(57)【要約】【課題】本発明は、フィルムや紙等に描かれた画像を読み取る画像読取装置に関し、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうのを未然に防ぐことができる画像読取装置を提供する。【解決手段】スライドマウント１１を固定する原稿台９と、スライドマウント１１に読取光を照射する光源１７と、スライドマウント１１における読取光の照射領域の像を検出するＣＣＤ２５を備えた読取光学系１９と、読取光の焦点位置を合わせるフォーカス調整機能とを有する画像読取装置１において、ＣＣＤ２５の相互に近接する２本の走査線に読み取りを行わせ、２本の走査線のコントラストを相互に比較し、この結果に基づいてスライドマウント１１の読み取り位置を変更するか否かを判断するＣＰＵ４７を有することを特徴とする。【選択図】　　　図２
2004037736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取りの対象となる原稿を固定する原稿台と、
前記原稿に読取光を照射する照明光学系と、
前記原稿における前記読取光の照射領域の像を検出する撮像素子を備えた読取光学系と、
前記読取光の焦点位置を合わせるフォーカス調整機能と、
を有する画像読取装置において、
前記撮像素子の相互に近接する２本の走査線に読み取りを行わせ、前記２本の走査線のコントラストを相互に比較し、この結果に基づいて前記原稿の読み取り位置を変更するか否かを判断する処理手段を有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像読取装置において、
前記照明光学系および前記読取光学系を支持する支持部材を有し、
前記支持部材により連結された前記照明光学系および前記読取光学系を、前記原稿の原稿面と並行に配置された回動軸を中心に回動可能にすることによって、フォーカス調整を行うことを特徴とする画像読取装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像読取装置において、
前記撮像素子の相互に近接する２本の走査線は、相隣接する走査線であることを特徴とする画像読取装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、
前記走査線のうち相互に近接する２本の走査線を選択する手順と、
前記２本の走査線の走査線毎に、その走査線に含まれる全部または一部の画素の測光を行う手順と、
をフォーカス調整前に実行させるためのプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプログラムにおいて、
前記２本の走査線毎に、前記測光された各々の画素の出力値とその１つ前に測光された前記画素の出力値との差分を算出する手順と、
前記２本の走査線毎に、前記差分の絶対値の総和を算出する手順と、
これら２つの前記総和の差分を算出する手順と、
をフォーカス調整前に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムや紙等に描かれた画像を読み取る画像読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルムや紙等に描かれた画像を読み取る画像読取装置では、原稿面に焦点を合わせるためのフォーカス調整機能が備えられたものが使用されている。このような画像読取装置は、照明系と投影系とからなる光学系を固定し、原稿を保持した原稿台を原稿面に沿って移動させスキャンさせるタイプのものと、原稿を原稿台に固定し、光学系を原稿面に沿って移動させスキャンさせるタイプのものとに大別される。そして、後者の画像読取装置として、フォーカス調整をする際に光学系を揺動させるタイプのものが知られている（例えば、特開２００１−１４４８９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学系を揺動させるタイプの画像読取装置では、光学系を揺動させることで光源から原稿までの光路長を変更させるため、原稿面への光の入射角が微小ながら変化してしまい、原稿の読み取り位置が変化してしまう。そのため、原稿に描かれた絵柄の境界部分、すなわちコントラストの差が大きい部分に対してフォーカス調整をすると、揺動中のコントラストの変化が不規則になり、的確なフォーカスポイントを得られなくなるという問題があった。
【０００４】
さらに、的確なコントラストデータが得られない場合には、原稿面上の読み取り位置を変更し再度フォーカシングを行う必要があり、画像の読み取り作業に手間や時間がかかる場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうのを未然に防ぐことができる画像読取装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像読取装置は、読み取りの対象となる原稿を固定する原稿台と、前記原稿に読取光を照射する照明光学系と、前記原稿における前記読取光の照射領域の像を検出する撮像素子を備えた読取光学系と、前記読取光の焦点位置を合わせるフォーカス調整機能とを有する画像読取装置において、前記撮像素子の相互に近接する２本の走査線に読み取りを行わせ、前記２本の走査線のコントラストを相互に比較し、この結果に基づいて前記原稿の読み取り位置を変更するか否かを判断する処理手段を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の画像読取装置は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記照明光学系および前記読取光学系を支持する支持部材を有し、前記支持部材により連結された前記照明光学系および前記読取光学系を、前記原稿の原稿面と並行に配置された回動軸を中心に回動可能にすることによって、フォーカス調整を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の画像読取装置は、請求項１または請求項２に記載の画像読取装置において、前記撮像素子の相互に近接する２本の走査線は、相隣接する走査線であることを特徴とする。
請求項４に記載の画像読取装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像読取装置において、前記走査線のうち相互に近接する２本の走査線を選択する手順と、前記２本の走査線の走査線毎に、その走査線に含まれる全部または一部の画素の測光を行う手順とをフォーカス調整前に実行させる。
【０００９】
請求項５に記載の画像読取装置は、請求項４に記載のプログラムにおいて、前記２本の走査線毎に、前記測光された各々の画素の出力値とその１つ前に測光された前記画素の出力値との差分を算出する手順と、前記２本の走査線毎に、前記差分の絶対値の総和を算出する手順と、これら２つの前記総和の差分を算出する手順とをフォーカス調整前に実行させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の画像読取装置の一使用形態を示している。
この画像読取装置１は、Ｄ−ＳＵＢコネクタ付きケーブル２を介して電子計算機３に接続されている。さらに、この電子計算機３には、読取画像を表示するためのモニター５と、電子計算機３に情報を入力するためのキーボード７とが接続されている。
【００１１】
また、画像読取装置１には開口部１ａが形成され、この開口部１ａには原稿台９が装着される。この原稿台９は、画像読取装置１に着脱自在に取り付けられる。原稿台９には、モニター５に表示する読取画像データが固定されたものとして、例えばスライドマウント１１が着脱される。なお、スライドマウント１１の替わりに、ストリップフィルム、カートリッジにフィルムが入れられているＡＰＳフィルムその他の原稿を着脱しても良い。
【００１２】
図２は、画像読取装置１を垂直断面により概略的に示している。
この画像読取装置１は、メカボディ１３と、スライドマウント１１を挿入するための原稿台９と、メカボディ１３の位置を変更する駆動部１５とを有している。
メカボディ１３は、水平に配置されるスライドマウント１１を照明する光源１７と、スライドマウント１１を透過した読取光を受光し、スライドマウント１１に描かれた画像を読みとるための読取光学系１９とを有している。また、このメカボディ１３は、回動軸Ｏを介して支持部材１４に連結されている。
【００１３】
読取光学系１９は、スライドマウント１１を透過した読取光を反射するミラー２１と、ミラー２１で反射した光を集光する投影レンズ２３と、投影レンズ２３で集光された光を受光するＣＣＤ２５とを有している。
駆動部１５は、副走査方向（図２中、左右方向）に読取光学系１９を移動させるスキャンモータ２７を有している。また、駆動部１５は、回動軸Ｏを中心として、スライドマウント１１に対して接近または離隔する方向にメカボディ１３を移動させるフォーカス調整機能を有するＡＦ用駆動部２９を有している。
【００１４】
ＡＦ用駆動部２９は、ＡＦモータ３１と、ＡＦモータ３１の回転を伝達させる歯車３３と、歯車３３から回転を伝達されるカム３５と、カム３５により往復移動されメカボディ１３を傾斜させる連接棒３７とを有している。
また、この画像読取装置１は、スキャンモータ２７に接続されるスキャンモータ駆動回路３９と、ＡＦモータ３１に接続されるＡＦモータ駆動回路４１と、ＣＣＤ２５に接続される画像処理回路４３と、光源１７に接続される照明駆動回路４５とを有している。さらに、画像読取装置１は、このスキャンモータ駆動回路３９とＡＦモータ駆動回路４１と画像処理回路４３と照明駆動回路４５とを制御するＣＰＵ４７と、このＣＰＵ４７に接続されるメモリー４９およびＩ／Ｆ回路５１とを有している。このＩ／Ｆ回路５１は、Ｄ−ＳＵＢコネクタ付きケーブル２を介して電子計算機３に接続されている。
【００１５】
図３（ａ）は、図２において、ＡＦ用駆動部２９を作動させ、メカボディ１３を回動軸Ｏを中心に時計回り方向に回転させたときの図である。メカボディ１３が水平に位置している場合に比べ、光源１７はスライドマウント１１に対し離隔している。
図３（ｂ）は、図３（ａ）とは反対方向にメカボディ１３を回転させたときの図である。メカボディ１３が水平に位置している場合に比べ、光源１７はスライドマウント１１に対し接近している。
【００１６】
そして、図３（ａ）および図３（ｂ）のようにメカボディ１３を傾斜させることで、メカボディ１３とスライドマウント１１との相対位置関係を変更させ、ＣＣＤ２５への入力画像のピントを合わせている。
【００１７】
図４および図５は、画像読取装置１の内部構造の詳細を示している。ここで図４は、主走査方向（図４中、紙面垂直方向）の垂直断面を示しており、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面を示している。
スライドマウント１１は、その外周がフレーム１１ａに填め込まれており、このフレーム１１ａは、装着面９ａ上で２つの板ばね５３により両側を固定されている。
【００１８】
そして、光源１７から出射したスライドマウント１１の画像の読取光が、主走査方向と副走査方向とで曲率の異なるトーリックミラー５５で光路を９０度程変更され、スライドマウント１１に照射される。スライドマウント１１を透過した読取光は、ミラー２１で光路を９０度変更され、投影レンズ２３を介して略円筒状のＣＣＤ保持部５７に取り付けられたＣＣＤ２５に入射する。ここで、光源１７とトーリックミラー５５とは、照明光学系５６を構成している。
【００１９】
なお、トーリックミラー５５で反射された読取光は、主走査方向の垂直断面では、スライドマウント１１およびＣＣＤ２５のある位置で合焦し、副走査方向の垂直断面では、投影レンズ２３のある位置で合焦するように設定して使用される（特開平８−２４８５２９号公報参照）。また、メカボディ１３は、後述するスキャンモータ２７が作動すると、図５に示すガイドバー５９に沿って、副走査方向に移動する。
【００２０】
以下、上述した画像読取装置１におけるフォーカスポイントの算出方法について説明する。
ユーザーがＡＦ動作を実行すると、スキャンモータ２７が起動し、メカボディ１３が所定の位置まで副走査方向に沿って移動する。次いで、ＡＦモータ３１を駆動し、カム３５の動作によりメカボディ１３をスライドマウント１１と光源１７とが離隔する方向に回動軸Ｏを中心に、所定の角度範囲の揺動を行わせる。これにより、所定の角度範囲のコントラストデータが得られる。ここでいう、コントラストデータとは、ＣＣＤ２５における隣接する画素の出力差絶対値を総計したものをいう。そして、コントラストが最大となる角度位置をフォーカスポイントという。
【００２１】
次に、図６および図７を用いて、フォカースポイントの決定方法の具体例について説明する。
図６（ｃ）に示すようなスライドマウント１１のフォーカシングを行うとき、メカボディ１３を所定の角度範囲で回動軸Ｏを中心に揺動させ、図６（ａ）に示すように所定角度間隔毎に５ポイント、コントラストの計測を行う。この場合は、スライドマウント１１中の点線内をＣＣＤ２５の所定の走査線が計測している。そして、図６（ｃ）に示すように、各ポイント毎のコントラスト総和を求め、コントラストが一番高いポイント、すなわち、３ポイント目をフォーカスポイントとする。
【００２２】
この際、スライドマウント１１と光源１７との相対位置関係を決定するにあったては、先ず、例えば図７（ｂ）に示すようなスライドマウント１１のエリアＡおよびエリアＢの読み取りを行い、図７（ａ）に示すような２つのコントラストデータを取得する。そして、これらの差分を算出することで、絵柄の境界付近にあるか否かを推定する。絵柄の境界付近にあると推定される場合には、メカボディ１３を副走査方向へ移動させ、計測するスライドマウント１１の計測箇所を変更する。この理由は、オートフォーカス時、メカボディ１３を回動軸Ｏを中心に揺動運動させると、スライドマウント１１と読取光の光軸との交差位置が変化するため、絵柄の境界付近では、的確なコントラストデータを取得できなくなるおそれがあるからである。
【００２３】
次に、この理由を、揺動によるスライドマウント１１と読取光の光軸との交差位置の変化を示す図８を用いて具体的に説明する。
図に示すように、回動軸Ｏの中心から読み取り位置までの距離をＸとし、メカボディ１３の揺動範囲をＹとし、スライドマウント１１での読み取り位置の変化量をΔＸとすると、以下のような関係式が成り立つ。
【００２４】
θ＝Ｙ・ｔａｎ（Ｙ／２／Ｘ）
Δｘ＝Ｘ（１／ｃｏｓθ−１）
ここで例えば、回動軸Ｏの中心から読み取り位置までの距離Ｘは１１０ｍｍ、揺動範囲ａは３ｍｍであるので、読み取り位置の変化量ΔＸは、上式より０．０１０ｍｍとなる。そのため、スキャン時の最小ピッチが０．００６ｍｍであるときには、読み取り位置の変化は、２画素弱分に相当する。従って、読み取り位置が絵柄の境界付近にあるときは、的確なコントラストデータを取得することができなくなる。
【００２５】
なお、上述したような計測を画像読取装置１に行わせるために、メモリー４９には、走査線のうち相互に近接する２本の走査線を選択する手順と、２本の走査線の走査線毎に、その走査線に含まれる全部または一部の画素の測光を行う手順と、２本の走査線毎にコントラストを計測する手順、すなわち測光された各々の画素の出力値とその１つ前に測光された画素の出力値との差分を算出し、２本の走査線毎に差分の絶対値の総和を算出する手順と、これら２つの総和の差分を算出する手順とを行わせるためのプログラムが記録されている。そして、このプログラムは処理手段であるＣＰＵ４７を用いて実行される。
【００２６】
この実施形態の画像読取装置１では、読取光の焦点位置を合わせる際に、ＣＣＤ２５の相隣接する２本の走査線に読み取りを行わせ、２本の走査線のコントラストを相互に比較するので、フォーカスポイントが絵柄の境界付近にあるか否かを２本の走査線のコントラストの差を算出することで確実に把握することができる。そして、絵柄の境界付近にあると判断される場合に、メカボディ１３を副走査方向へ移動させて新たな２本の走査線のコントラストを採取し、それらを相互に比較し、境界付近でないと判断されるまでメカボディ１３を副走査方向へ移動させれば、フォーカスポイントを絵柄の境界付近から離隔させることができる。そのため、メカボディ１３の揺動運動によるフォーカシングを行う前に、フォーカスポイントを確実に絵柄の境界付近から引き離すことができ、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうことを未然に防ぐことができる。
【００２７】
また、この実施形態の画像読取装置１では、照明光学系５６および読取光学系１９を支持する支持部材１４を設け、支持部材１４により連結された照明光学系５６および読取光学系１９を、スライドマウント１１の原稿面と並行に配置された回動軸Ｏを中心に回動可能にすることによってフォーカス調整を行うので、メカボディ１３を平行移動させてフォーカシングを行わせる場合に比べ、装置を小型化することができる。この理由は、十分な精度で平行移動を行わせるためには、移動方向を規制するＡＦガイドバー等の案内機構や、移動を行わせるためのモータ等の駆動機構が大型化する傾向にあるからである。
【００２８】
なお、上述した実施形態では、相隣接する２本の走査線を用いてコントラストの比較を行ったが、メカボディ１３の回動軸Ｏを中心とした回転に対する読取範囲の変化を考慮して計測する走査線の選択を行うならば如何なる走査線を選択しても良い。例えば、コントラストの計測に用いる２本の走査線の間にコントラストの計測に用いない１本或いは複数本の走査線を介入しても良い。また、コントラストの計測に用いる走査線の数は２本ではなく、３本以上としても良い。
【００２９】
また、上述した実施形態では、２本の走査線のコントラストの差を検出するという手法を揺動タイプの画像読取装置１に適用した例について説明したが、フォーカス時に画像がズームするタイプの画像読取装置に適用しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の画像読取装置では、読取光の焦点位置を合わせる際に、撮像素子の相隣接する２本の走査線に読み取りを行わせ、２本の走査線のコントラストを相互に比較するので、フォーカスポイントが絵柄の境界付近にあるか否かを把握することができる。そして、絵柄の境界付近にあると判断される場合に、原稿への読取光の照射位置を副走査方向へ移動させて新たな２本の走査線のコントラストを相互に比較し、境界付近でないと判断されるまで読み取り位置を副走査方向へ移動させれば、フォーカスポイントを絵柄の境界付近から離隔させることができる。そのため、フォーカシングを行う前に、フォーカスポイントを確実に絵柄の境界付近から引き離すことができ、揺動運動を行わせるタイプの画像読取装置において、フォーカスポイントを検出するのに適さない位置でフォーカシングしてしまうことを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置の一使用形態を示す説明図である。
【図２】図１の画像読取装置を垂直断面により概略的に示す説明図である。
【図３】メカボディを揺動させたときの説明図である。
【図４】図１の画像読取装置の内部構造の詳細を示す説明図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図１の画像読取装置でのフォーカシングについての説明図である。
【図７】図１の画像読取装置でのフォーカシングについての説明図である。
【図８】図１の画像読取装置のメカブロックの揺動範囲についての説明図である。
【符号の説明】
１　画像読取装置
９　原稿台
１１　スライドマウント
１４　支持部材
１９　読取光学系
２５　ＣＣＤ
５６　照明光学系
【図１】
2004037736.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】
2004037736.tif 000008
【図７】
2004037736.tif 000009
【図８】
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