンされるたびに各ＬＥＤが順に点灯され、各ＬＥＤの分光特性の検知、およびその結果に基づく色補正テーブルの更新が自動的に行われるようにすることが望ましい。あるいはユーザーの指示によって行われるようにしてもよい。
【００１９】
そして、原稿の読取り（スキャン）が行われると、読取用画素部２１Ａの各画素出力が画像データとしてメモリ５２またはハードディスク５３に取り込まれ、その画像データに対して上記色補正テーブルを用いた補正がなされる。前述の例でいえば、読取用画素部２１ＡのＢ出力値に対しては−５ｎｍ相当の補正がなされ、Ｇ出力値に対しては＋１０ｎｍ相当の補正がなされ、Ｒ出力値に対しては補正はなされない。これらの補正処理もドライバソフトウェアによって行われる。
【００２０】
このような補正を行うことで、ＬＥＤ光の分光特性にばらつきがあっても常にＴＹＰ値相当の出力結果を得ることができる。したがって、装置間の色再現性のばらつきを減らすことができ、またＬＥＤの経年変化に起因する色再現性の変化も抑制できる。しかも、チャートを用いた従来方法のように手間のかかる作業を行う必要はなく、特に電源オンのたびに色補正テーブルが自動的に更新されるようにすれば、ユーザーは色再現性の補償に関して全く意識する必要はない。また、ＬＥＤの選定条件を厳しくする必要がないので、歩留まりの低下も防止できる。
【００２１】
以上の実施形態において、ＬＥＤが光源を、読取用画素部２１Ａが第１の画素部を、校正用画素部２１Ｂが第２の画素部を、ＣＰＵ５１が処理装置（検知部，演算部，補正部）をそれぞれ構成する。
【００２２】
なお以上では、ＢＧＲの校正用画素部２１Ｂを各５個の画素で構成したが、透過特性の異なるより多くの画素を用いることでＬＥＤ光の分光特性を精度よく検出でき、より高精度な補正が行える。また、読取用画素部２１Ａと校正用画素部２１Ｂとで１ラインを構成するようにしたが、両画素部２１Ａ，２１Ｂを別々のラインとしてもよい。
【００２３】
さらに、ピーク波長のＴＹＰ値相当の出力が得られるようにしたが、このターゲット値は他の値でもよい。また、ホストコンピュータ側のＣＰＵ５１にて分光特性の検知および色補正テーブルの更新が行われるようにしたが、これらの機能がスキャナ側で達成されるよう構成してもよい。この場合は、スキャナの制御回路３１が検知装置および演算装置（請求項３）を構成することになる。またスキャナ側で補正まで行うようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、読取センサが通常の画素部（第１の画素部）の他に、光源光の分光特性を検知するための第２の画素部を備えているので、検知した分光特性に基づいて第１の画素部の出力を補正することで、光源の選定条件を厳しくすることなく、またチャート等を用いることなく光源波長のばらつきによる色再現性の個体差を低減でき、さらに光源の経年変化による色再現性の変化も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるフィルムスキャナ（画像読取装置）の断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】フィルムスキャナとホストコンピュータとから成る画像処理システムのブロック図。
【図４】読取センサ（ＣＣＤラインセンサ）の側面図。
【図５】読取センサの平面図。
【図６】読取センサの校正用画素部（図５のＡ部）の構造を示す図。
【図７】ＬＥＤの分光特性の一例を示す図。
【図８】校正用画素部のＢ用校正部の各フィルタ透過特性（ピーク波長）を示す図。
【図９】同Ｇ用校正部の各フィルタ透過特性（ピーク波長）を示す図。
【図１０】同Ｒ用校正部の各フィルタ透過特性（ピーク波長）を示す図。
【図１１】図９の透過特性をグラフ化して示す図。
【符号の説明】
１　原稿
２　アダプタ
１０　照明ユニット
２０　撮像ユニット
２１　画像読取センサ
２１Ａ　読取用画素部
２１Ｂ　校正用画素部
２１ｂ　Ｂ用校正部
２１ｇ　　Ｇ用校正部
２１ｒ　　Ｒ用校正部
５１　ＣＰＵ
ＨＣ　ホストコンピュータ
ＳＣ　フィルムスキャナ
【図１】
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【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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